第七章 宝石加工

nullnull第七章 宝石加工 广州大学公选课《宝石鉴定与贸易》null 原石:处于天然未经切磨状态的宝石被称为原石。绝大多数宝石都需要适当的切磨款式得到改善。 宝石加工的款式： 1.弯曲表面：随形宝石，雕刻品、珠子、浮雕、凹雕、弧面形宝石; 2.小面型宝石：玫瑰型、圆多面型、阶梯型、剪形型、混合型null一、弯曲表面 随形宝石、雕刻品、珠子、浮雕、凹雕品已有几千年历史，最广泛应用的是具有弯曲表面的弧面型。 弧面型：最简单的形式由一个拱曲的抛光顶面和一个平的未经抛光的底面构成。其外形通常为卵形或圆形。 nullnullnullnull 凸形顶面可以是高、中、低拱顶的，底面液可以是拱曲的，从而产生一个双凸弧面型。 null 弧面型款式比起形状不规则的宝石来更容易镶嵌。最初的除金刚石外所有的宝石都加工成弧面型。如历史上保留下来的弧面型红宝石、蓝宝石、祖母绿等。 弧面型逐渐被小面型取代，他能优化宝石的颜色、亮度、火彩等。 目前，采用弧面型的有以下几种： （1）当透明宝石含过多的包裹体不能发挥其优势时，如红宝石、蓝宝石、祖母绿和电气石。nullnull（2）具有光学效应的宝石，如变彩的蛋白石和拉长石，显示火彩的月光石、猫眼、星光宝石，以显示猫眼和星光效应。星光刚玉和金绿宝石猫眼通常切为双凸弧面型。顶面较高并抛光，而底面未经抛光。nullnullnull （3）所有不透明和半透明的宝石，如玉石、绿松石、青金石、孔雀石和玛瑙。nullnull二、小面型宝石 适合所有无色和有色的透明宝石。他完全有一系列几何形状平面构成。 如果原石以合适的角度研磨抛光，宝石会显示四种宝贵的光学效应： （1）体色：最佳的色饱和度； （2）亮度：光从冠部进入后再反射出来； （3）火彩：如钻石； （4）闪耀程度：与冠部小面的数目成正比。 nullnull （一）宝石的琢型 1.玫瑰形琢型 玫瑰工起源于400多年前的印度。世界名钻中的“大莫卧尔”、“英尔涪夫” 和“光之山”都是玫瑰工，它一般采用平底底部不磨瓣面，冠部园拱拱高不一，均磨有对称的小面。所用原料大多较甭加工时只末保重量不大讲究比例，故出火往往欠佳。 现在仅用于小颗粒钻石、锆石和镁石榴石中。 典型的荷兰式玫瑰：上部有24个三角形小面。nullnullnull2.圆多面形琢型 现代标准圆钻的比例是当时的数学系学生马歇尔托尔科夫斯基(1889—1991)始1919年首先计算出来的。当时他的指导思想是使钻石的“火彩”最大，并且尽可能地保留钻石本身的重量。按照上述参数加工出来的园钻，称为托尔科夫斯基标准工。美国宝石学院至今仍然把它作为评价钻石做工比例的标准。null圆钻的组成： 1.台面： 2.冠部：主小面、星小面、上腰小面； 3.腰部： 4.亭部：下腰小面、底部主小面（如有底，应有底面）null标准圆多面形琢型（58个面）： 冠部：1个台面、8个主小面、8个星小面、16个上腰小面（33个面） 亭部：16个下腰小面、8个底部主小面、1个有底面（25个）null标准圆多面形琢型： 台面：56%； 冠高：14.4%，冠部夹角33o10’， 腰部：1-3%， 亭部：43.2%，亭部夹角40o50’ null理想的圆多面形琢型 null 各种比例对亮度的影响：腰部和亭部之间的 夹角非常重要，否则，宝石将漏光。null 3.阶梯形琢型（或祖母绿琢型） 最简单形式有一方形轮廓和一个被系列矩形小面环绕的方形台面，其底部终止一点。 该款式适应于所有通明宝石，尤其适合于其美丽依赖于其颜色的有色宝石，如祖母绿、蓝宝石、红柱石、金绿宝石、堇青石、锂辉石和电气石。宝石切磨成阶梯形主要是通过台面更好的显示其颜色，但对优化全内反射并不十分注意。 切磨比例一般由颜色的深浅和原石的大小、形状决定，但宝石的取向非常重要。null祖母绿琢型比例null祖母绿的几种款式null蓝宝石重约六十二克拉，价值三百万美元，被认为是世界上最好的蓝宝石之一.null4.剪形琢型 为阶梯形琢型的改进型，其特点：在台面的四周不是矩形小面而是三角形小面，这在增加宝石的亮度的同时也改进了宝石的颜色，但在亭部的底部损失了一些光。 该款式广泛应用于合成尖晶石。 null 5.混合琢型 混合琢型有圆多面形琢型和阶梯形琢型的亭部。