钻石首饰制作工艺流程,文图介绍?

钻石首饰制作工艺流程,文图介绍?,第1张

首先设计好草图,然后制作师傅会根据珠宝设计的颜色配合,再订出能做好配合的用料金属以及宝石。

一般难度大的珠宝首饰会选用18K金制,因为18K金的硬度适中,不会像铂金过硬或者黄金过软。而宝石会选用各式天然宝石。宝石要配合做好的金模具来选择质量大小,形状。天然的宝石级别当然会用最好的,颜色也找最相似同级的。这样镶制起来会是最完美的。

小小的吊坠或其他首饰,少的镶制几颗石,多的要镶几十或上百颗也不出奇。因此师傅的手工是很重要的,他们以人手细心巧妙地镶牢固每个位置,力求尽善尽美。

到后面的程序就是为宝石与金属打磨抛光、金属某些部位会使用喷磨砂。最后还有激光打印,18K、Pt950、045ct之类,品牌上会刻上自己的名字。

经过多重繁复的工序后,漂亮的珠宝才放到店上的橱窗。(一般繁复设计镶制的珠宝首饰,价格会比其他普通珠宝费用贵,因此名牌是因此昂贵)。

工艺种类

钻石镶嵌的工艺方法有多种,即机械镶嵌法和树脂镶嵌法。

机械镶嵌法

机械镶嵌法系试样放在钢圈或小钢夹中,然后用螺钉和垫块加以固定。该方法操作简便,适合于镶嵌形状规则的试样。

树脂镶嵌法

树脂镶嵌法是利用树脂来镶嵌细小的金相试样,可以将任何形状的试样镶嵌成一定尺寸的试样。树脂镶嵌法可分为热压和浇注镶嵌法两类。

(1)热压镶嵌法。热压镶嵌法是将聚氯乙烯、聚苯乙烯或电木粉经加热至一定温度并施加一定压力和保温一定时间,使镶嵌材料与试样紧固地粘合在一起,然后进行试样研磨。热压镶嵌需要用镶嵌机来完成。

(2)浇注镶嵌法。

鉴定部门一般都要有CMA国家认证,国际上比较认可的有GIA,HRD,GIE,IGC等

衡量钻石价值的四个因素

衡量一颗钻石价值有4个因素,因为这四个因素的英文字母都是C开头的,因而俗称4C !

钻石的克拉

克拉作为重量单位,起源于欧洲地中海边的一种角豆树的种子(稻子豆),盛开淡红色的花朵,豆荚结褐色的果仁,长约15厘米,可用来制胶。角豆树有一个奇特的现象,无论长在何处,它所结的果仁,每一颗重量均一致。在历史上这种果实就被用来作为测定重量的砝码,久而久之便成了一种重量单位,用它来称贵重和细微的物质。直到1907年国际上商定为宝石的计量单位,沿用至今。

钻石的重量单位克拉的次一级单位是分,100分为1克拉;01克拉的钻石也就是10分钻。

钻石的净度

钻石的洁净度是依钻石在10倍放大镜下观察的结果为依据。它包括两个方面,即宝石内部原有的缺陷及加工过程中对钻石表面造成的破坏。净度可分为如下六级:

完全洁净级(Flawless),简称FL

钻石内外无任何缺陷。有些小毛病也可列入FL级。

内部洁净级(Internally Flawless),简称IF

内部无任何瑕疵,表面有一点瑕疵。

非常非常细微的内部瑕疵级(Very very slight included)

有极微小的瑕疵,只有从亭部可以观察到或表面有很小的瑕疵,VVS1或VVS2的区别在于VVS2有极小的绵装点及小毛茬等(基本上内部没有什么缺)。

很轻微的瑕疵级(Very slightly included),简称VS1或VS2

可以看到非常微小的瑕疵,能看清大小及位置。VS1及VS2的区别在于VS2可能有微小的绵状物及毛茬

轻微瑕疵级(Slightly included),简称SI1及SI2

可明显地看到瑕疵。

不洁净级(Inperfect),简称I1、I2、I3

可以明显地看到瑕疵,有时也能清楚地看到明显的解理。

国际上对钻石洁净度有统一的符号,一般都标在鉴定证书钻石形态图的相应位置上。

钻石的切工

钻石的4c中,最重要的是切工,因为,无论一颗钻石的净度或色度甚至克拉数是多大,都是钻石天然生成的,也正因为这样,每一颗钻石才更加独一无二, 根据比率级别,修饰度级别再统一进行切工等级评估,分为很好,好,一般三类。 切工比较:

切工太深:当钻石被切的太深时,光线就会从它的底部逸出,因此钻石的亮度就会受损,而它的中心也因此变暗。

切工太浅:当钻石被切的太浅时,光线也会从它的亭部逸出,钻石的亮度因此受损,失去光泽而变得黯淡。

钻石的颜色

钻石的颜色,主要为无色、白色、淡**、**

香港对钻石颜色的评价,是用色度计把无色到**分为100色,故称为"百色级",我国就采用这种色级分类法。美国宝石学院则把无色到**,分为D、E、F、…、U、V、W等色级,南非戴比尔斯(De Beers)公司采用该色级分类法。

目前对钻石颜色分级的评价,大多采用对比法,即在标准白色钻石灯下,把所需要分级的钻石,与"标准钻石样"进行对比划分。

对于分级标准外的其他颜色,如红色、蓝色、紫色等,因极为罕见,故这颜色的钻石均为钻石中的珍品,其价格远远高于一般钻石的计价标准。如1987年4月28日伦敦克里斯蒂拍卖行一次宝石拍卖会上,一颗重量仅为0。95克拉的紫红色钻石,其成交价竟高达88万美元。

