《宝石加工tm》word版

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1、宝石琢型设计与切磨工艺学绪言一、宝石加工工艺学的性质1、定义“宝石加工工艺学”或称“宝石切磨工艺学”。它主要研究将宝石原料加工成成品的切磨加工方法和过程，是宝石学的一个重要分支学科。•宝石的“切磨”，亦称“琢磨”、“雕琢”等；•宝石加工工艺主要包括琢型(造型)设计、切磨(雕琢)工艺等；•宝石加工成品大致分三类：首饰成品、裸石成品、摆件饰品。2、研究对象•宝石材料：指广义宝石，括天然宝石、玉石、人造宝石、有机宝石等；•加工工艺技术：应包括一般宝石加工工艺、钻石加工工艺、玉雕工艺等；•加工设备及工艺材料：即加工机械、磨料、磨具、辅料等。3、研究内容•

2、宝石材料的物理化学性质和工艺性能。所谓工艺性能，指对材料使用某种加工方法或过程以获得优质制品的可能性或难易程度，对宝石材料而言指磨削性能、抛光性能等。•宝石加工的技术原理、方法和流程。4、相关学科•结晶学、矿物学、晶体光学、岩石学等；•工艺学术学、审美学、消费心理学等；•光学、力学、机械学原理等。二、本课程教学内容安排1、讲课内容绪言第一章宝石加工基本方法的原理和设备第二章宝石加工中常用的磨料、磨具和辅料第三章刻面型宝石的加工工艺第四章凸面型宝石的加工工艺第五章常见宝石的性质和加工要领2、实习内容•标准圆刻面型款式的设计和加工•椭圆刻面型款式的设

3、计和加工•矩形刻面型款式的设计和加工•椭圆凸面型款式的设计和加工第一章宝石切磨加工的基本方法及其原理和设备第一节锯切一、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，一般为宝石加工中的第一道工序，为后续的琢磨工序提供合适的坯料。1、锯切机理锯片带动磨料对宝石材料线性磨削的结果。2、锯切方式(1)用固着磨料的锯片，如金刚石锯片。(2)用钢锯片带动游离磨料，称“泥砂锯”。二、锯切加工的常用设备1、开石机（开料机、下料机）2、切片机（切块机）3、修整机（宝石切割机）第二节琢磨一、琢磨法原理琢磨即研磨，是对宝石材料进行造型加工的基本方法

4、，一般在将宝石材料分割及修整成一定规格大小和形状的坯料基础上进行，几乎所有加工余料都要通过琢磨去掉，直至工件具备成品形态。1、琢磨方式按磨料使用方式：①以游离磨料琢磨②以固着磨料琢磨按磨具磨削方式：①轮磨②盘磨③带磨④滚磨2、琢磨机理（1）磨擦切削作用单个磨料颗粒对宝石材料的磨削作用是线磨削，而磨盘上大量随机分布的磨料颗粒所产生的许许多多的磨削凹痕相互穿插迭加就形成了面磨削作用。（2）冲击压裂作用由于磨料颗粒的各向尺寸不同，粒度大小不均匀，被磨削的宝石表面总是支撑在部分少量的磨粒上，使琢磨具有振动冲击和压裂作用性质，从而加快磨削剥离速度。（3）水

5、解裂挤作用冷却水渗入压裂纹中，在摩擦热作用下发生膨胀，同时还可能与宝石新生裂面发生水解反应，如与硅质水解反应生成硅酸薄膜，体积增大，挤压裂缝表面，加速琢磨过程。二、琢磨加工的常用设备（1）轮磨机磨具是砂轮，主要用于磨削宝石毛坯，冲磨成所设计款式之雏形。（2）盘磨机磨具是磨盘，主要用于磨削宝石平面，如刻面型宝石，也可用于弧面型宝石的造型。（3）带磨机磨具是砂带，适用于磨削宝石的各种弧面，如凸面型宝石。（4）滚磨机磨具是滚筒，主要用于滚动磨削除去宝石毛坯和不规则小料的棱角，使之变圆滑。第三节抛光一、抛光法原理抛光是对宝石进行光整加工的方法，一般是在宝

6、石加的是后，也是最关键的一道工序。其作用是消除宝石被加工表面因前道研磨工序所残留的破坏层（凹凸层、裂纹层），以获得光滑明洁的光学表面。宝石加工品只有通过彻底抛光，才能使其许多特有的光学性质或潜在美，如光泽、晶莹、火彩、星光等充分展现出来。1、微粒机械磨削说抛光过程与研磨类似，都是以硬质的磨料磨削软质材料表面的过程，差别在于所用的磨料粒度不同，磨料粒度越细，被磨削宝石表面的磨痕也就越细密、轻微，当磨削深度在100nm左右时，表面就会出现光滑的镜面效果。实验依据：①已抛光的宝石表面在高倍显微镜下可见到明显的起伏（磨痕）现象，用多波干涉显微镜可测定其起

7、伏深度；②金刚石微粉几乎可以对所有的宝石进行抛光，而且效果可达最佳，因为金刚石硬度最大。③当用金刚石微粉对刻面宝石某一小面进行抛光时，随抛光时间加长，该小面面积增大，表明金刚石微粉有磨削作用。④用低于宝石硬度的抛光剂对宝石进行抛光，其效果一般不佳。例外：不能解释某些低硬度抛光材料（如玛瑙粉、硅藻土）能很好地抛光高硬度宝石（如刚玉宝石）2、塑性流动说20世纪初，Beilby研究发现，抛光过程是由于抛光面受到摩擦热作用，而引起在被抛光面微米级范围内产生热塑性-熔化流动的液状层重新分布，形成一种光洁平整的表面层过程。该表面层称为“Beilby层”。它就

8、象一层清漆涂在表面的擦痕上，给被抛光面蒙上光泽。Beilby的观点可借助酸蚀实验使抛光面下面的原有形状擦痕再现来证实。1937年，Fin