㈠ 珠型宝石的加工
珠型琢型的几何形态较简单,由于珠子用于制作项链、手链、胸坠等首饰,需要把几个或十几个串连起来,因此珠型宝玉石所显示的美,不仅表现在单个珠子的造型上,更重要的是整串珠型宝石的造型上。
(一)珠型的琢型
珠型根据其形态特点可分为球形珠、腰鼓珠、柱形珠及其他形珠(见图5-1-45)。
图5-1-45 不同的珠型琢型
(二)珠型的选料
珠型宝石的原材料很多,大部分属于中低档宝石,如绿松石、孔雀石、玉髓、木变石等。也有部分是人造品,如玻璃、塑料、陶瓷等,当然也有高档品如翡翠等。
珠型宝石由于大部分被用于磨制成项链、手链等,这就决定了珠型宝石颗粒的尺寸要一样,而且数量大,因此加工这种琢型需要批量的机械化生产,以提高加工效率,但同时这种批量生产所带来的损耗也大,不适合贵重宝石的加工。所以珠型宝石多选用价廉的低档宝石材料。
(三)珠型的工艺流程
同其他琢型的宝石一样,将一块原料加工成形状规整、外观漂亮的珠型宝石,也要经过如下几道工序:开石→出坯→预形→粗磨→细磨→抛光→过蜡→穿孔。
珠型宝石的工艺流程本质上与弧面型宝石是相同的,只是加工设备有所不同。
1.开石
由于珠型宝石的原材料(如虎睛石、芙蓉石、东陵石等)不少是大块料,直径在30cm以上,因此需要开石机把它们切割成小块料,切割后的小块料一般不应大于15cm,在开石过程中要注意将原料固定好,要冷却充分,进料均匀。开石机结构如图5-1-46所示。
图5-1-46 开石机结构简图
2.出坯
在选料中我们提到,珠型宝石的成品大致直径相当,因此要对它的原材料进行一些处理,使它形状规整、大小一致。
出坯一般要经历切片、切条和断粒三道工序,程序见图5-1-47。
图5-1-47 出坯的过程
原料的切片需用切片机。在切片时,需注意以下几点。
1)片料的平行度要好,否则切割出来的方坯不是立方体。
2)片料的平面度要好,否则部分成品珠的直径会减小。
3)切割前,要夹紧原料,避免在切割过程中原料翻滚和错位。
4)片料的厚度一般应比成品珠的直径大0.7~1.0mm。
原料被切割成片料之后,就可用多刀切割机讲行切条和断粒。多刀切割切出的立方体珠坯不仅形态规整,而且切割效率高。在断粒后,要对坯料进行挑选,把不符合尺寸和有损伤的坯料挑出。对崩口的坯料要酌情处理。一般要求坯料的棱边崩口深度不超过棱边的五分之一,即
3.预形
预形又称倒棱,即把一批规整好的坯料置于容器中,用固着磨料或游离磨料将其棱角磨掉,使之达到比较高的圆度,预形后的工序余量在0.3~0.7mm之间。
倒棱有单粒倒棱和多粒倒棱两种方法。单粒倒棱主要适用于珠坯数量少、形状大小相差较大、较贵重的宝石原料,单粒倒棱是用手持方形珠坯在砂轮机上完成的,方法与弧面型宝石基本相同。多粒倒棱适合大批量生产。倒棱的设备有砂盘倒棱和滚筒倒棱两种。
(1)砂盘倒棱机
将立方体珠坯倒入护圈内,砂轮在电机带动下转动,此时珠坯即在砂轮盘面上翻滚。由于棱和角与盘面接触的几率远大于平面,因此立方体珠坯的平面几乎不会受到磨削,而棱和角将很快被磨削掉。砂盘倒棱机一次可放坯料3~5kg,倒棱时间大致为几十分钟至两个小时,这要根据宝石原料的硬度而定。砂盘倒棱机结构如图5-1-48所示。
图5-1-48 砂盘倒棱机结构简图
(2)滚筒倒棱机