钻石是指经过琢磨的金刚石,在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳 (C)元素构成,具有立方结构的天然白色晶体。钻石具有宗教色彩的崇拜和畏惧,同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长,也有人把它看成是爱情和忠贞的象征。

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有人说金刚石就是钻石,其实这种说法是完全错误的(它们的差别就等同于木头和家具之间的关系),钻石只是金刚石精加工而成的产品,现代科学技术 、手段为探索钻石的形成提供了新思路和方法。钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(无色)。为了便于理解钻石的起源,先看一看含有钻石的原岩。

钻石的加工工艺一般包括策划、 定型、精细琢磨、成品处理四个阶段。

1策划阶段

所含工序:毛坯设计- +钻石切割+分选入包

2定型阶段

所含工序:襟样工序+打边工序→台面工序

3精细琢磨

阶段所含工序:磨底工序+磨面工序+磨星工序

4成品处理

阶段所含工序:成品清洗+成品分选+包装入库一、

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毛坯设计设计的原则是使钻石的价值最大化;其方式有两种即:人工设计和电脑辅助设计;设计是根据钻石内部净度、形状、重量及工艺要求,

划分钻石的加工类型即:锯钻、颗粒钻、异型钻等,在价值最大化前提下,进行选笃和选台。经过人工画线设计、电脑扫描、计算,确定设计方案。

1画线画线必须直,人工操作可借助显微镜进行,画线设计应该避开钻石的某些缺陷。

2标开口点根据经验八面体钻石在长棱上选择开口点,十二面体选择长棱所夹晶面开口。

3粘胶将设计好的钻石坯粘接在铜枝上。

二、钻石切割钻石加工讲究的是价值最大化,其中自然包括钻石原胚利用率的最大化,在钻石晶形比较完整的前提下,钻石切割是实现价值最大化的重要手段。

1锯钻工艺锯钻工艺是指利用机械锯钻的原理按钻石的纹理锯开两粒或多粒钻石。-般来讲,晶形比较完整,锯开之后成品率可以提高或许可以去掉靠近刀口两边的瑕疵,以此来提高净度,来获取最高价值的钻石。

(1)按照钻 胚被分割的比例和刀法可以将其分为对剖、借剖、斜锯、切角四种。

 (2) 按切割方向及刀法可以分为普通锯、倒锯、转刀锯三种。

3钻石切割的损耗钻石切割的损耗主要取决于锯切面的大小和锯片的厚薄程度。如果锯切面质量差。除了正常的锯耗之外,还增加了额外的钻石原料和工时的消耗。

1)崩角快要锯开时没有及时减压、锯片伸距不够、钻胚左右受力不均匀等原因都可造成崩角。

2)台阶因开口位置或据切方向不对出现的几个锯切面不处于同一个水平面上,而形成台阶。

3)多余刀口当第一次开口的位置和方向不对而再次换位开口时留下的刀口即为多刀口。

4)弧面在锯切钻胚过程中,锯片压力过大,锯片太薄和太宽而导致锯片弯曲,造成锯切面向内或向外弯曲而形成的弧面。

5)锯纹一般是指锯片凹凸不平、锯钻机电动,毛制、卷口、抖动等造成据切面出现很深的纹理,锯纹太深会造成原材料的损耗。6)离线离线是因为开口不正或中途遇到硬块、锯路偏移锯切标线未能及时发现和叫正造成的,,一般会出现据偏、锯料、锯歪三种情况。

1)锯片安装和修整锯偏的安装时将夹盘从机台上取下套上锯片拧紧夹盘、把夹盘放在石墨轴承上,使皮带搭在夹盘与电机上。锯片的修整是将钢刀刀锋朝上对准锯片向上翘起10° 左右,钢刀轻触锯片,直到锯片有极细而且连续的丝状物均匀地切出后迅速退刀。

2)加钻粉把钻石粉混合物利用滚子均匀的涂在锯钻片上使切钻锯片的位置呈现出黑色。

3)装石、摆纹将要切割的钻石装卡于锯钻机上开口点对准正下方,开口点纹路正好接触锯片,锯片与钻石的压力要均匀适当。

4)开口钻石接触锯片的顶点稍微加力,观察锯片,这时锯片顺着钻石的棱线方向稍微弯曲弯曲的刀锋刚好与锯切线的开口点吻合。

5)观察在锯钻中要经常观察钻石的切割情况,及时的做出相应的调整,以免造成不必要的损失。

(1)正位观察手持放大镜,从锯钻机的正面观察锯片与钻石的切割情况,避免出现爆刀及损坏钻石的问题。

(2)上位观察手持放大镜,从锯钻机的上方观察锯片与钻石的切割情况,避免出现切割的钻石与刀口不吻合造成浪费的现象。

6)锯切中的锯片故障

(1) 锯片弯曲当压力过大和锯片没有修整好时,锯片通常会出现弯曲的现象,因此发现锯片弯曲要及时更正,避免造成不必要的浪费。

(2) 锯片光头这种现象-般出现在锯钻片呈现出刀刃而没有锯钻粉包裹的锯片上,要及时取出刀片重新检查并上锯切粉。

(3)锯片卷边当锯片遇到硬物或无钻粉时,会出现卷口的现象,锯片刃口惠呈现出T形。只能将锯片剪一小口,转动钻石从小口中取出。

(4) 锯片刮薄锯片一边或两边出现明显的刮痕,可以通过修整锯片或加钻粉来解决。

(5)锯片抖动锯片在加钻粉过程中和压力过大时,会产生抖动。

(6)爆刀以上几种状态如果得不到及时处理,会出现爆刀,使钻石产生破碎(散花)

