㈠ 珠型寶石的加工
珠型琢型的幾何形態較簡單,由於珠子用於製作項鏈、手鏈、胸墜等首飾,需要把幾個或十幾個串連起來,因此珠型寶玉石所顯示的美,不僅表現在單個珠子的造型上,更重要的是整串珠型寶石的造型上。
(一)珠型的琢型
珠型根據其形態特點可分為球形珠、腰鼓珠、柱形珠及其他形珠(見圖5-1-45)。
圖5-1-45 不同的珠型琢型
(二)珠型的選料
珠型寶石的原材料很多,大部分屬於中低檔寶石,如綠松石、孔雀石、玉髓、木變石等。也有部分是人造品,如玻璃、塑料、陶瓷等,當然也有高檔品如翡翠等。
珠型寶石由於大部分被用於磨製成項鏈、手鏈等,這就決定了珠型寶石顆粒的尺寸要一樣,而且數量大,因此加工這種琢型需要批量的機械化生產,以提高加工效率,但同時這種批量生產所帶來的損耗也大,不適合貴重寶石的加工。所以珠型寶石多選用價廉的低檔寶石材料。
(三)珠型的工藝流程
同其他琢型的寶石一樣,將一塊原料加工成形狀規整、外觀漂亮的珠型寶石,也要經過如下幾道工序:開石→出坯→預形→粗磨→細磨→拋光→過蠟→穿孔。
珠型寶石的工藝流程本質上與弧面型寶石是相同的,只是加工設備有所不同。
1.開石
由於珠型寶石的原材料(如虎睛石、芙蓉石、東陵石等)不少是大塊料,直徑在30cm以上,因此需要開石機把它們切割成小塊料,切割後的小塊料一般不應大於15cm,在開石過程中要注意將原料固定好,要冷卻充分,進料均勻。開石機結構如圖5-1-46所示。
圖5-1-46 開石機結構簡圖
2.出坯
在選料中我們提到,珠型寶石的成品大致直徑相當,因此要對它的原材料進行一些處理,使它形狀規整、大小一致。
出坯一般要經歷切片、切條和斷粒三道工序,程序見圖5-1-47。
圖5-1-47 出坯的過程
原料的切片需用切片機。在切片時,需注意以下幾點。
1)片料的平行度要好,否則切割出來的方坯不是立方體。
2)片料的平面度要好,否則部分成品珠的直徑會減小。
3)切割前,要夾緊原料,避免在切割過程中原料翻滾和錯位。
4)片料的厚度一般應比成品珠的直徑大0.7~1.0mm。
原料被切割成片料之後,就可用多刀切割機講行切條和斷粒。多刀切割切出的立方體珠坯不僅形態規整,而且切割效率高。在斷粒後,要對坯料進行挑選,把不符合尺寸和有損傷的坯料挑出。對崩口的坯料要酌情處理。一般要求坯料的棱邊崩口深度不超過棱邊的五分之一,即
3.預形
預形又稱倒棱,即把一批規整好的坯料置於容器中,用固著磨料或游離磨料將其稜角磨掉,使之達到比較高的圓度,預形後的工序餘量在0.3~0.7mm之間。
倒棱有單粒倒棱和多粒倒棱兩種方法。單粒倒棱主要適用於珠坯數量少、形狀大小相差較大、較貴重的寶石原料,單粒倒棱是用手持方形珠坯在砂輪機上完成的,方法與弧面型寶石基本相同。多粒倒棱適合大批量生產。倒棱的設備有砂盤倒棱和滾筒倒棱兩種。
(1)砂盤倒棱機
將立方體珠坯倒入護圈內,砂輪在電機帶動下轉動,此時珠坯即在砂輪盤面上翻滾。由於棱和角與盤面接觸的幾率遠大於平面,因此立方體珠坯的平面幾乎不會受到磨削,而棱和角將很快被磨削掉。砂盤倒棱機一次可放坯料3~5kg,倒棱時間大致為幾十分鍾至兩個小時,這要根據寶石原料的硬度而定。砂盤倒棱機結構如圖5-1-48所示。
圖5-1-48 砂盤倒棱機結構簡圖
(2)滾筒倒棱機
