宝石加工方法和设备培训课程

,*,宝石加工方法和设备,宝石加工的基本方法主要包括：锯切、琢磨、抛光。这三种方法的作业过程构成了宝石加工的三大工序。,宝石切磨加工的三大工序,一、锯切法,1,、锯切法原理,锯切是将宝石材料分割及修整成适当大小和形状的加工方法。,不同的宝石材料应视其块度大小和贵重程度不同，使用不同的锯机和锯片。,（,1,）锯切机理,锯片带动磨料对宝石材料线性磨削的结果。,锯切法原理示意,图,（,2,）锯切方式,1),使用散粒的磨料，调成砂浆，用钢制锯片带动游离的磨粒对宝石材料进行切割。此种锯法称为,“,泥砂锯,”,。,2),使用固着磨料的锯片，如钻粉锯片，因磨粒被固定在锯片上，故对宝石材料的切削作用强，锯切效率高，这是现代锯切宝石的主要方法。,2,、锯切加工的常用设备,（,1,）开石机（开料机、下料机）,一种较大型的切割机，主要用来分割直径在,15-20cm,以上的大块宝石原料，也称开料机或下料机。,开石机结构及工作方式,锯片直径：400900mm冷却方式：喷淋式进料方式：锯片移动,（,2,）切片机（切块机）,一种较小型的切割机，主要用于将中等大小块度（直径,10-15cm,）的原料切割成片、条、小块等毛料。,锯片直径：300450mm,冷,冷却方式,：,：浸润式1/41/3进料,方,方式：原料,移,移动,切片机结构,及,及工作方式,（,3,）修整机（,宝,宝石切割机,）,）,一种小型或,微,微型的切割,机,机，适用于,小,小块宝石（,贵,贵重宝石）,原,原料的分割,和,和毛坯的修,整,整，常称为,宝石切割机,。,多切能宝石,切,切割机,（右端为切,割,割装置）,锯片直径：100、110、150mm,锯,锯片厚度：0.150.3mm,冷,冷却方,式,式：浸润式,喷,喷淋式,（,（本机）,进,进料方式,：,：手持进料,宝石切割机,结,结构及工作,方,方式,二、琢磨法,1,、琢磨法原,理,理,琢磨即研磨,，,，是对宝石,材,材料进行造,型,型加工的基,本,本方法，一,般,般在将宝石,材,材料分割及,修,修整成一定,规,规格大小和,形,形状的坯料,基,基础上进行,，,，几乎所有,加,加工余料都,要,要通过琢磨,去,去掉，直至,工,工件具备成,品,品形态。,（,1,）琢,磨,磨方,式,式,按磨,料,料使,用,用方,式,式：,1,）以,游,游离,磨,磨料,琢,琢磨,将磨,料,料与,水,水混,合,合使,之,之粘,附,附在,磨,磨具,上,上对,宝,宝石,进,进行,琢,琢磨,，,，现,在,在已,较,较少,使,使用,。,。,2,）以,固,固着,磨,磨料,琢,琢磨,将磨,料,料制,成,成磨,具,具直,接,接对,宝,宝石,进,进行,琢,琢磨,，,，这,是,是现,代,代宝,石,石加,工,工的,主,主要,方,方式,。,。,按磨,具,具磨,削,削方,式,式：,轮,磨,磨,盘,磨,磨,带,磨,磨,滚,磨,磨,（,2,）琢,磨,磨机,理,理,一般,认,认为,，,，琢,磨,磨作,用,用的,过,过程,主,主要,是,是磨,料,料对,工,工件,的,的摩,擦,擦切,削,削作,用,用，,此,此外,还,还有,冲,冲击,压,压裂,作,作用,和,和化,学,学水,解,解作,用,用的,参,参与,。,。,1,）磨,擦,擦切,削,削作,用,用,首先,分,分析,一,一行,单,单粒,磨,磨料,颗,颗粒,对,对宝,石,石材,料,料的,磨,磨削,力,力和,磨,磨削,作,作用,。,。,单粒,磨,磨料,颗,颗粒,对,对宝,石,石材,料,料的,磨,磨削,力,力矢,量,量（,左,左）,及,及磨,削,削作,用,用（,右,右）,分,分析,单个,磨,磨料,颗,颗粒,对,对宝,石,石材,料,料的,磨,磨削,作,作用,是,是线,磨,磨削,，,，而,磨,磨盘,上,上大,量,量随,机,机分,布,布的,磨,磨料,颗,颗粒,所,所产,生,生的,许,许许,多,多多,的,的磨,削,削凹,痕,痕相,互,互穿,插,插迭,加,加就,形,形成,了,了面,磨,磨削,作,作用,。