(7) 停滞当锯片遇到硬块或压力过小时会产生停滞现象, 此种现象会影响锯钻的质量。

5微调

1)微调压力利用切钻机的升降杆和棉垫进行压力调节,并注意从上位观察压力的大小程度。

2)微调左右位置(对线)用食指、中指拨动左右调节旋钮,调节锯片与钻石的开口线对齐。

3)微调机壁在锯切面与锯片沿垂直面上下可能出现偏差。应松开机壁锁紧手柄,直至两个面完全重叠。

6翻胶垫翻胶垫一般是指在切钻过程中,锯片在切入钻石开口点后,为加快钻石切割而做的一道工序,也可以叫做压力升降的调节过程。-般有三种:

1)快速沉降阶段锯片接触钻石开始阶段;螺杆接触胶垫的反弹力对螺杆的沉降刚开始产生阻力作用为止。这时压力相对最大

2)缓慢沉降阶段当锯片切入钻石中后,至快切完时,压力在胶垫的作用下,会慢慢变慢,切钻的压力会慢慢变小。

3)停滞阶段胶垫被压缩到了极限,螺杆完全停止沉降,锯钻压力为零,锯钻过程终止。

7换位换位是指从钻石切线的不同方位来分开切割- -颗比较大的钻石。

8转刀当切割时遇见硬块时从另- -个方位来进行切钻并要保持和原来的切线重合。

9卸石钻石切割完成后,把胶垫翻到硬面,左手心凹起向上夹壁向下压,使切下的一半钻石落入手中。

三、分选入包颗粒钻或切割钻,按照钻石的颜色、净度、重量、净度进行分类,并预算出最终的成品率。

四、襟样和打边

襟样(出围形)根据形体特征较差的钻胚,对其进行修饰,从而使其具备成品的基本形态过程称为襟样。

2打边(定型)打边是钻胚的定型的过程,是钻胚达到特定的形状,其宽度为台面直径的13%。

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一:轨道镶 它是在镶口侧边车出槽位,将宝石放进位槽位中,并打压牢固的一种镶嵌方法。高档首饰的副石镶嵌常用此法。另外一些方形、梯形钻石用逼镶法来镶嵌效果极佳。这种款式的优点是对钻石腰部和有较好的保护,同时,能够同时镶嵌多粒钻石以及不同琢形的钻石。缺点是不能充分体现钻石的美,成本较高,镶嵌时容易造成钻石损坏等。这种款式既适合男戒,又适合女戒。 二:排镶 这种款式是将钻石成排成串密集地进行镶嵌,钻石被镶嵌在戒指上的各个孔洞中,使钻石与戒指几乎在同一平面上,常用于女式指戒。这种款式的优点是:比爪形款式能更好地保护钻石,此外,这种款式使钻石大部分裸露于外,能产生钻石比实际更大或更多的视觉效果。缺点是镶嵌时危险性大,因为在镶嵌过程中钻石易被损坏,钻石的固定程度不如上述其它款式,钻戒的表面也不如沟缘形和察耐尔平整。这种钻石镶嵌工艺适合小分数的钻石。 三:爪镶 这是镶嵌工艺中最常见而且操作相对简单的一种工艺。爪镶就是用金属爪将宝石扣牢在托架上的方法。爪镶又分单粒镶和群镶两种,单粒镶即只在托架上镶一粒较大宝石;以衬托和体现主石的光彩与价值。此外,这种款式镶嵌的钻石也易于清洗。正因为有上述优点,爪形镶嵌的钻戒倍受女性青睐。但这种钻戒的钻石(特别是亭部以上部位)暴露程度比别的款式多,因此在佩戴时要注意对钻石的保护。另外,这种款式有时容易勾住衣服、毛巾或头发,或对他人构成伤害,佩戴者也需十分注意。 四:微镶 在显微镜下进行操作。对工艺要求非常严谨、精致。DGER珠宝的工艺:钻石非常的小,台面在平行在同一水平面,非常的平整,转动时所有的小钻都整齐的散发一样的火彩与光芒。 五:吉普赛镶 这种款式在男戒中较为流行,这种款式的钻戒先将钻石镶入能较好包住钻石腰部的孔洞中,然后通过锤击周围的金属以固定钻石。这种款式的优点是能较好地保护钻石腰部,若镶嵌得当,钻石会更加稳固,且具美丽大方的外观。缺点是费时,镶嵌时也易造成钻石损坏。 六:无边镶 主要是公主方钻的镶嵌。表面上看不见金属的爪与槽,实际上在公主方的腰以下开有整齐的槽,金属的爪卡在里面,对工艺要求非常的高。 七:卡镶 也称迫镶,其原理利用金属的张力固定宝石的腰部(有时候是腰部与底尖的部分),是非常时尚的镶嵌款式,很能体现现代感,最受年轻时尚的女性们喜爱。这种镶嵌方法的缺点在于,宝石被金属固着的位置十分有限,受力点较小。 八:包边镶 也称为包边镶,它是用金属边将宝石四周都圈住的一种工艺,多用于一些较大的宝石,特别是拱面的宝石,因为较大的拱面宝石用爪镶工艺不容易将其扣牢,而且长爪又影响整体美观。主要应用于有色宝石,更好的展现宝石的颜色。其主要优点是:对钻石有更安全的保护,特别对钻石的亭部和腰部;使戒指表面较为光滑,此外对钻石的固定程度也更高。但缺点是所需金属较多,加工繁琐、成本高,且进入钻石的光相对较少,使得钻石的美不能得到充分体现。这种款式较适合年纪大的女性佩戴或者男戒的镶嵌。

钻石镶嵌工艺有起钉镶、爪镶、卡镶、柱镶、包镶等,起钉镶是在金属材料上镶口的边缘,铲出若干个小钉,用以固定钻石的镶嵌方法,根据起钉数量可分为两钉镶、三钉镶、四钉镶和密钉镶。想要继续了解钻石镶嵌工艺有哪些的读者可以继续往下阅读。