滾筒拋光是通過珠坯與磨料在滾筒內的運動摩擦來完成的(見圖5-1-49),在滾筒拋光時要注意這樣幾點:①珠坯在放入滾筒前要洗凈,前道工序中損壞了的珠坯要挑出,否則會影響好的珠坯。②滾筒的速度要控制好。滾筒轉動時,珠坯會隨滾筒上升,當達到一定高度後(稱轉向點)開始下滑,形成一流動層,從而使珠坯與拋光劑、珠坯與珠坯之間產生摩擦。如果轉速過快,珠坯到筒頂時會紛紛落下,而使摩擦減小、碰撞加大,造成碎珠的出現。反之,轉速太慢,珠坯上升高度降低,主要集中在筒底,這樣流動層距離減小,結果拋光效果不好,因此控制好滾筒的轉速是至關重要的。③由於滾筒工作時間較長,珠坯在摩擦過程中,筒內壓力會增大,因此在工作一段時間後,要停機開蓋一次,把裡面的氣體放出,有利於安全。
圖5-1-49 滾筒倒棱機結構簡圖
滾筒倒棱機一次性可放入幾十公斤,甚至上百公斤的坯料,倒棱時間為幾十小時至上百小時。
4.粗磨
在粗磨之前需對珠坯進行分徑,即對同等直徑的珠坯篩選以備用。
粗磨工序是將預形後的珠坯通過粗磨機進一步加工成圓珠形態,並使加工餘量減至0.2~0.4mm。粗磨時,按照珠坯直徑的大小選好孔板,並將其固定在底座上,調節孔板的位置,使之與砂盤面平行並相隔合適的間距,將珠坯填入孔板的孔中,然後,蓋上上盤,並施以適當的壓力。此時壓力太大,珠坯易碎或使砂盤不能轉動,壓力太小,珠坯會從孔中跳出。
5.細磨
細磨工序也稱窩珠。粗磨之後的珠坯,仍留有一定的加工餘量,且圓度不高,表面經常存有明顯的擦痕。為使這種珠坯達到一定的圓度和光潔度,我們使用了窩珠機。細磨的方法與粗磨相同,只是所用容器和磨料的粒度有所不同。
6.拋光
同其他各種類型的寶石加工一樣,圓珠寶石的拋光也是為了獲得光潔明亮的外表,所不同的是拋光方法有所區別。它所用的設備有滾筒拋光機和振動拋光機兩種。在倒棱工序中所用的滾筒即可用做滾筒拋光機,只不過體積小、轉速快。
振動拋光通過一振動容器的振動,使容器內的坯料與拋光劑相互作用,以達到拋光的目的。振動拋光一般周期較長,分為粗拋、細拋和上光三個步驟。粗拋主要是利用較粗的磨料去掉圓珠表面明顯的研磨痕跡;細拋是為了去掉表面更小的痕跡,以便通過上光獲得好的拋光效果。在細拋光完成以後,要將圓珠徹底清洗。然後倒入容器中,加入適量的水及拋光劑(氧化鉻、硅藻土或剛玉粉),讓拋光機工作24~48h以後,一般可獲得良好的拋光效果。
7.過蠟
過蠟的目的是為了使珠子表面不受污染和侵蝕,填平珠子表面的微細凹坑、裂紋及劃痕,從而增加珠子表面的光潔度。
過蠟的工序較簡單,就是把盛有珠子的過蠟桶浸入熔融石蠟液中,由於過蠟桶形似漏勺,因此可使珠子充分浸蠟,然後提出,用乾燥的布把珠子擦凈,在此過程中要控制好石蠟液的溫度和珠子浸入的時間,以免珠子過熱而破裂。
8.穿孔
珠子的穿孔是比較困難的,因為穿孔時易產生偏差和孔崩口等。
穿孔的方法很多,如手鑽穿孔、鑽床穿孔、超聲波穿孔和激光穿孔。最常用的穿孔方法是超聲波穿孔(見圖5-1-50)。
圖5-1-50 超聲波穿孔機結構簡圖
超聲波穿孔是利用超聲波高頻振動帶動磨粒對寶石進行磨削。超聲波穿孔的工具頭使用硬質合金,它不僅工效高而且磨損率低,工具頭(鑽桿)的振動幅度為25µm和頻率為500Hz時,穿孔效果最佳。磨粒的粒度為180#比較合適。
為防止崩口現象的出現,可採用兩端對穿的方法解決,另外這樣還可避免穿孔時一頭大一頭小現象的發生。