,。,面磨,削,削作,用,用示,意,意图,2,）冲,击,击压,裂,裂作,用,用,由于,磨,磨料,颗,颗粒,的,的各,向,向尺,寸,寸不,同,同，,粒,粒度,大,大小,不,不均,匀,匀，,被,被磨,削,削的,宝,宝石,表,表面,总,总是,支,支撑,在,在部,分,分少,量,量的,磨,磨粒,上,上，,使,使琢,磨,磨具,有,有振,动,动冲,击,击和,压,压裂,作,作用,性,性质,，,，从,而,而加,快,快磨,削,削剥,离,离速,度,度。,冲击,压,压裂,作,作用,示,示意,图,图,3,）水,解,解裂,挤,挤作,用,用,冷却,水,水渗,入,入压,裂,裂纹,中,中，,在,在摩,擦,擦热,作,作用,下,下发,生,生膨,胀,胀，,同,同时,还,还可,能,能与,宝,宝石,新,新生,裂,裂面,发,发生,水,水解,反,反应,，,，如,与,与硅,质,质水,解,解反,应,应生,成,成硅,酸,酸薄,膜,膜，,体,体积,增,增大,，,，挤,压,压裂,缝,缝,表,表面,，,，加,速,速琢,磨,磨过,程,程。,水解,裂,裂挤,作,作用,示,示意,图,图,2,、琢,磨,磨加,工,工的,常,常用,设,设备,（,1,）轮,磨,磨机,磨具,是,是砂,轮,轮，,主,主要,用,用于,磨,磨削,宝,宝石,毛,毛坯,，,，冲,磨,磨成,所,所设,计,计款,式,式之,雏,雏形,。,。,金刚,石,石砂,轮,轮机,（,（左,端,端）,（,2,）盘,磨,磨机,磨具,是,是磨,盘,盘，,主,主要,用,用于,磨,磨削,宝,宝石,平,平面,，,，如,刻,刻面,型,型宝,石,石，,也,也可,用,用于,弧,弧面,型,型,宝,宝石,的,的造,型,型。,两种,结,结构,类,类型,的,的盘,磨,磨机,（,3,）带,磨,磨机,磨具,是,是砂,带,带，,适,适用,于,于磨,削,削宝,石,石的,各,各种,弧,弧面,，,，如,凸,凸面,型,型宝,石,石。,带磨机结,构,构简图,（,4,）滚磨机,磨具是滚,筒,筒，主要,用,用于滚动,磨,磨削除去,宝,宝石毛坯,和,和不规则,小,小料的棱,角,角，使之,变,变圆滑。,滚筒研磨,（,（抛光）,机,机的结构,（,（左）及,外,外观（右,）,）,三、抛光,法,法,抛光是对,宝,宝石进行,光,光整加工,的,的方法，,一,一般是在,宝,宝石加工,的,的最后，,也,也是最关,键,键的一道,工,工序。,其作用是,消,消除宝石,被,被加工表,面,面因研磨,工,工序所残,留,留的破坏,层,层（凹凸,层,层、裂纹,层,层），以,获,获得光滑,明,明洁的光,学,学表面。,1,、抛光法,原,原理,宝石的抛,光,光机理十,分,分复杂，,至,至今尚未,形,形成一种,完,完善的理,论,论。最为,流,流行的抛,光,光学说是,如,如下两种,：,：,（,1,）微粒机,械,械磨削说,（,2,）塑性流,动,动说,（,1,）微粒磨,削,削作用,抛光过程,与,与研磨类,似,似，都是,以,以硬质的,磨,磨料磨削,软,软质材料,表,表面的过,程,程，差别,在,在于所用,的,的磨料粒,度,度不同，,磨,磨料粒度,越,越细，被,磨,磨削宝石,表,表面的磨,痕,痕也就越,细,细密、轻,微,微，当磨,削,削深度在,100nm,左右时，,表,表面就会,出,出现光滑,的,的镜面效,果,果。,实验依据,：,：,1,）已抛光,的,的宝石表,面,面在高倍,显,显微镜下,可,可见到明,显,显的起伏,（,（磨痕）,现,现象，用,多,多波干涉,显,显微镜可,测,测定其起,伏,伏深度；,2,）金刚石,微,微粉几乎,可,可以对所,有,有的宝石,进,进行抛光,，,，而且效,果,果可达最,佳,佳，因为,金,金刚石硬,度,度最大。,3,）当用金,刚,刚石微粉,对,对刻面宝,石,石某一小,面,面进行抛,光,光时，随,抛,抛光时间,加,加长，该,小,小面面积,增,增大，表,明,明金刚石,微,微粉有磨,削,削作用。,4,）用低于,宝,宝石硬度,的,的抛光剂,对,对宝石进,行,行抛光，,其,其效果一,般,般不佳。