钻石镶嵌工艺的介绍

1、爪镶是以细长的贵金属镶爪抓住钻石,一般为四爪或六爪,这种镶嵌方式非常牢固并且使钻石突出于指环之上,让钻石从任何角度看起来都光芒四射。

2、卡镶又称夹镶、逼镶,是利用金属的张力固定钻石的腰部,这种镶嵌方式能够最大限度的展示钻石的全貌,使人感觉钻石仿佛悬浮在空气中,带来强烈的视觉冲击。

3、柱镶是用纤细的金属条将每一颗钻石独立分开,这种镶嵌方式属于复古风格,华丽而严谨。

4、包镶是用金属边把钻石的腰部以下封在金属托之内,用贵金属的坚固性防止钻石脱落,其镶边可呈平滑状或波浪形,甚至可顺应每颗钻石铸成任何形状。

切工决定了钻石的明亮度、火彩、闪光三大方面,在钻石价值衡量的4c标准中,唯有切工是直接受人为影响。钻石切工的圆度、深度、宽度以及琢面的均匀度都决定着钻石的光度,许多宝石学家认为钻石的切磨工艺是最重要的钻石特性,因为即使一颗钻石拥有完美的颜色(color)和净度(clarity),遇到拙劣的切磨也会使一颗钻石失去其耀眼的光彩。

钻石切工分级:

在切工分级中,我们主要是对圆多面形琢型的钻石按严格比例进行分级,对于花式琢型也可进行切工分级,但由于异形的缘故,只作大概估计。钻石切工与分级的标准在不同国家略有差别,这主要与人们的审美观点有关。钻石的切工比例包括台宽比、冠高比、亭深比、全深比、腰厚比、底尖比等。国检把钻石的切工分为很好、好、一般三个级别。

国家标准钻石切工比率分级表

在钻石切工中有三种情况是属于明显切工差的钻石,它们是: “鱼眼”钻石:由于钻石的亭部太浅,导致光线从亭部泄漏,不能产生 “块状”钻石:由于钻石的亭部太深,导致光线不能反射到台面,钻石看上去发黑,亮度。 “薄”钻石:它的原因有两个,一个是台面比例正确,但冠角太小;另一个是台面太大,冠部浅。这种钻石整体看上去很薄,不易镶嵌,且火彩差。 在观察切工时,我们要观察以下几点:

钻石加工通常包括设计、劈、锯、车、磨五道工序。

放射型的异形钻除了腰棱的加工工艺和小面的摆布稍微不同之外,其工艺流程整体上接近圆钻。阶梯型的异形钻的腰棱不用车钻机加工,一律靠磨,其工艺流程和使用的器具与圆钻差异很大。可见并不是每一颗钻石从原坯到成品都必须经过设计、劈、锯、车、磨五大工序,但无论何种磨工和琢形的钻石,设计和磨钻这两道工序则是必不可少的。

(一)设计标线

设计标线是钻石加工最基础的一道工序。优秀的钻石设计师,至少应该具备以下一些素质和技能:

1)对钻石的主要特性,尤其像晶形、晶体结构、解理、内应力(异常双折射现象)、包体、硬度各向异性等与加工工艺密切相关的那些特性,必须了如指掌。

2)熟悉钻石加工的整个工艺流程、各道具体工序和本厂工人的技术水平,采取合理的设计选择。

3)熟悉市场行情,能在市场需求、出成率、风险程度、卖价、资金周转速度等诸多关系整体效益的因素之间权衡利弊,找出平衡点,做出最佳方案。

设计人员常备的工具有:电子秤、卡尺量规、10倍放大镜(最好能有台式放大镜)、计算器、钻石灯、钻石原石筛、偏光镜、显微镜、纸包、标线笔和油性墨水等。设计的步骤如下。

1原石分选

根据原石的大小、颜色、净度、晶形四个方面进行分选。从设计的角度观察原石,主要考虑晶形和净度两个方面的因素。

1)晶形 CSO习惯上把原石的晶形分为六类,即规则晶形(Stones)、变形晶形(Shapes)、劈理晶形(Cleavages)、双晶(Macles)、薄片(Flats)和六面体形(Cubes)等。规则晶形是指晶形完好、没有或几乎没有形变的八面体和十二面体,加工工艺上就叫可锯钻(Sawable);变形晶体指的是沿二次对称轴方向加长、沿三次对称轴方向加长或变扁,即明显变形的完整晶体,加工工艺上叫颗粒钻(Makeable,Wholoestone);劈理晶形指严重残缺的晶体或残片。客观地说,这几类晶形之间的区分并没有严整划一的尺度,在一定程度上要凭经验来判断。

2)净度 如果说晶形主要影响出成率的话,净度则直接影响到成品钻石的价值。从设计的角度看原石,应先搞清内含物的种类、大小、数目、位置、对比度;其次确认通过加工可以去掉的瑕疵;再次,对于去不掉或去不干净的瑕疵要尽可能把它们安置在不显眼、不反射的位置。碰到表面磨砂发毛和有“壳”的原石可在适当的部位磨一磨,行话叫“开窗”,透过这扇“窗户”再去看个究竟。有时瑕疵的深浅不能一目了然,可以借助显微镜测距。办法是在同一放大倍率下,转动聚焦旋钮,找到纵深两点间的实际距离与旋纽转过的刻度之间的对应关系;然后把钻石固定在载物台上,先把焦点聚在晶体表面上,再逐步地把焦距拉伸到内含物上,记下聚焦旋钮转过的刻度,即可推算出内含物距晶体表面的实际距离,以判断能否在加工过程中把它们去掉。

