火彩是钻石美的重要体现
摘要 : 操作人员丰富的经验和灵巧的双手会使钻石火彩由外部火彩、内部火彩、色散火彩和闪光火彩都变得美轮美奂!!
钻石加工通常包括设计、劈、锯、车、磨五道工序。 放射型的异形钻除了腰棱的加工工艺和小面的摆布稍微不同之外,其工艺流程整体上接 近圆钻。阶梯型的异形钻的腰棱不用车钻机加工,一律靠磨,其工艺流程和使用的器具与圆 钻差异很大。 可见并不是每一颗钻石从原坯到成品都必须经过设计、劈、锯、车、磨五大工 序,但无论何种磨工和琢形的钻石,设计和磨钻这两道工序则是必不可少的。 1)对钻石的主要特性,尤其像晶形、晶体结构、解理、内应力(异常双折射现象)、包 体、硬度各向异性等与加工工艺密切相关的那些特性,必须了如指掌。2)熟悉钻石加工的整个工艺流程、各道具体工序和本厂工人的技术水平,采取合理的设 计选择。 3)熟悉市场行情,能在市场需求、出成率、风险程度、卖价、资金周转速度等诸多关系 整体效益的因素之间权衡利弊,找出平衡点,做出最佳方案。
根据原石的大小、颜色、净度、晶形四个方面进行分选。从设计的角度观察原石,主要 考虑晶形和净度两个方面的因素 CSO 习惯上把原石的晶形分为六类,即规则晶形(Stones)、变形晶形(Shapes)、 劈理晶形(Cleavages)、双晶(Macles)、薄片(Flats)和六面体形(Cubes)等。规则晶形 是指晶形完好、没有或几乎没有形变的八面体和十二面体,加工工艺上就叫可锯钻 (Sawable);
变形晶体指的是沿二次对称轴方向加长、沿三次对称轴方向加长或变扁,即明 显变形的完整晶体,加工工艺上叫颗粒钻(Makeable,Wholoestone);劈理晶形指严重残缺 的晶体或残片。客观地说,这几类晶形之间的区分并没有严整划一的尺度,在一定程度上要 凭经验来判断。
如果说晶形主要影响出成率的话,净度则直接影响到成品钻石的价值。从设计 的角度看原石,应先搞清内含物的种类、大小、数目、位置、对比度;其次确认通过加工可 以去掉的瑕疵;再次,对于去不掉或去不干净的瑕疵要尽可能把它们安置在不显眼、不反射 的位置。钻石设计的原则主要有保重原则、求净原则、适销原则和省工原则。 目的在于提高原石的利用率,既要保证本道工序的原料损耗最少,又要使 下一道工序不受影响,所有工序都要最大限度地保留成品钻石的重量,即争取最好的出成率, 这就是保重原则。但同时要注意净度和切工,片面保重忽视净度和切工反而往往使其总体价 值降低。 2)求净原则 钻石是天然矿物,真正纯净无瑕的极少。设计人员应拿出一个切实可行的 方案,将瑕疵在加工过程中去掉。比如把石墨包体设计在贴近锯切面、劈理面的位置,以利 于在磨制过程中把它们去掉。确实难以去除,也要将瑕疵设计放在不太显眼、不发生镜像反 射的地方,将瑕疵对净度等级的影响降低到最小。保重和求净往往不能同时兼顾,这时设计 人员就必须反复权衡,以经济效益为尺度,做出有利的选择。
钻石加工历来就有劳动密集型产业之说。从原石到成品,劳动消耗量非同 寻常。在保重、求净、适销的大前提下,在选择台面、编排加/132 艺的时候,适当兼顾一 下省工的原则也不失为提高经济效益的一个方面。 比如在一块钻石原石用锯和劈两种加工工 艺都可以达到预期效果时,应首先考虑用劈的加工工艺,因为劈钻的工效比锯钻高,这样可 以节省工时。 钻石的硬度有各向异性的特点,不同的晶面做台面,磨的时候会有难易程度的 差异。因此如果几种方案都能取得同样的结果,那么应首先用立方体晶面做台面(四向纹), 十二面体晶面(两向纹)次之,不得已才考虑八面体晶面(三向纹)。 劈钻的方向一定要沿解理面方向,即平行于八面体晶面的方向。接触双晶 原则上要求从双晶结合缝处下刀。标线时可标出劈开面的一边或两边,开口点用墨团标明, 点在晶棱上 锯钻时有两种选择,一是沿立方体晶面方向锯,二是沿十二面体晶面方向 锯(见图 5-1-19)。最常用的是沿立方体晶面方向锯,因为沿十二面体晶面锯的出成率往往不 理想。锯切面必须与四次对称轴垂直,倾斜度以 15。为极限。大于 15。基本上锯不开。线标 定之后,也用墨团点出开口点。
