第1章宝石加工 实践证明,大多数宝石原料都必须经过一定的加工琢磨工艺处理后,方能显示出其完美 品质,“玉不琢,不成器”,就是这个道理。越是高档宝石,越需要精细的设计加工才能获得 更为理想的佳品,因此,宝石加工工艺的优劣是决定宝石价值和档次高低的重要依据。 宝石的加工开始于10000多年前的旧石器时代,人们最早期的手工劳动作品是不成对称 型的装饰品。在旧石器时代末期至新石器时代,宝石加工工艺不断提高,人们学会了抛光。 因此,宝石加工是一项非常古老的工艺和艺术。中国是加工琢磨宝石最早的国家之一,因而 历史上出现过许多著名的宝石加工大师,如秦朝的烈裔,金朝的邱处机和明朝的陆子冈等。 今天,由于科学技术的进步,宝石加工在操作技术上已在逐步由手工业向机械化、自动化发 展,加工艺术性更趋成熟,更加精湛,加工效率大幅度提髙,这为满足社会日益增长对珠宝 的需求和需要的多样化提供了技术保障 1.1工艺特点及技术要求 1.1.1工艺特点 宝石加工虽然随科学的发展而不断进步,但由于受自身要求和性质的制约,它具有一些 固定的、相对稳定的工艺特点。 1、减法出造型 减法出造型是宝石加工工艺技术的本质。宝石加工是通过琢、磨等基本工序完成的,所 谓“琢”就是切开,也就是将宝石原石中不需要的部分切除,或将大块的原石切成所需要的 小块,同时又为后面的磨的工艺留下一定的余量。“磨”即指磨削,也是去除余料,所不同 的是琢和磨的技术方法存在的明显不同,磨包括倒棱、圈形、粗磨、细磨和抛光等主要工序。 琢磨的减法性质要求宝石加工必须是渐近的、准确的,諴量逐渐减少趋零,减多或减少 都不会出现高质量的成品,严重者可能会浪费原料,造成巨大的损失。因此,宝石加工需要 先进的技术和丰富的实践经验,更需要在加工前对宝石原料进行认真研究,并根据具体宝石 原料的特征作出周密细致的设计。从某种意义上说,宝石加工工艺技术是实现宝石设计思想 的手段 2、手工艺性 由于宝石原料的特征千差万别,可以说世界上没有两块特征完全相同的宝石,这使得宝 石加工很难大批量一模一样地进行生产,特别是高档宝石,成品的重量和造型很大程度上由 宝石的大小、形状和其它性质所决宝。一块宝石往往只能加工一样或几样不同的产品,而另 块宝石加工出来的成品则可能完全不同,无论在大小和重量上,或琢型上都会有很大的差 别。因此,尽管宝石加工的设备的机械化和自动程度可能会越来越高,但宝石加工具体操作 以及加工的重要环节则可能永远是手工的 3、不同宝石种类的加工技术有所不同 由于不同种类宝石在性质、质量、价值等方面存在着较大的差异,因此,要求不同的加 工技术和方法。一些重要的宝石(如钻石、翡翠和软玉等)由于受自身的性质、特征和价值 影响,还形成了一些专门的加工工艺和技术,例钻石加工、玉雕、有色宝石加工等。当然
第 1 章 宝石加工 实践证明，大多数宝石原料都必须经过一定的加工琢磨工艺处理后，方能显示出其完美 品质，“玉不琢，不成器”，就是这个道理。越是高档宝石，越需要精细的设计加工才能获得 更为理想的佳品，因此，宝石加工工艺的优劣是决定宝石价值和档次高低的重要依据。 宝石的加工开始于 10000 多年前的旧石器时代，人们最早期的手工劳动作品是不成对称 型的装饰品。在旧石器时代末期至新石器时代，宝石加工工艺不断提高，人们学会了抛光。 因此，宝石加工是一项非常古老的工艺和艺术。中国是加工琢磨宝石最早的国家之一，因而 历史上出现过许多著名的宝石加工大师，如秦朝的烈裔，金朝的邱处机和明朝的陆子冈等。 今天，由于科学技术的进步，宝石加工在操作技术上已在逐步由手工业向机械化、自动化发 展，加工艺术性更趋成熟，更加精湛，加工效率大幅度提高，这为满足社会日益增长对珠宝 的需求和需要的多样化提供了技术保障。 1.1 工艺特点及技术要求 1.1.1 工艺特点 宝石加工虽然随科学的发展而不断进步，但由于受自身要求和性质的制约，它具有一些 固定的、相对稳定的工艺特点。 1、减法出造型 减法出造型是宝石加工工艺技术的本质。