2设计原则

钻石设计的原则主要有保重原则、求净原则、适销原则和省工原则。

1)保重原则 目的在于提高原石的利用率,既要保证本道工序的原料损耗最少,又要使下一道工序不受影响,所有工序都要最大限度地保留成品钻石的重量,即争取最好的出成率,这就是保重原则。但同时要注意净度和切工,片面保重忽视净度和切工反而往往使其总体价值降低。

2)求净原则 钻石是天然矿物,真正纯净无瑕的极少。设计人员应拿出一个切实可行的方案,将瑕疵在加工过程中去掉。比如把石墨包体设计在贴近锯切面、劈理面的位置,以利于在磨制过程中把它们去掉。确实难以去除,也要将瑕疵设计放在不太显眼、不发生镜像反射的地方,将瑕疵对净度等级的影响降低到最小。保重和求净往往不能同时兼顾,这时设计人员就必须反复权衡,以经济效益为尺度,做出有利的选择。

3)适销原则 钻石设计成什么磨工和琢型,在保重和求净两者之间如何取舍,都必须从本身的客观实际出发,使产品适销对路,加快资金的周转。

4)省工原则 钻石加工历来就有劳动密集型产业之说。从原石到成品,劳动消耗量非同寻常。在保重、求净、适销的大前提下,在选择台面、编排加工工艺的时候,适当兼顾一下省工的原则也不失为提高经济效益的一个方面。比如在一块钻石原石用锯和劈两种加工工艺都可以达到预期效果时,应首先考虑用劈的加工工艺,因为劈钻的工效比锯钻高,这样可以节省工时。钻石的硬度有各向异性的特点,不同的晶面做台面,磨的时候会有难易程度的差异。因此如果几种方案都能取得同样的结果,那么应首先用立方体晶面做台面(四向纹),十二面体晶面(两向纹)次之,不得已才考虑八面体晶面(三向纹)。

本着以上原则,从每一颗原石的具体情形出发,确定对每一颗原石应采用的磨工、琢型。

3设计标线

1)劈钻标线 劈钻的方向一定要沿解理面方向,即平行于八面体晶面的方向。接触双晶原则上要求从双晶结合缝处下刀。标线时可标出劈开面的一边或两边,开口点用墨团标明,点在晶棱上(见图5-1-18)。

2)锯钻标线 锯钻时有两种选择,一是沿立方体晶面方向锯,二是沿十二面体晶面方向锯(见图5-1-19)。最常用的是沿立方体晶面方向锯,因为沿十二面体晶面锯的出成率往往不理想。锯切面必须与四次对称轴垂直,倾斜度以15°为极限。大于15。基本上锯不开。线标定之后,也用墨团点出开口点。

图5-1-18 劈钻标线

图5-1-19 钻石锯开方向

3)成形钻标线 成形钻不用劈和锯,一颗就做一颗,故又叫颗粒钻。一般只用墨团标出底尖的位置,也有用圆圈中间再加打叉(×)同时标出台面位置的。碰到要“开窗”进行观察的原石,设计人员也是用墨团点出开窗的部位。

4分包

一般每个包有1粒、3粒、5粒直到10粒不等,视钻石大小而定。分包的原则可以是下述各项中的一项或几项。

1)大小 按大小相等或相近的原则分包。

2)后续工序种类 不属同一个后续工序的石头不能放在一包。

3)形状 按预计的出成率来分包。

4)纹向 按研磨方向(四向纹、三向纹和两向纹)来分包。

5)工艺要求 相同相近的分成一包。

6)荧光特征 荧光色及其强度相同相近的分成一包。

7)净度 净度相近的分成一包。

8)颜色 颜色相近的分成一包。

一般来说,采用的项数越多就越便于监控和管理。而这主要取决于生产的规模和批量的大小。

(二)劈钻

劈钻是一门古老的钻石加工工艺,起源于几个世纪之前的印度。当时流行一种叫尖顶工(Point cut)的钻石磨工,几乎就是八面体原石。当时锯钻工艺尚未问世,印度人采用劈的方法把不规则的原石从四面八方剥“皮”,留下一个规规矩矩的八面体的“核”。而劈下来足够大的石块,还可以做成五花八门的玫瑰工钻,因此劈钻曾经盛极一时。随着放射型圆钻的流行,劈钻工艺丧失了普遍性和通用性,到20世纪70年代利用薄片加工的“锯齿工”出现时又稍微挽回了一些颓势。如今,人们只是在对付晶形极不规则、解理上有严重瑕疵的原石或者接触双晶的时候才用到它。

迄今世上最大的原石、3106ct的库利南钻石和后来的琼克钻石(726ct)的加工,都是先行靠劈钻工艺进行磨制的。此项工序要求劈钻师对钻石的特性,尤其对诸多异常情况要准确判断并谨慎行事。

1适宜用劈钻工艺的原石

1)接触双晶,尤其是接合面破损或有隙可乘者。

2)解理面上有明显瑕疵者(大的羽裂或者羽裂连带深色后生包体等)。

3)晶形极不规则,不先劈就无从着手者。

4)劈开后的形状同锯钻相比,出成率更高、效益更好者。

5)劈钻后的非主体部分尚有其他利用价值者。

2劈钻的主要设备

劈钻的主要设备:劈钻工作台,上面有劈钻盒;工作台内缘用木隔板固定一块插劈钻杆的铅砧;劈钻杆一套,规格从直径10mm~40mm,每杆递增5mm;劈钻钢刀一组,大中小俱全;木柄圆锤一个;煤气(丁烷或天然气)喷灯一盏;劈钻胶若干。