3)成形钻标线
成形钻不用劈和锯,一颗就做一颗,故又叫颗粒钻。一般只用墨团标出 底尖的位置,也有用圆圈中间再加打叉(X)同时标出台面位置的。碰到要“开窗”进行观 察的原石,设计人员也是用墨团点出开窗的部位。
(二) 劈钻
劈钻是一门古老的钻石加工工艺,起源于几个世纪之前的印度。当时流行一种叫尖顶工 (Pointcut)的钻石磨工,几乎就是八面体原石。当时锯钻工艺尚未问世,印度人采用劈的方法 把不规则的原石从四面八方剥“皮”,留下一个规规矩矩的八面体的“核”。而劈下来足够 大的石块,还可以做成五花八门的玫瑰工钻,因此劈钻曾经盛极一时。
随着放射型圆钻的流 行,劈钻工艺丧失了普遍性和通用性,到 20 世纪 70 年代利用薄片加工的“锯齿工”出现时 又稍微挽回了一些颓势。如今,人们只是在对付晶形极不规则、解理上有严重瑕疵的原石或 者接触双晶的时候才用到它。 2)解理面上有明显瑕疵者(大的羽裂或者羽裂连带深色后生包体等)。 4)劈开后的形状同锯钻相比,出成率更高、效益更好者。 劈钻的主要设备:劈钻工作台,上面有劈钻盒;工作台内缘用木隔板固定一块插劈钻杆 的铅砧;劈钻杆一套,规格从直径 lOmm~40mm,每杆递增 5mm;劈钻钢刀一组,大中小 俱全;木柄圆锤一个;煤气(丁烷或天然气)喷灯一盏;劈钻胶若干。 1)确定劈开面之后,把钻坯粘牢在劈钻杆头上,开槽的面向上,并使劈线与劈钻杆中轴 18。~20。倾角,同时把开槽的钻石刻刀粘牢。 2)左手执钻坯夹杆,右手执刻刀夹杆,用手指钩住钻盒两边的立销,让刻刀在钻坯开槽 标线上来回蹭,刻出一条槽。目前这道工序在有的工厂已用激光来完成。 3)选择厚度适宜的劈刀,使其刃口没人刻槽之中。注意:刻刀刃口直钝不宜尖,不能让 它接触槽底,让刻刀两侧抵在刻槽两壁上。 5)用喷灯加热劈钻胶使之软化,取出钻坯,清洗干净,检查工作质量。 一颗钻石可能不止劈一次,可按照上述程序反复操作进行。 锯钻的实际运用,可追溯到 17 世纪。当时锯钻的工具是一根绷紧拉直的细铁丝,抹上 钻石微粉,与现今掏空用的木工钢丝锯相似。410ct 的“摄政王”钻石,足足用了一年时间 才锯开。由此可知其劳动效率非常低。 把锯钻胶填进锯钻夹嘴,注意适量,把钻石摁人其中,注意使锯切线与夹嘴唇口平行(或 者说是与夹嘴中轴垂直)且伸出唇口一点,清除多余的粘胶,勿使粘胶妨碍锯片的旋进。把 粘好的钻石插进蜂窝状夹嘴盒,移人干燥箱干燥后,再仔细检查钻石与夹嘴的相对位置是否 改变。 把检查好的钻石夹嘴装入夹臂,使锯片对准锯切线,从正面看呈一条直线,从上朝下看, 锯切线必须同锯片正好在同一平面,不允许错位。总之,从锯片上方压在锯片上的钻石必须 精确定位,并且必须随时检查锯路正不正,防止锯偏。国外给钻坯定位时有采用 x 射线法、 测角器观测法、平行光管观测法等,但大多数工厂还是采用目测法,靠操作工人的责任感、
开口用的锯片一般比正式锯钻的锯片厚 0.05~0.10mm。开口深度以 1—1.5mm 为 宜。
开口位置的选定和开口的质量直接关系到整个锯钻工序的质量和成败。所谓开口位置的 选定,实质上就是如何处置钻石各种内含物和结构特征的问题 有一个负晶顶的原石就从负晶顶开口;如果有几个负晶顶就从发育最充分、最深的那个 开口。
开口时勿使锯片通过玫瑰花瓣形的石墨包体。含橄榄石包体的钻石应从包体长度方向一 致的地方开口。 有裂纹的原石应从裂纹最多或裂纹发育最深的那个晶顶开口。
