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寶石的加工流程
寶石的款式設(shè)計完成后，就要按照設(shè)計方案進(jìn)行加工，寶石的款式不同，加工工藝流程也不同，現(xiàn)分述如下：
一、凸面型寶石加工流程
采用凸面型琢型的寶石一般選用半透明-不透明的寶石原料，主要突出表現(xiàn)寶石的顏色、光澤和特殊光學(xué)效應(yīng)(如貓眼效應(yīng)、星光效應(yīng)等)，能充分彌補寶石在火彩、透明度和瑕疵方面的不足。凸面型寶石的材料廣泛，一般沒有什么特定的要求，常用的寶石種類有：翡翠、紅寶石、藍(lán)寶石、歐泊、金綠寶石、石榴子石、瑪瑙等。其加工流程為：
出坯→圈形→上桿→預(yù)形→細(xì)磨→拋光→后期處理
(一)出坯
出坯包括畫線和下料兩道工序：
1.畫線
畫線對于顆粒小的貴重寶石原料是不必要的，因為此類寶石原石一般直接在修整鋸上稍稍去除邊角余料，就可進(jìn)入下道工序(圈形)。
對大塊原料經(jīng)切割成的片料，為了料盡其用和準(zhǔn)確方便，要進(jìn)行畫線。畫線是用畫筆在片料上畫出凸面型寶石的腰形。畫線所用的畫筆為帶有尖端的黃銅棒或鋁棒，長度為10～15cm，也可使用彩色鉛筆。
為了準(zhǔn)確按一定的規(guī)格畫出腰形，通常要使用模版(圖11-4-1所示)。模版多用塑料、有機玻璃片或不銹鋼制成。模版上有許多根據(jù)生產(chǎn)要求而設(shè)計的不同圖形、不同尺寸的孔，畫線時，將模版上選定的形狀孔對在寶石原料上，用畫筆畫出腰形的輪廓，畫得越細(xì)越好。
圖11-4-1 模板
2.下料
下料的方法就是鋸割，即用修邊鋸沿所畫的輪廓線鋸割，要留出大約2～4mm的余量，以免因?qū)毷源?，切割時產(chǎn)生的裂紋延伸到輪廓線內(nèi)，造成不必要的損失。
切割時用修邊鋸，其操作步驟如下：(1)清洗載石臺，打開冷卻水，冷卻鋸片，以免原料與鋸片在摩擦中溫度過高。
(2)手持原料，用力均衡地推入鋸片，要控制好進(jìn)料的壓力，一般以片料順暢進(jìn)刀而不產(chǎn)生火花或火花極少為好。一般開始進(jìn)料時速度放慢，待原料進(jìn)入一段后，要沿直線加快速度，但不能突然用力，快要切透時，放慢速度以免崩口。
(3)重復(fù)上述步驟，切除畫線以外的多余量。如圖11-4-2所示。
(二)圈形
圈形就是用砂輪圈出毛坯的腰形。圈形一般用直徑＞250mm的砂輪，磨料用80＃～100＃的碳化硅，具體步驟如下：
(1)打開冷卻水和輪磨機。
(2)毛坯底面朝上，用手捏穩(wěn)，用力均勻地把毛坯邊緣和棱角磨去，所圈形狀要平滑、自然、呈弧線，與所畫輪廓線等距，留出大約0.5～1mm的余量，所圈腰面要與底面垂直(見圖11-4-3)。
(3)圈形完成后，為防止底面邊緣因尖利而崩口，可在底面邊緣磨出一個小斜面，使之與底面的夾角為40°～45°，此時，小斜面的一邊可與輪廓線重合但不要磨去輪廓線。
圖11-4-2 下料時毛坯的形狀
圖11-4-3 毛坯俯視圖
(三)上桿
圈形后的毛坯在預(yù)形前要上桿。上桿就是用膠將寶石毛坯和粘桿粘在一起。對于經(jīng)驗豐富的寶石工匠，可直接手持毛坯進(jìn)行預(yù)形，但對于初學(xué)者，則需要上桿，因為這樣做既可以固定寶石，又可避免傷手。