3劈钻的操作程序

1)确定劈开面之后,把钻坯粘牢在劈钻杆头上,开槽的面向上,并使劈线与劈钻杆中轴18°~20°倾角,同时把开槽的钻石刻刀粘牢。

2)左手执钻坯夹杆,右手执刻刀夹杆,用手指钩住钻盒两边的立销,让刻刀在钻坯开槽标线上来回蹭,刻出一条槽。目前这道工序在有的工厂已用激光来完成。

3)选择厚度适宜的劈刀,使其刃口没入刻槽之中。注意:刻刀刃口直钝不宜尖,不能让它接触槽底,让刻刀两侧抵在刻槽两壁上。

4)扶正劈刀,用木柄圆锤轻击刀臂,劈开钻石。

5)用喷灯加热劈钻胶使之软化,取出钻坯,清洗干净,检查工作质量。

一颗钻石可能不止劈一次,可按照上述程序反复操作进行。

(三)锯钻

锯钻的实际运用,可追溯到17世纪。当时锯钻的工具是一根绷紧拉直的细铁丝,抹上钻石微粉,与现今掏空用的木工钢丝锯相似。410ct的“摄政王”钻石,足足用了一年时间才锯开。由此可知其劳动效率非常低。

目前锯钻的方法主要是机械锯钻,最近兴起的还有激光切割。

现代的机械锯钻机一般是十台一组,安装在铸铁机架或实心水泥机座上。通常一个工人可以照看20台锯机。

单台锯机主要零部件有:铸铁机座、心轴、锯石夹嘴、夹臂、重力臂、进给配重球、调节螺杆、橡皮垫块及微型电机。常备的低质易耗品有:磷铜锯片、锯石胶、钻石微粉、石墨轴垫等。

磷铜锯片的直径、厚度可视心轴法兰盘的直径和钻石制品的大小而选定。各国的习惯不尽一致。

钻石设计标好锯切线之后,便可发送到锯钻工序,进行粘钻、装机、开口、锯切、清洗、质检等程序。

1粘钻

把锯钻胶填进锯钻夹嘴,注意适量,把钻石摁入其中,注意使锯切线与夹嘴唇口平行(或者说是与夹嘴中轴垂直)且伸出唇口一点,清除多余的粘胶,勿使粘胶妨碍锯片的旋进。把粘好的钻石插进蜂窝状夹嘴盒,移入干燥箱干燥后,再仔细检查钻石与夹嘴的相对位置是否改变。

2装钻

把检查好的钻石夹嘴装入夹臂,使锯片对准锯切线,从正面看呈一条直线,从上朝下看,锯切线必须同锯片正好在同一平面,不允许错位。总之,从锯片上方压在锯片上的钻石必须精确定位,并且必须随时检查锯路正不正,防止锯偏。国外给钻坯定位时有采用X射线法、测角器观测法、平行光管观测法等,但大多数工厂还是采用目测法,靠操作工人的责任感、眼力和经验来确保精确定位。

3开口

开口用的锯片一般比正式锯钻的锯片厚005~010mm。开口深度以1~15mm为宜。

开口位置的选定和开口的质量直接关系到整个锯钻工序的质量和成败。所谓开口位置的选定,实质上就是如何处置钻石各种内含物和结构特征的问题。

如果原石有一条蚀沟,那么就从离蚀沟最近的那个晶顶开口;如果两个相邻的晶顶附近各有一条蚀沟,则从靠近深蚀沟的晶顶开口;如果两条蚀沟分别靠近相对的两个晶顶,则从靠近深蚀沟的晶顶开口;蚀沟在晶棱中段者可从它连接的两个晶顶中任意选定一个开口。

有一个负晶顶的原石就从负晶顶开口;如果有几个负晶顶就从发育最充分、最深的那个开口。

开口时勿使锯片通过玫瑰花瓣形的石墨包体。含橄榄石包体的钻石应从包体长度方向一致的地方开口。

有裂纹的原石应从裂纹最多或裂纹发育最深的那个晶顶开口。

4锯钻

口子开好之后,更换薄1~2号的锯片正式开始锯钻。锯片直径的选择,以伸距稍大于钻石直径为准,伸距太长锯片受压弯曲,锯切面将呈凹凸状;伸距太短则锯不开。锯片最佳转速为2800r/min。锯钻的工效主要取决于钻石微粉的粒度、浓度及施压的大小。为此,在整个锯钻过程中,每间隔2~3min就得用小滚轮把用橄榄油调和的钻粉往锯片上抹。同时旋出调节螺杆,尽可能保证钻坯对锯片的施压为最大。但到锯钻接近尾声时,必须适当减少施压,避免钻石在锯开之前就崩开而留下未锯完的墩子,影响锯钻质量和后续工序的出成率。

锯钻和单人单班工效因石头大小和锯片厚度不同而不同。

5清洗

锯钻清洗一般用洗发香波兑水摇洗,再用清水冲洗、干燥。

6质检

其实锯钻的检验在清洗之前就应该进行一次,目的主要是检查锯路是否遵从了设计标线。清洗以后,主要是检查锯切面的质量。以下几种情形为不合格:

1)深锯齿痕 若不太深、对后续工序的出成率影响不大,可勉强通过(图5-1-20(a)。

2)锯切面凸凹不平 主要是锯片伸距太大,被钻石压弯而又未及时纠正所致(图5-1-24(b))。

3)锯切面倾斜 因锯片走偏而未及时纠正所致,但设计斜锯者除外(图5-1-20(c)。

4)锯切面梯坎 一般是一刀切不开、迎面又锯时锯路对不准造成的,梯坎越高情况越糟,因为磨台面的损耗越大(图5-1-20(d)。

5)墩子 是锯钻进程接近尾声时未及时减少锯片施压钻石崩裂造成的,弄不好锯掉的一半还会“飞”掉(图5-1-20(e)。

图5-1-20 质检的各种情况

(a)深锯齿痕;(b)凹锯面和凸锯面;(c)斜锯面;(d)锯面有梯坎;(e)墩子

(四)车钻

车钻的工作对象是钻石腰棱,目的是赋予它以未来成品钻琢型的优美曲线(圆形、双弧形、弯弓形等)。阶梯型的磨工腰棱呈直线,一部分混合型的磨工(如拜丽恩磨工等)的腰棱也是直线,打磨它们的时候用不着车钻这道工序。