口子开好之后,更换薄 1~2 号的锯片正式开始锯钻。锯片直径的选择,以伸距稍大于 钻石直径为准,伸距太长锯片受压弯曲,锯切面将呈凹凸状;伸距太短则锯不开。锯片最佳 转速为 2800r/min。 锯钻的工效主要取决于钻石微粉的粒度、浓度及施压的大小。为此, 在整个锯钻过程中,每间隔 2~3min 就得用小滚轮把用橄榄油调和的钻粉往锯片上抹。同 时旋出调节螺杆,尽可能保证钻坯对锯片的施压为最大。 但到锯钻接近尾声时,必须适当减 少施压,避免钻石在锯开之前就崩开而留下未锯完的墩子,影响锯钻质量和后续工序的出成率。
5 .清洗锯钻清洗一般用洗发香波兑水摇洗,再用清水冲洗、干燥
6.质检 其实锯钻的检验在清洗之前就应该进行一次,目的主要是检查锯路是否遵从了设计标 线。清洗以后,主要是检查锯切面的质量。
1)深锯齿痕 若不太深、对后续工序的出成率影响不大,可勉强通过((a))。2)锯切面凸凹不平 主要是锯片伸距太大,被钻石压弯而又未及时纠正所致((b))。
3)锯切面倾斜 因锯片走偏而未及时纠正所致,但设计斜锯者除外((c))。
4)锯切面梯坎 一般是一刀切不开、迎面又锯时锯路对不准造成的,梯坎越高情况越
5)墩子 是锯钻进程接近尾声时未及时减少锯片施压钻石崩裂造成的,弄不好锯掉的一 半还会“飞”掉(e))。 车钻的工作对象是钻石腰棱,目的是赋予它以未来成品钻琢型的优美曲线(圆形、双弧 形、弯弓形等)。阶梯型的磨工腰棱呈直线,一部分混合型的磨工(如拜丽恩磨工等)的腰棱 也是直线,打磨它们的时候用不着车钻这道工序。 最早打磨腰棱全靠手工,如今电动车钻机已经非常普遍。1)全自动车钻机 这种机器除了装石之外,其余的事都由车钻机完成。
2)激光车钻设备 其原理同激光打孔、激光切割相似。激光加工造成的表面微裂和较高 的成本费用,是其不足之处。
3)车钻机 这种机器在国内普遍使用,有单头和双头两种:单头机用胶粘在制品(工 件)上,双头机则靠左边的夹嘴和右边的顶针配合来夹持钻石。 1)仔细观察钻坯 主要看尖正不正、高度够不够,有无瑕疵和瑕疵的确切方位,以决定 部分或全部去掉的方案,决定是粘还是夹。3)钻坯定中 即令钻坯的转动轴与可能获得最大直径的成品钻的中轴重合。定中精确与 否,在很大程度上就决定了车钻工序的最终结果:出成率、该去的瑕疵是否已经去掉或下道 工序有无把握去掉。 4)粗车 粗车的目标是将钻坯突出的部分(如晶顶等)打磨掉。注意进刀量不宜太大太 猛,并要反复多次补充定中。 5)精车 预期目的是使在制品的直径圆度和腰箍预留高度均达到工艺要求。 磨钻过程是一个热学作用和力学作用兼而有之的理化过程,即一方面钻石与磨盘摩擦生 热,导致钻石表层石墨化,另一方面钻石在钻石微粉的碰撞冲击下一点一点地剥落。磨钻的 效率取决于磨盘的磨削性能及其转速、钻石微粉的目数和密度、钻石对磨盘施加的压力,以 及钻石在磨盘上的取向,即台面的选定和机头的朝向。
钻石加工行内的习惯叫法存四尖石(Fourpoints)、两尖石(TWOpoints)和三尖石(Three Points),或者四向纹、两向纹和三向纹。
其实质就是钻石硬度的各向异性,同一颗钻石不同 的晶面硬度会有差异,同一个晶面不同的方向上的硬度也会有差异。 磨钻时发生的所谓“纹 向”的问题,就与钻石硬度的各向异性有关。
用立方体晶面方向做台面方向的钻石是四尖石,用菱形十二面体晶面方向做台面方向的 钻石是两尖石,用八面体晶面方向做台面方向的钻石是三尖石。
换句话说,就一个八面体而 言,从晶顶开面(开始磨台面)的是四尖石,从晶棱开面的是两尖石,从晶面开面的是三尖 石 磨钻工的主要工具是:磨床、磨钻夹具、10 x 放大镜、腰棱划线器,钻石微粉、橄榄轴 等。 磨床要强调三点:
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