粘桿一般長100～150mm，一端為圓形，直徑約6～12mm不等，是用黃銅、鐵或硬木制作的。具體上桿步驟為：
(1)用酒精清洗寶石毛坯和粘桿(少數(shù)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的寶石只能用自來水清洗)。
(2)將膠弄成碎片，放入燒杯中，用酒精燈加熱至熔化。
(3)把粘桿的粘結(jié)端浸入熔融的膠中，浸入深度約10mm，稍停片刻，讓膠完全浸潤粘桿，然后取出備用。
(4)用鑷子夾住寶石毛坯在酒精燈上加熱，使毛坯受熱均勻，以免炸裂，對于怕熱的寶石可用石棉網(wǎng)間隔加熱。
(5)把毛坯底面與帶膠的粘桿粘結(jié)在一起。在膠未完全硬結(jié)時，用手扶正毛坯，使毛坯的底面垂直粘桿，然后自然冷卻。
(四)預(yù)形(圖11-4-4)
預(yù)形就是用砂輪磨削出寶石的造型。預(yù)形所用的工具為輪磨機，有兩個粗細(xì)不同的碳化硅砂輪，粗砂輪的直徑為300～400mm左右，磨料粒度為80＃～100＃；細(xì)砂輪的直徑為200～300mm，磨料粒度為180＃～220＃。粗砂輪的主要作用是磨削掉毛坯的余量，細(xì)砂輪的作用則是進(jìn)一步修整去掉粗砂輪留下的預(yù)形余量和劃痕、微裂隙，提高坯料表面的光滑度。通過預(yù)形，毛坯基本獲得設(shè)計中的凸面形狀，其具體步驟如下：
(1)打開冷卻水和輪磨機，待砂輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)后開始預(yù)形。
(2)手持粘桿將坯料頂部磨出一斜面，斜面的邊不要超出底面、小斜面的邊(圈形時所磨出的小斜面)，最好留有余量。磨斜面時，用力要均勻，且不斷轉(zhuǎn)動粘桿，使斜面盡量成圓環(huán)帶，圓環(huán)帶與垂直面的夾角約10°～15°。
(3)在第一個圓環(huán)帶磨好后，向頂部方向磨出第二個圓環(huán)帶，并依此向頂部磨出第三個、第四個圓環(huán)帶，依此類推，使毛坯的頂面由階梯狀的弧面越來越趨近于較光滑的弧面。
(4)換用細(xì)砂輪，清洗毛坯，防止較粗的顆粒帶到細(xì)砂輪上。再按上面的步驟進(jìn)行，直到磨削掉寶石毛坯的多余量，并有較好的光滑度。
圖11-4-4 預(yù)形的過程
(五)細(xì)磨
細(xì)磨的作用是為了提高寶石毛坯的光滑度，并進(jìn)一步提高造型精度的工序。
細(xì)磨所用的工具主要有輪磨機、帶磨機和盤磨機等，它們的共同特點是：在磨盤上覆蓋一層有彈性的材料，當(dāng)磨盤受到寶石毛坯壓迫時，會自動產(chǎn)生一個屈服面，將毛坯包住，即磨盤彈性表層與寶石毛坯弧面呈球形磨面。正是因為這個屈服面的存在，使它增大了與寶石的接觸，而且這個屈服面的磨削力遠(yuǎn)比砂輪的磨削力柔和得多，從而使寶石毛坯的圓滑度大大提高。
1.輪磨
細(xì)磨所用的輪磨機在外形上與砂輪相似。其基體用金屬或木輪制作，外圈用橡皮套粘結(jié)在基體上。橡皮厚約10～15mm，內(nèi)含金剛石粉。這種橡皮輪適用于磨削紅藍(lán)寶石這樣硬度高的寶石。其外圈也可用皮革代替，所用磨料為240＃或280＃的碳化硅。
2.帶磨