1车钻的设备

最早打磨腰棱全靠手工,如今电动车钻机已经非常普遍。在此简单介绍几种最新的加工设备。

1)全自动车钻机 这种机器除了装石之外,其余的事都由车钻机完成。与通常的车钻机不同的是:双头车钻机两根心轴的转向完全相反,两颗钻石同样既为工具(车刀),又为工件(被加工件)。两颗钻石互相刮擦的情况由摄像头放大再现在观监屏幕上,便于操作工掌握进度。

2)激光车钻设备 其原理同激光打孔、激光切割相似。激光加工造成的表面微裂和较高的成本费用,是其不足之处。

3)车钻机 这种机器在国内普遍使用,有单头和双头两种:单头机用胶粘在制品(工件)上,双头机则靠左边的夹嘴和右边的顶针配合来夹持钻石。

以双头机为例介绍一下车钻机的结构:一个整体浇铸的机座,左边装有制动轮和浮游卡盘,右边是顶针座和弹力顶针,中间是车刀架和残渣收集盒,有的还配备有吸尘器。安装在机台底下的电动机通过分配轴和两条同步皮带带动双轴同步旋转。

与车钻机配套使用的主要工具是车钻棒。主要辅助工具有各种规格的车钻夹嘴,一个木榔头,若干作为车刀用的有棱有角的钻坯或人造聚晶颗粒。像牙医工具那样靠转轴驱动的旋转车钻棒被越来越多地采用。除了工效提高以外,它加工出来的腰棱质量也好。

2车钻的步骤

1)仔细观察钻坯 主要看尖正不正、高度够不够,有无瑕疵和瑕疵的确切方位,以决定部分或全部去掉的方案,决定是粘还是夹。

2)固定钻坯 办法有两种,一种是粘,一种是夹(见图5-1-21)。

图5-1-21 固定钻坯的两种方法

两种办法各有优缺点。夹的优点是操作简便,工效较高,更适宜正尖、无瑕的坯料;而粘的方法多了一道粘的工序,比较费事,但适用于几乎所有的坯料,尤其是夹有所不能的歪尖、无尖、有裂、有瑕的坯料,其车裂钻坯的概率较小,安全系数较大。

粘:先加热铜头,抹上专用粘胶剂,把钻坯轻轻地摁在粘胶剂上,粘牢,再加热30分钟左右,使粘胶剂硬化,复查钻坯是否移位。加工好之后再加热使钻坯与粘胶剂分离。

夹:选择夹嘴,使其承窝与底尖相配,把它安装在车钻机前顶底座上,左手执钻石,底尖向左,右手扳动后顶针座顶住钻石台面。注意顶压的力度:太小夹不住钻石,太大会把钻石夹坏。

固定钻石车刀的办法也是粘和夹两种。已锯钻(Sawn)、圆粒金刚石(Boart)或人工聚晶颗粒都可以充当车刀。

3)钻坯定中 即令钻坯的转动轴与可能获得最大直径的成品钻的中轴重合。定中精确与否,在很大程度上就决定了车钻工序的最终结果:出成率、该去的瑕疵是否已经去掉或下道工序有无把握去掉。

4)粗车 粗车的目标是将钻坯突出的部分(如晶顶等)打磨掉。注意进刀量不宜太大太猛,并要反复多次补充定中。

5)精车 预期目的是使在制品的直径圆度和腰箍预留高度均达到工艺要求。

6)光边 对腰棱进行最后修葺。有三条途径可供选择:

第一种途径是仍旧在车钻机进行,把车刀换成已锯钻的锋刃,轻触在制品。这样加工的腰棱较粗糙,表面呈灰白色,鉴定证书上注明为“打磨腰棱”(Bruted girdle)。

第二种途径是采用专用的光边机。这种机器比车钻机小巧,原理相近,只是做工具用的已不是手执的车刀,而是一个在一定振幅内前后振摆的高速旋转的钻石微粉抛光轮。按照烧结在轮边上的钻石微粉的目数,它有很细、细、中等和粗之分。光边机加工的腰棱鉴定证书上注明为“抛光腰棱”(Polished girdle)。它们表面光亮而且透明,几何形状规整。

第三条途径是在磨钻机上进行。对中、小钻而言,这必须是在成品完成以后,腰棱上发现有缺口、过大的原晶面等严重影响正圆度的问题才采用的补救办法。只有大钻和巨钻,才会有意识地把腰棱修饰成一连串的小面。在鉴定证书上,这样处理过的腰棱注明“小面腰棱”(Faceted girdle)。

以上三种光边的办法仅适用于圆钻,均不适用于阶梯型磨工。对于腰棱呈曲线的异形钻,如心形、马眼、梨形、椭圆之类,只考虑有“打磨腰棱”和“小面腰棱”两种可能,暂时还没有一种安装钻石磨轮的机器,能够胜任它们那种不同曲率、比例伸缩性又很大的腰棱。