宝石加工是通过琢、磨等基本工序完成的，所 谓“琢”就是切开，也就是将宝石原石中不需要的部分切除，或将大块的原石切成所需要的 小块，同时又为后面的磨的工艺留下一定的余量。“磨”即指磨削，也是去除余料，所不同 的是琢和磨的技术方法存在的明显不同，磨包括倒棱、圈形、粗磨、细磨和抛光等主要工序。 琢磨的减法性质要求宝石加工必须是渐近的、准确的，减量逐渐减少趋零，减多或减少 都不会出现高质量的成品，严重者可能会浪费原料，造成巨大的损失。因此，宝石加工需要 先进的技术和丰富的实践经验，更需要在加工前对宝石原料进行认真研究，并根据具体宝石 原料的特征作出周密细致的设计。从某种意义上说，宝石加工工艺技术是实现宝石设计思想 的手段。 2、手工艺性 由于宝石原料的特征千差万别，可以说世界上没有两块特征完全相同的宝石，这使得宝 石加工很难大批量一模一样地进行生产，特别是高档宝石，成品的重量和造型很大程度上由 宝石的大小、形状和其它性质所决宝。一块宝石往往只能加工一样或几样不同的产品，而另 一块宝石加工出来的成品则可能完全不同，无论在大小和重量上，或琢型上都会有很大的差 别。因此，尽管宝石加工的设备的机械化和自动程度可能会越来越高，但宝石加工具体操作 以及加工的重要环节则可能永远是手工的。 3、不同宝石种类的加工技术有所不同 由于不同种类宝石在性质、质量、价值等方面存在着较大的差异，因此，要求不同的加 工技术和方法。一些重要的宝石（如钻石、翡翠和软玉等）由于受自身的性质、特征和价值 影响，还形成了一些专门的加工工艺和技术，例钻石加工、玉雕、有色宝石加工等。当然
所有这些不同的加工工艺,就其本质而言都是一样的,都是离不开琢、磨和抛,不同之处主 要是具体的工艺技术和精度要求不同,从而使加工使用的设备、磨料等也会有较大的差别 4、加工款式不同,对宝石加工的工艺要求不同 宝石加工必须完整、准确地反应设计方案,即是说,不同的设计(主要是造型或款式) 方案给宝石加工工艺和技术限定了范围,刻面型宝石必须使用刻面型加工工艺,弧面型宝石 必须用弧面型加工工艺,玉雕必须玉雕的加工工艺等。即是说,不同的琢型对加工工艺的要 求是不同的。 1.1.2技术要求 宝石加工并非是所有人都能完成的工作,宝石加工对加工人员有较专门的技术要求,特 别是对于钻石、红宝石、翡翠等高档宝石,其技术要求应该更加严格。最起码的要求有: (1)熟练掌握所加工宝石的物理化学性质和加工性能; (2)熟练掌握宝石加工设备的结构、操作方法和使用范围 (3)熟练掌握不同种类宝石加工的工艺流程、操作规程和技术方法 (4)能准确无误地理解宝石设计方案,并准确地通过加工工艺操作实现设计意图 (5)能对加工成品的质量和价值作出较准确而合理的评估 要达到上述基本要求,需要在掌握宝石学、宝石加工工艺学等有关基础知识的基础上, 经过较长期的具体加工实践。专业知识越扎实,实践经验越丰富,加工水平就越高 1.2常用设备和工艺材料 1.2.1常用设备 要把宝石原料(矿物或岩石)琢磨成宝石,必须借助于一定的加工设备。而加工设备实际 上是随科学技术的发展而不断改进和发明的。目前的宝石加工设备的种类已相当繁多,但根 据其在加工中的作用,主要可将另工设备分成下列几大类。 1、切割设备 切割设备主要用于宝石原料的分割.其具体用途有 (1)分割原石:即把大块料分割成小块料,或把大块料上的废料剔除 (2)预形:即把毛料修整为初步的造型(毛坏) 根据用途不同,切割设备又可分为下料机(或开石机)和修整机两大类 下料机(开石机):主要是用于分割大块的原石,其结构比较简单,主要部件有:钢质主 动轴和轴承、冷却装置、支撑和进料装置、防溅罩、电动机和皮带等(图3-1-1);切块机 (切块、切条和切粒等)体积比开石机小,主要用途是把中等大小的原石切成片、条和小块 料,其结构与开石机类似