使用帶磨機進(jìn)行細(xì)磨，效率很高。將寶石凸面頂在砂帶上，砂帶產(chǎn)生屈服面，包住寶石，可增大寶石的磨削面積。
3.盤磨
盤磨是較常用的細(xì)磨方法。其基體多為金屬或硬木料制成，盤面微凸，上面粘結(jié)一塊5～10mm之間的毛氈或軟泡沫塑料，最外層用呢絨布或細(xì)帆布，也可用皮帶。磨料為220＃～280＃的碳化硅或280＃與W40的金剛石粉。
(六)拋光
寶石的拋光加工工藝包括平面拋光工藝、弧面拋光工藝和滾拋工藝等。由于寶石的成分和性質(zhì)各異，拋光時所用的拋光盤、拋光料也不相同(表11-4-1)。主要的拋光盤材料有：鐵、銅、錫、鋁、鉛、鋅、膠木、有機玻璃、皮革和木材等。主要的拋光料：金剛石、氧化硅、氧化鋁、氧化鉻、氧化錫等微粉。
凸面型寶石的拋光工序、設(shè)備與細(xì)磨工序和設(shè)備有類似之處。若拋光工具用木盤，則要在其表面蒙上彈性材料，如毛氈、皮革、呢絨、帆布等，以產(chǎn)生屈服面。具體操作步驟如下：
(1)清洗寶石毛坯和拋光盤。
(2)打開拋光機，用刷子在拋光盤上涂一點拋光劑(拋光劑是用水或其他分散劑將拋光粉調(diào)成糊狀而成)，一次涂的量不能太多。
(3)拋光時，要從坯料的邊緣開始，再漸漸過度到頂部，要用力均勻，使拋光的弧面光滑，并要隨時檢查拋光情況。
表11-4-1 不同寶石所使用的拋光盤和拋光劑表
(七)后期處理
寶石坯料拋光后，通常要進(jìn)行如下的后期處理：
(1)拆膠：把寶石和粘桿用酒精燈加熱，使膠融化，取下寶石。
(2)清洗：把帶有少量膠的寶石和粘桿分別放入酒精中，待膠溶解后，把寶石和粘桿取出，用清水洗凈。
(3)底面處理：用220＃的細(xì)砂紙或平砂盤，把底面磨平。若寶石的透明度好，底面還需拋光。
(4)上蠟：底面處理后的寶石清洗、晾干、上蠟，以填補微裂隙并增加寶石的表面光潔度。
二、刻面寶石的加工流程
一般對透明度好的寶石采用刻面型琢型，刻面型琢型的加工工藝比凸面型要復(fù)雜得多，其加工工藝流程如下：
出坯→上桿→圈形→冠部研磨→冠部拋光→(翻轉(zhuǎn)寶石)上桿→亭部研磨→亭部拋光→后期處理
1.出坯
通常采用劈切法和鋸切法將原石分割成小塊料，用粗盤粗磨加工出基準(zhǔn)面(臺面)，并用粗磨或細(xì)磨的方式去掉有瑕疵的部分。
2.上桿
將寶石的基準(zhǔn)面緊貼粘接架的垂直面，用粘膠把寶石的亭部粘在加工桿上。粘桿的粘接端有多種形狀(圖11-4-5)，以便粘接不同琢型的寶石。上桿的具體步驟為：
圖11-4-5 粘桿的類型
(1)將粘桿和寶石毛坯的表面洗凈。
(2)將粘桿預(yù)熱，再預(yù)熱寶石毛坯，寶石受熱要均勻。
(3)用膠把粘桿和寶石毛坯的亭部粘結(jié)在一起，趁膠未完全凝固時，糾正角度。要求毛坯的中心線與粘桿軸線重合，基準(zhǔn)面與粘桿垂直。
3.圈形
圈出寶石的腰部形狀和冠部的基本弧面，圈形時所用的磨料粒度為180＃～220＃。在圈腰形時，要確保粘桿軸線與磨盤面平行，這樣才能保證毛坯頂面垂直于腰面。在圈冠部的基本弧面時，弧度要小，即弧面與粘桿的夾角要小，弧面曲率要一致(圖11-4-6)，否則會影響到冠部刻面的研磨。
4.冠部研磨
冠部研磨要在寶石刻磨機上完成。寶石刻磨機有兩種：八角手刻磨機和機械手刻磨機?？棠C使用的磨盤直徑一般為150mm的金剛石磨盤，磨料的粒度一般為600目。研磨的順序為臺面、冠部主刻面、星小面、上腰面。具體步驟如下(以八角手刻磨機為例)：