7)质检 对车好的圆钻在制品的工艺要求是:①制品俯视图必须正圆。容许误差只能是11%~15%。②制品腰距高度最小值不小于直径的125%,即要能容纳下成品钻的整个冠部和腰棱。③制品高度与直径之比不小于60%且不大于80%。④制品底部倾角应不小于45%且不大于56%。⑤腰箍表面必须光滑,无崩缺、无凹陷,无露面的瑕疵,无微裂,粗糙度不明显,呈暗灰白色。

台面不得倾斜,底尖要正。

(五)磨钻

1磨钻机理

磨钻过程是一个热学作用和力学作用兼而有之的理化过程,即一方面钻石与磨盘摩擦生热,导致钻石表层石墨化,另一方面钻石在钻石微粉的碰撞冲击下一点一点地剥落。磨钻的效率取决于磨盘的磨削性能及其转速、钻石微粉的目数和密度、钻石对磨盘施加的压力,以及钻石在磨盘上的取向,即台面的选定和机头的朝向。

2研磨方向

钻石加工行内的习惯叫法有:四尖石(Four points)、两尖石(Two points)和三尖石(Three Points),或者四向纹、两向纹和三向纹。其实质就是钻石硬度的各向异性,同一颗钻石不同的晶面硬度会有差异,同一个晶面不同的方向上的硬度也会有差异。磨钻时发生的所谓“纹向”的问题,就与钻石硬度的各向异性有关。

用立方体晶面方向做台面方向的钻石是四尖石,用菱形十二面体晶面方向做台面方向的钻石是两尖石,用八面体晶面方向做台面方向的钻石是三尖石。换句话说,就一个八面体而言,从晶顶开面(开始磨台面)的是四尖石,从晶棱开面的是两尖石,从晶面开面的是三尖石(见图5-1-22)。

图5-1-22 钻石台面的选取方向

这些表述法都是以未来成品钻台面的选定为着眼点的。理论和实践证明:四向纹相对硬度最小,两向纹居中,三向纹最大,其相对硬度之比约为1:1414:2308。所以设计师在选择台面时,也应该参照这个比率,在同质等大的前提下,设计成四向纹是上策,两向纹是中策,三向纹是下策。

台面选定了,纹向就确定了。而对于同一种纹向的钻石,还有进一步的硬度各向异性的问题。一般地说,四尖石有四组平行于立方体晶棱的纹向硬度相对较小,同时有四组沿四边形对角线方向的纹向硬度相对较大;两尖石有两组平行于菱形短对角线方向的纹向硬度相对较小,同时有两组沿长对角线方向的纹向硬度相对较大;三尖石有三组平行于三角形之高的纹向硬度相对较小,同时有三组平行于三角形三条边的纹向硬度相对较大。磨钻的时候,只有当研磨方向与硬度相对较小的纹向大体一致时,研磨面才会是锃亮的镜面。

台面和纹向确定之后,磨钻师就在既定的纹向下,找到硬度相对较小的方向,按照规定的比例把石头磨好。在理想的情况下,最佳研磨方向的确认本来是有章可循的,但自然界中理想的规则的晶体很少见,这就使得问题复杂化。

当然,钻石相对硬度的大小,还有可能受其他因素的影响,比如结构现象(双晶缝、生长线等)、应力状态、内含物乃至荧光颜色等。

3磨钻设备和磨钻步骤

(1)磨钻设备

磨钻工的主要工具是:磨床、磨钻夹具、10×放大镜、腰棱划线器,钻石微粉、橄榄轴等。

磨床要强调三点:

1)修整好的磨盘必须达到大面积平整和微观不平度的统一,保持动态平衡。磨盘工作面修整平以后,用粗砂轮或砂条划上双弧线或抛物线的划痕,以便嵌入钻石微粉。最后还要在调平衡机上用配重法作好动平衡测试。

2)用适量的橄榄油(有时为桃油或其他植物油)拌上钻石微粉,用泡沫塑料块均匀地涂抹在磨盘工作面上,开动磨床,用大钻石来回蹭轧,使钻粉与磨盘比较牢固地粘合,以提高磨具磨料的工作效率和延长其使用寿命。

3)磨盘的使用,应强调明确分区。一般把靠近转轴的内圈作为试磨区,把磨盘边缘线速度最大的外圈作为研磨区,而把内、外圈之间的中圈部分作为抛光区(见图5-1-23)。

图5-1-23 磨盘工作面的区域划分

早先的磨钻夹具用锡头来固定钻石。现代的夹具采用带分度尺、角度板和微调旋钮的机头,此夹具又叫磨手、机械手。用于磨台面的叫台面夹具,用于磨底小面的叫底小面夹具,用于磨冠小面的叫冠小面夹具,等等。

(2)磨钻步骤

磨钻是占据钻石加工工艺流程整个工作量50%~60%的一道主要工序。

西方国家传统的做法是分两步走:

第一步:“磨十字”(Cross),即磨台面、底四面、冠四面。

第二步:“添光加彩”(Brilliantering),即磨底八、底腰小面、冠八、冠腰小面、星小面。

在这种情况下,磨底和磨冠是交替进行的。也有先磨底再磨冠的,或者反过来。前者一般适用于小钻,后者一般适用于中、大钻。国内一般小型的钻石厂,大都采取这种做法。

最细致的做法可以分成八道工序:台面→底四→冠四→底八→冠八→底腰小面→冠腰小面→星小面(见图5-1-24)。具体怎么做,依习惯而定。但专业化分工、流水作业无疑是发展趋势。生产规模则是一个重要的制约因素。

图5-1-24 钻石加工工序

(六)清洗和检验分级

钻石磨成之后的清洗是成品分级前最后一道工序。将1000m L浓硫酸掺100g硝酸钾配成溶液,注入盛有适量钻石的瓷盘或烧杯,煮沸几分钟,冷却后用蒸馏水或开水冲洗几遍,滤干,然后送检并分级。

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