在斯里兰卡等地使用，目的石为了保持宝石的重量。由于阶梯形琢型的亭部切割较深，使宝石的光学效应不让人满意，镶嵌也困难。nullnull几种花钻琢型null历史名钻null常见款式null1988年戴比尔公司推出的钻石的5种款式null最昂贵的钻石世界最昂贵的钻石和蓝宝石亮相纽约克里斯蒂拍卖行(2003)。上图的钻石重约五十克拉，价值高达五百万美元，在一九三四年芝加哥世界博览会上被评为美国最完美的钻石。 null （二）工艺流程和主要设备 1.流程 目前普遍和大量采用的仍旧是传统的机械加工工艺。其工艺流程见图3—57。 不同的磨工和琢型，工艺流程会有所不同。圆钻和放射型的异形钻工艺相近，一般都经过设计、或劈或锯或成形、车钻和磨钻几乎全套工序，阶梯型的肯定不用车钻。只有设计和磨钻两道工序是必不可少的。null最新名钻的款式null 2.主要设备 设计工具：除了放大镜、游标卡尺、电子秤和钻石灯之外，还有画线笔和油性墨水、画线器、纸包等。 劈钻工具：劈钻台。上面配置有木制的劈钻盒，以及几个不同规格的劈刀柄和劈钻刀片。 锯钻工具：每5或10台锯钻机安装在一个铸铁或混泥土浇注的机台上，一个工人可以照看20台左右。 车钻工具：车钻机有单头和双头两种。电子车钻机转速更快，并配备有吸尘器和晶液显示屏，甚至可以配备摄像头和显示器以便监控车钻酌全过程。更为先进的自动车钻机完全靠两颗粘好的钻石反向旋转、互相打磨来完成车钻工序。一个工人可以照看10合机器。小规模的用台式研磨机。 null常见的宝石加工设备null  （1）弧面型宝石 1）选择原石：对于有光学效应的宝石要取向，如具有光彩和变彩的宝石，如月光石、拉长石和贵蛋白石；显示猫眼和星光的宝石，纤维要求尽可能地微细和平行，取向平行宝石的底。 2）分割：如原石体积大，要用金刚石锯片切割。 3）标记、整平和上卡：在切割下来地原石上选择合适地部分，用防水墨水或划玻璃用的铅笔标出大致轮廓，然后切去多余部分，再用水冷垂直磨轮加工宝石的底部形状。然后匠预成形的宝石用虫胶固定在操纵杆上，进一步成形和抛光。 4）研磨和砂磨：用碳化硅的砂轮上进行磨蚀。 5）抛光：用抛光粉（现多用氧化物，饿氧化铈、氧化铝、氧化锡、氧化锆和氧化铬等）抛光，常在磨布、硬毡或皮革作成的磨盘中进行。null（2）小面型宝石 流程大致同上。 1）选择原石 2）分割、整平、预成形、上卡 3）切磨：通常将宝石在一个旋转的平面盘上切磨而获得的。常用各种粒度的金刚石粉、碳化硅、刚玉砂作研磨介质。 传统的切磨宝石小面的方法用斜木桩法，该方法简单、实用。将预成形的宝石用虫胶固定在操纵杆，按一定角度进行研磨（八角手、六角手等）。 4）抛光：用抛光粉（现多用氧化物，饿氧化铈、氧化铝、氧化锡、氧化锆和氧化铬等）抛光，常在磨布、硬毡或皮革作成的磨盘中进行。null 为了获得锐直的小面边棱，必须使用硬平面磨盘。磨盘可用多金属、合金、木头、塑料和陶瓷等制作。最常用的磨盘可能是用锡（或锡铅合金）或丙烯酸树脂塑料。 较硬的品种，如黄玉、金绿宝石和刚玉，可用粒度小于1um的极细金刚石粉在铜质和锡质磨盘上抛光。 null  （三）金刚石切磨 1.原石晶体的评价和设计 根据原石晶体决定如何切磨使金刚石产生最大的价值。 （1）从原石的纯度、重量来考虑； （2）从钻石的造型考虑，那种造型较好，价值更高。 钻石的晶体形状通常决定切磨的款式，透明的八面体布存在造型问题，但形状布规则或具有解锂或双晶的金刚石应慎重考虑。大钻石可能需要花几周时间决定切磨方案。 设计者首先决定钻石的台面在什么地方，然后在查看包裹体。若果存在包裹体，就将包裹体置于冠部小面之下的琢型，若果放在亭部，经过多次小面的反射，就非常显眼。null原石晶体的 评价和设计null 有时还必要在原石上开窗，以观察内部的包裹体情况。 当设计者决定如何切磨原石后，常用墨汁在晶体上作出标记，表明原石在什么地方锯开或劈开。这时金刚石可氛围三大类：可直接加工的钻石、需要劈开的钻石、需要锯开的钻石。 null  2. “纹路”的确定和金刚石的劈开和锯开 金刚石的纹路与晶体结构有关，如劈开被说成是顺纹路。 “纹路”，即钻石的解理方向。钻石的解锂与任一个八面体面平行；晶面上的三角座存在指示纹路方向的游泳标志。