所有这些不同的加工工艺，就其本质而言都是一样的，都是离不开琢、磨和抛，不同之处主 要是具体的工艺技术和精度要求不同，从而使加工使用的设备、磨料等也会有较大的差别。 4、加工款式不同，对宝石加工的工艺要求不同 宝石加工必须完整、准确地反应设计方案，即是说，不同的设计(主要是造型或款式) 方案给宝石加工工艺和技术限定了范围，刻面型宝石必须使用刻面型加工工艺，弧面型宝石 必须用弧面型加工工艺，玉雕必须玉雕的加工工艺等。即是说，不同的琢型对加工工艺的要 求是不同的。 1.1.2 技术要求 宝石加工并非是所有人都能完成的工作，宝石加工对加工人员有较专门的技术要求，特 别是对于钻石、红宝石、翡翠等高档宝石，其技术要求应该更加严格。最起码的要求有： （1）熟练掌握所加工宝石的物理化学性质和加工性能； （2）熟练掌握宝石加工设备的结构、操作方法和使用范围； （3）熟练掌握不同种类宝石加工的工艺流程、操作规程和技术方法； （4）能准确无误地理解宝石设计方案，并准确地通过加工工艺操作实现设计意图； （5）能对加工成品的质量和价值作出较准确而合理的评估。 要达到上述基本要求，需要在掌握宝石学、宝石加工工艺学等有关基础知识的基础上， 经过较长期的具体加工实践。专业知识越扎实，实践经验越丰富，加工水平就越高。 1.2 常用设备和工艺材料 1.2.1 常用设备 要把宝石原料(矿物或岩石)琢磨成宝石，必须借助于一定的加工设备。而加工设备实际 上是随科学技术的发展而不断改进和发明的。目前的宝石加工设备的种类已相当繁多，但根 据其在加工中的作用，主要可将另工设备分成下列几大类。 1、切割设备 切割设备主要用于宝石原料的分割.其具体用途有: （1）分割原石：即把大块料分割成小块料，或把大块料上的废料剔除； （2）预形：即把毛料修整为初步的造型(毛坏)。 根据用途不同，切割设备又可分为下料机(或开石机)和修整机两大类。 下料机(开石机):主要是用于分割大块的原石，其结构比较简单，主要部件有：钢质主 动轴和轴承、冷却装置、支撑和进料装置、防溅罩、电动机和皮带等（图 3-1-1）；切块机 （切块、切条和切粒等）体积比开石机小，主要用途是把中等大小的原石切成片、条和小块 料，其结构与开石机类似
图3-1-1开石机的结构示意图 1.原石:2.原石夹:3.托盘:4.滑机:5.防溅罩:6.锯片:7.法兰盘:8.主动轴 9.轴承:10.电动机:11.砂浆槽 修整机:主要用于小块宝石(珍贵宝石)切割和毛料的修理。其结构简单,主要部件有: 电动机、冷却机、载物台、锯片、防溅罩、轴承和主动轴、皮带轮和皮带、有机玻璃防溅板 等(图3-1-2)。 图3-1-2修整机的结构示意图 电动机:2冷却液箱:3.载石平台:4.锯片:5.防溅罩:6.轴承的主动轴 7.皮带轮和皮带:8.有机玻璃防溅罩 2、磨削设备 主要用于磨削宝石使之出造型。根据磨削方式和磨具不同,磨削设备可分以下几种: (1)轮磨机:主要功能是给宝石倒棱和圈形,即磨削宝石毛坯使之成造型雏型。其主 要部件是:轴承、主动轴、冷却水管、防溅罩、砂轮、法兰盘、水槽等(图3-1-3)
图 3-1-1 开石机的结构示意图 1.原石；2.原石夹；3.托盘；4.滑机；5.防溅罩；6.锯片；7.法兰盘；8.主动轴； 9.轴承；10.电动机；11.砂浆槽 修整机：主要用于小块宝石(珍贵宝石)切割和毛料的修理。其结构简单，主要部件有： 电动机、冷却机、载物台、锯片、防溅罩、轴承和主动轴、皮带轮和皮带、有机玻璃防溅板 等(图 3-1-2)。 图 3-1-2 修整机的结构示意图 1.电动机；2.冷却液箱；3.载石平台；4.锯片；5.防溅罩；6.轴承的主动轴； 7.皮带轮和皮带；8.有机玻璃防溅罩 2、磨削设备 主要用于磨削宝石使之出造型。根据磨削方式和磨具不同，磨削设备可分以下几种： （1）轮磨机：主要功能是给宝石倒棱和圈形，即磨削宝石毛坯使之成造型雏型。其主 要部件是：轴承、主动轴、冷却水管、防溅罩、砂轮、法兰盘、水槽等（图 3-1-3）