滚筒抛光是通过珠坯与磨料在滚筒内的运动摩擦来完成的(见图5-1-49),在滚筒抛光时要注意这样几点:①珠坯在放入滚筒前要洗净,前道工序中损坏了的珠坯要挑出,否则会影响好的珠坯。②滚筒的速度要控制好。滚筒转动时,珠坯会随滚筒上升,当达到一定高度后(称转向点)开始下滑,形成一流动层,从而使珠坯与抛光剂、珠坯与珠坯之间产生摩擦。如果转速过快,珠坯到筒顶时会纷纷落下,而使摩擦减小、碰撞加大,造成碎珠的出现。反之,转速太慢,珠坯上升高度降低,主要集中在筒底,这样流动层距离减小,结果抛光效果不好,因此控制好滚筒的转速是至关重要的。③由于滚筒工作时间较长,珠坯在摩擦过程中,筒内压力会增大,因此在工作一段时间后,要停机开盖一次,把里面的气体放出,有利于安全。
图5-1-49 滚筒倒棱机结构简图
滚筒倒棱机一次性可放入几十公斤,甚至上百公斤的坯料,倒棱时间为几十小时至上百小时。
4.粗磨
在粗磨之前需对珠坯进行分径,即对同等直径的珠坯筛选以备用。
粗磨工序是将预形后的珠坯通过粗磨机进一步加工成圆珠形态,并使加工余量减至0.2~0.4mm。粗磨时,按照珠坯直径的大小选好孔板,并将其固定在底座上,调节孔板的位置,使之与砂盘面平行并相隔合适的间距,将珠坯填入孔板的孔中,然后,盖上上盘,并施以适当的压力。此时压力太大,珠坯易碎或使砂盘不能转动,压力太小,珠坯会从孔中跳出。
5.细磨
细磨工序也称窝珠。粗磨之后的珠坯,仍留有一定的加工余量,且圆度不高,表面经常存有明显的擦痕。为使这种珠坯达到一定的圆度和光洁度,我们使用了窝珠机。细磨的方法与粗磨相同,只是所用容器和磨料的粒度有所不同。
6.抛光
同其他各种类型的宝石加工一样,圆珠宝石的抛光也是为了获得光洁明亮的外表,所不同的是抛光方法有所区别。它所用的设备有滚筒抛光机和振动抛光机两种。在倒棱工序中所用的滚筒即可用做滚筒抛光机,只不过体积小、转速快。
振动抛光通过一振动容器的振动,使容器内的坯料与抛光剂相互作用,以达到抛光的目的。振动抛光一般周期较长,分为粗抛、细抛和上光三个步骤。粗抛主要是利用较粗的磨料去掉圆珠表面明显的研磨痕迹;细抛是为了去掉表面更小的痕迹,以便通过上光获得好的抛光效果。在细抛光完成以后,要将圆珠彻底清洗。然后倒入容器中,加入适量的水及抛光剂(氧化铬、硅藻土或刚玉粉),让抛光机工作24~48h以后,一般可获得良好的抛光效果。
7.过蜡
过蜡的目的是为了使珠子表面不受污染和侵蚀,填平珠子表面的微细凹坑、裂纹及划痕,从而增加珠子表面的光洁度。
过蜡的工序较简单,就是把盛有珠子的过蜡桶浸入熔融石蜡液中,由于过蜡桶形似漏勺,因此可使珠子充分浸蜡,然后提出,用干燥的布把珠子擦净,在此过程中要控制好石蜡液的温度和珠子浸入的时间,以免珠子过热而破裂。
8.穿孔
珠子的穿孔是比较困难的,因为穿孔时易产生偏差和孔崩口等。
穿孔的方法很多,如手钻穿孔、钻床穿孔、超声波穿孔和激光穿孔。最常用的穿孔方法是超声波穿孔(见图5-1-50)。
图5-1-50 超声波穿孔机结构简图
超声波穿孔是利用超声波高频振动带动磨粒对宝石进行磨削。超声波穿孔的工具头使用硬质合金,它不仅工效高而且磨损率低,工具头(钻杆)的振动幅度为25µm和频率为500Hz时,穿孔效果最佳。磨粒的粒度为180#比较合适。
为防止崩口现象的出现,可采用两端对穿的方法解决,另外这样还可避免穿孔时一头大一头小现象的发生。