在菱形十二面体晶面上，纹路看上去十穿过晶面的直线；在正方体晶面上，纹路呈交叉的线。 所谓“锯纹路”，意味着沿非解理方面切磨钻石，这是非常困难的事情。 “劈开”钻石是一个关键过程，需要好眼力、手稳和对晶体结构的了解，劈开失败会带来巨大损失。null虽然钻石的硬度最大，但因它具有中等解理，所以在劈开时完全是根据解理方向进行的。 nullnull 锯开钻石是用薄青铜圆锯进行的。一般速度4500-5000转/分，锯片厚度0.06-0.15mm不等，直径75-10mm.。锯上涂有橄榄油的金刚石粉。总有一些钻石是沿最硬的方向，故圆锯可沿一些“弱”的方向切磨金刚石晶体。 开锯之前要开个口，现在一般用激光开口。锯开非常耗时。例如，一个1克拉金刚石视难度不同需要几个钟头到一整天。null  3.粗磨 这个过程使被劈开或锯开的金刚石形成一个圆的外形，尽可能的保留原晶体。有时，将天然的晶面痕迹留在腰部。 带粗磨的金刚石粘在一个金属卡头上，然后置于一个向立式车床的机器的卡盘上。另一颗钻石粘在小棒上，由工人握住并琢磨旋转卡盘上的那颗金刚石。 null上卡、粗磨null 4. 研磨和抛光 研磨和抛光在金刚石切磨中几乎式同一过程。唯一的不同在于磨料的粒度。 “交叉切磨工”首先磨出18个小面，即台面和冠部的4个角面，4个小斜面，亭部的4个角面，4个小斜面和底。 然后，金刚石回到粗磨工手中，他将校准腰的厚度和磨圆度。接着，金刚石又回到“交叉切磨工”手中，他再将磨过的面抛光。 最后，“交叉切磨工”再冠部加上剩余的24个小面、亭部的16个小面，这样就完成了圆多面体的58个小面。 null研磨、抛光nullPremier rose钻石加工过程 a-特兰斯瓦尔的Premier矿1978年采到的Premier rose, b-e钻石的标记-度量-抛磨阶段，d将原石切割为三块，最大一块f为137.02ct。 总回收率48%null 5.激光的使用 用于生产抛光钻石的许多工序显由激光完成。 激光也被在钻石上钻出小孔以剔除包裹体。这是一个燃烧过程，因而部收购一部分度的影响。 有时可在孔中充填透明物质，孔径0.025-0.0025mm,经过激光处理的钻石，在出售时应公开这一事实。这些钻石可称为“包裹体已经过人工改造的钻石”。nullnull 三、钻石加工历史 钻石加工最早始于古印度，距今约2000年。 14世纪前后传人欧洲的威尼斯、布鲁日、佛兰德、巴黎和安特卫普等地。其中巴黎和安特卫普在其后两个多世纪中一直是国际钻石加工的中心，是国际市场上打磨钻石的主要供应者。 17世纪以后，阿姆斯特丹后来居上，二战以后又逐渐淡出（库里南钻在荷兰加工）。 20世纪70年代，形成了如今的安特卫普、特拉维夫、纽约、孟买四大钻石加工中心的格局。其中，纽约主要加工大钻，安特卫普品种规格齐全，特拉维夫擅长异形钻加工，尤其重视技术进步，孟买则几乎全部加工小钻。 进入90年代．泰国奋起直追，行内公认为第五大钻石加工中心．改革开放以后．中国的钻石加工行业两落两起，获得了长足的发展。 null 四、世界四大钻石加工中心和五大宝石加工中心 1.世界四大钻石加工中心: 比利时安特卫普-精湛钻石加工城、 以色列特拉维夫-精致小件钻石加工中心 美国纽约-大颗粒钻石加工中心 印度孟买-小颗粒钻石加工中心。 安特卫普被称为“钻石之城”，该城市80%的居民均从事钻石及相关行业。安特卫普切磨的钻石，加工精良，精美绝伦，故而“安特卫普切工”又被称为“标准钻石切工”倍受推崇。特拉维夫有着悠久的钻石加工历史，也是当代最著名的钻石切磨地之一，尤以花式切工闻名，1999年加工钻石出口为44亿美元。纽约是世界金融贸易中心，许多知名的大珠宝商都汇聚于此，由于纽约人力资源昂贵，一般以加工3克拉以上的大钻为主。印度孟买是近年来新兴的钻石加工中心，但印度切磨的钻石多为0.20克拉左右的小钻，品质较差，切磨工艺较一般。印度1999-2000年度宝石和出口额达到85亿美元。 null 2.世界五大宝石加工中心是 （1）世界宝石城——德国依达尔一奥伯斯坦； （2）祖母绿粗加工城——印度贾普尔； （3）蓝宝石城——泰国曼谷； （4）翡翠及“四皇一后”加工中心——香港； （5）中低档宝石加工城——日本甲府。