(1)打開刻磨機和冷卻水。
(2)將帶毛坯的粘桿安裝到45°塊上，再把45°塊安裝在寶石刻磨機上，使臺面朝下，平行于磨盤，然后將寶石的臺面磨平(圖11-4-7)
(3)卸下45°塊，把帶有毛坯的粘桿直接安裝到八角手刻磨機上，調(diào)節(jié)主機平臺，使寶石與磨盤呈40°接觸(冠部角度為40°)，并調(diào)節(jié)八角手到1孔位，通過八角手八條邊在平臺上轉(zhuǎn)動，可磨出冠部的8個主刻面，磨出的主刻面要保證大小一致，臺面直徑達(dá)到腰直徑的50%～60%。
圖11-4-6 寶石冠部的圈形
圖11-4-7 用45°塊研磨冠部臺面
1—45°塊；2—粘桿；3—寶石坯料；4—磨盤；5—夾具；6—托架
(4)提升主機平臺，使毛坯與磨盤成25°，調(diào)節(jié)八角手到2孔位，通過八邊的轉(zhuǎn)動可磨出8個星小面。此時星小面與主面剛好為兩個正方形。
(5)下降主機平臺，使毛坯與磨盤成46°，調(diào)節(jié)八角手到3孔位，通過八邊的轉(zhuǎn)動，磨出冠部左邊的8個腰面(如圖11-4-8)
圖11-4-8 圓鉆型冠部的研磨步驟
(6)保持平臺不動，調(diào)節(jié)八角手到4孔位，通過八邊的轉(zhuǎn)動，磨出冠部右邊的8個腰面。
5.冠部的拋光
拋光時，將磨盤換下，裝上拋光盤，然后涂上拋光劑。
拋光的順序是：首先拋光8個星小面，再拋光8個主小面，然后拋光16個上腰小面，最后拋光臺面。
拋光中應(yīng)注意的問題是：
(1)拋光的角度要與研磨角度一致，否則會有多余的小面出現(xiàn)。
(2)拋光盤面與拋光劑要保持干凈，不能有較粗粒的磨粒殘留，否則不僅達(dá)不到拋光的效果，反而使寶石表面留下擦痕。
6.翻轉(zhuǎn)寶石上桿(圖11-4-9)
圖11-4-9 換粘桿
1—平頭粘桿；2—粘結(jié)有坯料的粘桿；3—粘結(jié)劑；4—粘接架
冠部研磨和拋光完畢后，將寶石坯料在酒精燈上加熱，然后取下寶石坯料，掉轉(zhuǎn)方向，將冠部粘接于一平頭粘桿上。
7.亭部的研磨
亭部的研磨除無臺面外，與冠部的研磨方法基本相似，具體步驟為：
(1)將粘桿安裝到八角手上，調(diào)節(jié)主機平臺，使毛坯與磨盤成40°，選用八角手的1孔位，通過八邊的轉(zhuǎn)動，磨出8個主面。
(2)下降主機平臺，使毛坯與磨盤成43°，選用八角手的3孔位，通過八邊的轉(zhuǎn)動，磨出亭部左邊的8個腰小面。
(3)保持平臺不動，選用八角手的4孔位，磨出亭部右邊的八個腰小面(如圖11-4-10)。
圖11-4-10 圓鉆型亭部的研磨步驟
a—第一步磨出亭部8個面；b—第二步磨出16個下腰面
8.亭部的拋光
亭部拋光與冠部拋光一樣，先拋8個亭部主面，再拋光16個腰小面。
9.后期處理
亭部拋光完畢后，若怕寶石亭部的底尖破損，可在底尖磨出一個小平面，并對該小面和腰部進(jìn)行拋光。然后，將寶石和粘桿在酒精燈下加熱，待膠融化后拆膠，把帶有膠的寶石和粘桿分別放入酒精中，清洗寶石，最后用清水洗凈即可。
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