图3-1-3轮磨机的结构简图 1.轴承:2.主动轴;3.冷动水管:4.防溅罩:5.砂轮:6.法轮盘:7.水槽 (2)盘磨机:多用于磨削平面,如刻面型宝石的各种面。主要结构是:防溅罩、支架、 轴承、电动机、被动轴筒、砂带、主动轴筒、水槽等(3-1-4) 图3-1-4盘磨机的结构示意图 1.砂盘:2.防溅盆:3.轴承:4.主动轴:5.电动机 (3)带磨机:带磨机的磨具是砂带,主要用于磨削宝石的各种弧面。主要结构是:防 溅罩、支架、轴承、电动机、被动轴筒、砂带、主动轴筒和水槽等(图3-1-5)
图 3-1-3 轮磨机的结构简图 1.轴承；2.主动轴；3.冷动水管；4.防溅罩；5.砂轮；6.法轮盘；7.水槽 （2）盘磨机：多用于磨削平面，如刻面型宝石的各种面。主要结构是：防溅罩、支架、 轴承、电动机、被动轴筒、砂带、主动轴筒、水槽等（3-1-4）。 图 3-1-4 盘磨机的结构示意图 1.砂盘；2.防溅盆；3.轴承；4.主动轴；5.电动机 （3）带磨机：带磨机的磨具是砂带，主要用于磨削宝石的各种弧面。主要结构是：防 溅罩、支架、轴承、电动机、被动轴筒、砂带、主动轴筒和水槽等(图 3-1-5)
图3-1-5带磨机的结构 图3-1-6滚磨机的结构 1.防溅罩:2.支架:3.轴承:4电动机: 1.滚桶:2.支轴;3-5.皮带轮 5.被动轴筒:6砂带:7主动轴筒:8水槽 6.主动轴:7.电动机 (4)滚磨机:主要用于磨削除去毛坯的棱角,使之变圆滑。主要部件有:滚桶、支轴、 皮带轮、主动轴、被动轴和电动机等(图3-1-6) 3、抛光设备 主要用于宝石抛光。大多数加工厂不设置专门的抛光设备,而是用磨削设备更换磨具、 磨料来替代。当然也有专门的抛光设备,常用抛光设备由抛光桶、橡胶板内衬、弹簧、电动 机、皮带传动装置、偏心轮等组成(图3-1-7)。 +6 图3-1-7振动抛光机结构图 图3-1-8机械钻孔机结构图 1.抛光桶:2.橡皮板内衬:3.弹簧 1.钻动轴:2.钻头夹具:3.钻杆:4.钻杆 4.电动机:5.皮带传动装置:6.偏心轮 5.电动机:6.载石台:7.圆珠坯 4、钻孔设备 钻孔设备主要用于珠型和异型宝石的打孔,也包括珍珠打孔。目前常用的钻孔设备的两 种,即机械打孔机和超声波打孔机。 (1)机械打孔机:由转动轴、钻头夹具、钻杆、钻杆升降操作器、载物台、圆珠坯等 构成(图3-1-8) (2)超声波打孔机:其原理是将超声波的慢振荡通过放大和转换为同一频率的机械振 动来实施打孔的。其结构由转换器、线圈、超声波发生器、耦合放大杆、变幅杆、工作夹和
图 3-1-5 带磨机的结构 图 3-1-6 滚磨机的结构 1.防溅罩；2.支架；3.轴承；4.电动机； 1.滚桶；2.支轴；3－5.皮带轮； 5.被动轴筒；6 砂带；7 主动轴筒；8 水槽 6.主动轴；7.电动机 （4）滚磨机：主要用于磨削除去毛坯的棱角，使之变圆滑。主要部件有：滚桶、支轴、 皮带轮、主动轴、被动轴和电动机等（图 3-1-6）。 3、抛光设备 主要用于宝石抛光。大多数加工厂不设置专门的抛光设备，而是用磨削设备更换磨具、 磨料来替代。当然也有专门的抛光设备，常用抛光设备由抛光桶、橡胶板内衬、弹簧、电动 机、皮带传动装置、偏心轮等组成（图 3-1-7）。 图 3-1-7 振动抛光机结构图 图 3-1-8 机械钻孔机结构图 1.抛光桶；2.橡皮板内衬；3.弹簧； 1.钻动轴；2.钻头夹具；3.钻杆；4.钻杆 4.电动机；5.皮带传动装置；6.偏心轮 5.电动机；6.载石台；7.圆珠坯 4、钻孔设备 钻孔设备主要用于珠型和异型宝石的打孔，也包括珍珠打孔。目前常用的钻孔设备的两 种，即机械打孔机和超声波打孔机。 （1）机械打孔机：由转动轴、钻头夹具、钻杆、钻杆升降操作器、载物台、圆珠坯等 构成（图 3-1-8）。 （2）超声波打孔机：其原理是将超声波的慢振荡通过放大和转换为同一频率的机械振 动来实施打孔的。其结构由转换器、线圈、超声波发生器、耦合放大杆、变幅杆、工作夹和