,但有例外,：,：不能解,释,释某些低,硬,硬度抛光,材,材料（如,玛,玛瑙粉、,硅,硅藻土）,能,能很好地,抛,抛光高硬,度,度宝石（,如,如刚玉宝,石,石）。,（,2,）热物化,作,作用,20,世纪初，,贝,贝尔比（,Beilby),研究发现,，,，抛光过,程,程是由于,抛,抛光面受,到,到摩擦热,作,作用，而,引,引起在被,抛,抛光面微米级范围内产,生,生热塑性,熔化流动,的,的液状层,重,重新分布,，,，形成一,种,种光洁平,整,整的表面,层,层过程。,该表面层,称,称为,Beilby,层,。它就象,一,一层清漆,涂,涂在表面,的,的擦痕上,，,，给被抛,光,光面蒙上,光,光泽。,1937,年，芬奇,（,（,Finch,）利用电,子,子绕射技,术,术，揭示,了,了抛光固,体,体的表面,层,层结构，,证,证实和扩,展,展了,Beilby,理论。,通过对若,干,干宝石材,料,料试验，,将,将抛光机,理,理分为四,种,种情况：,Beilby,层全部保,持,持非结晶,性,性，这类,宝,宝石一般,较,较难抛光,，,，如尖晶,石,石、锆石,等,等；,Beilby,层开始保,持,持非结晶,性,性，但在,其,其形成后,，,，在主要,结,结晶面上,有,有再结晶,，,，如方解,石,石、缟玛,瑙,瑙、海蓝,宝,宝石等；,Beilby,层形成后,立,立即按其,下,下面的结,构,构再结晶,，,，如刚玉,、,、石英等,；,；,不形成,Beilby,层，这主,要,要指钻石,，,，其抛光,只,只是一种,简,简单的精,细,细研磨。,总的来说,，,，主要与,被,被抛光宝,石,石材料的,性,性质、抛,光,光剂种类,以,以及抛光,所,所需要的,温,温度和压,力,力条件等,因,因素有关,。,。,根据热物,化,化作用，,可,可以解释,某,某些较软,质,质的抛光,剂,剂能对硬,度,度很高的,宝,宝石进行,抛,抛光的现,象,象。但按,此,此种观点,，,，将导致,出,出现抛光,宝,宝石的表,面,面不会损,失,失宝石的,重,重量的结,论,论，而这,与,与事实不,符,符。,2,、抛光加,工,工的常用,设,设备,由于抛光,工,工序是琢,磨,磨工序的,继,继续，工,作,作方式基,本,本相同，,因,因此宝石,加,加工中的,许,许多琢磨,设,设备与抛,光,光是通用,的,的。,盘磨机,磨盘,抛光盘,轮磨机,砂轮,抛光轮,带磨机,砂带,抛光带,对于珠型,和,和随型宝,石,石的加工,，,，则而要,使,使作专门,的,的抛光设,备,备：振动,抛,抛光机、,滚,滚动抛光,机,机。,振动抛光,机,机,滚筒抛光,机,机,9,、静夜,四,四无邻,，,，荒居,旧,旧业贫,。,。12月-2212月-22,Thursday,December29,2022,10,、雨中黄叶,树,树，灯下白,头,头人。12:48:1112:48:1112:48,12/29/202212:48:11PM,11,、,以,以,我,我,独,独,沈,沈,久,久,，,，,愧,愧,君,君,相,相,见,见,频,频,。,。,。,。12,月,月-2212:48:1112:48,Dec-2229-Dec-22,12,、故人江,海,海别，几,度,度隔山川,。,。12:48:1112:48:1112:48,Thursday,December 29,2022,13,、乍见翻,疑,疑梦，相,悲,悲各问年,。,。12月-2212月-2212:48:1112:48:11,December29,2022,14,、他乡,生,生白发,，,，旧国,见,见青山,。,。29,十,十二月202212:48:11,下,下午12:48:1112月-22,15,、比不了,得,得就不比,，,，得不到,的,的就不要,。,。十二月2212:48 下午12月-2212:48,December29,2022,16,、行动出,成,成果，工,作,作出财富,。,。2022/12/29 12:48:1112:48:11,29 Dec