加工工藝及發(fā)展

加工：描述將鉆石原石轉(zhuǎn)變成最終拋磨形狀的術(shù)語

加工步驟或工藝流程：標(biāo)記分割成型拋磨

(設(shè)計(jì))（劈和鋸）（刮圓和粗磨）鉆石加工工藝1

一、標(biāo)記（毛坯設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)）最終目的：制造出最大、最干凈、最完美形態(tài)的鉆石考慮因素：①觀察原石中包裹體的數(shù)量和位置，并努力在分割和拋磨階段將其清除；②根據(jù)毛坯形態(tài)考慮成品款式；③顏色：如黃色調(diào)很淡時(shí)，考慮出品后為彩鉆，則選擇公主方琢型，而不選圓鉆形。

鉆石加工工藝21．開窗口：在原石上拋出一個(gè)窗口，以便很好地了解鉆石的內(nèi)部情況。根據(jù)鉆石原石的瑕疵的狀況來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

借剖對剖

鉆石加工工藝32．劃線：指明鋸開或劈開方向或位置。

原則：順紋理劈開鉆石，穿過紋理鋸開和拋磨鉆石。

注意：對于大的特殊原石，要制作幾個(gè)塑料模型，做大量的實(shí)驗(yàn)來確定將原石制成成品最佳方案，以獲得最大回收率。

鉆石加工工藝4

二、分割原石

劈和鋸是根據(jù)每顆原石來確定，對形狀規(guī)則的原石極少采用劈開的方法。對于不規(guī)則的原石，可配合使用鋸和劈的方法，將它分割成幾部分。

鉆石加工工藝51．劈開：

（1）切縫（開溝）：沿劃墨線的地方開一條口，稱為切縫。切縫要合適（太深費(fèi)工，太淺不易劈開），呈“V”形可放入劈鉆刀。

（2）劈：用劈鉆刀放入切縫中，用木錘或鋼棒快速敲擊劈鉆刀。劈鉆刀較鈍，但要求刃口以上的刀面要拋光。

劈鉆刀

切縫

劈開面劈鉆用的桿鉆石蠟或膠鉆石加工工藝62．鋸開（鉆）：鋸鉆過程中鉆石的重量約3%損失掉.

早在1823年之前就已開始用涂有鉆石粉的弓弦來鋸開鉆石，現(xiàn)在使用所有機(jī)器和設(shè)備大約是在19世紀(jì)末在美國發(fā)展起來的。主要設(shè)備：鋸鉆機(jī)夾鉆的芯子鋸片鉆石粉蓖麻油鉆石加工工藝7鋸鉆鉆石加工工藝8

（1）鋸片

鋸片：是一張磷青銅圓盤，直徑范圍為6.0-11cm，厚度范圍為0.04-0.15mm，馬達(dá)使鋸片轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘8000-10000轉(zhuǎn)。鋸片口涂有鉆石粉和蓖麻油的混合膏料，鋸片卡在兩個(gè)堅(jiān)固的金屬法蘭盤之間，以保證旋轉(zhuǎn)時(shí)平穩(wěn)。

注意：鋸片只是攜帶鉆石粉的工具，鉆石粉借助快速的拋光來切磨鉆石

鉆石加工工藝9（2）鋸法

先花1-2小時(shí)，用厚的鋸片開溝“V”再換薄的鋸片。（鋸速度：鋸片旋轉(zhuǎn)速度在4500-6000轉(zhuǎn)/分，1ct以下，旋轉(zhuǎn)更快?，F(xiàn)在新機(jī)器轉(zhuǎn)速達(dá)10000-15000轉(zhuǎn)/分）

a.鋸鉆時(shí)間：鋸一顆1ct的鉆石，時(shí)間可從2至8小時(shí)不等，較大的著名鉆石曾花費(fèi)數(shù)星期時(shí)間。

鉆石加工工藝10

b.鋸機(jī)：鋸工一人照管30臺機(jī)器（鋸機(jī)），并確保鋸片不偏離鋸線，切割中不斷地將鉆石膏料加到鋸片上（5-10分鐘）。c.出品率：鋸鉆的成品率不低于99%，如低于98.5%要求賠償。鋸?fù)旰团旰螅ǔ暑w粒鉆）再回到設(shè)計(jì)位置，確定臺面。

機(jī)臺鋸鉆機(jī)傳動(dòng)裝置鉆石加工工藝11（3）激光鋸鉆：難以加工的鉆石，如雙晶或結(jié)節(jié)，采用激光鋸，在20分鐘內(nèi)可鋸?fù)?ct的鉆石。重量損失大于傳統(tǒng)加工方法。在鉆石加工業(yè)中尚未普及。

鉆石加工工藝12三、成型或粗磨（打圓）

實(shí)際上是一項(xiàng)切削或切磨工藝，工業(yè)上常稱為“切磨”。1．粗磨工藝

將待磨鉆石粘在一個(gè)夾具上，另一顆充當(dāng)切削工具的鉆石固定到一個(gè)類似的夾具上，再把夾具擰到一根長柄的端部，長柄的長度為40-50cm，操作者手臂夾住長柄，當(dāng)粗磨機(jī)帶動(dòng)鉆石旋轉(zhuǎn)時(shí)，使兩顆鉆石相接觸并互磨成型，所產(chǎn)生的粉末碎片落在托盤里，研磨成粉備作它用。

鉆石加工工藝13粘鉆鉆石加工工藝14

2．粗磨—切磨

粗磨是對最初成型過程的常用術(shù)語，也可泛指切磨。

這道工序決定成品率的高低，鋸開后的四邊形，去掉四角就圓了。粗磨將在鉆石的腰棱上留下原晶面，以保持最大重量，原晶面也可確定拋磨方向。

鋸鉆鉆石加工工藝15

3．現(xiàn)代粗磨方法

兩顆鉆石被放置在粗磨機(jī)上，每顆鉆石相對另一顆轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向定期改變，并將一顆鉆石前后移動(dòng)，以獲得可能的最佳效果。

自動(dòng)車鉆機(jī)完全靠兩顆粘好的鉆石反向旋轉(zhuǎn)，相互打磨，來完成車鉆工序，一個(gè)工人可以照看10臺機(jī)器。鉆石加工工藝16四、拋磨

1．設(shè)備：拋磨鉆石的設(shè)備主要部件為磨盤、車石臂（柄腳、夾鉗）和夾咀。

索咀套夾咀車石臂的基本結(jié)構(gòu)把手機(jī)頭支座鉆石加工工藝172．磨盤：磨盤與軸固定為整套。

①磨盤：鑄鐵盤：是一種鋼材制成，單晶體鉆用此盤就可以φ30cm，厚2cm。

鉆石盤：盤內(nèi)本身有鉆石粉，磨雙晶，如來自澳大利亞鉆石。

磨盤的轉(zhuǎn)速一般為2500轉(zhuǎn)/分，為最佳速度，對某些特殊操作轉(zhuǎn)速可以加大，如進(jìn)行多面處理和加工較小原石時(shí)。

試磨區(qū)拋光區(qū)研磨區(qū)18②拋磨前磨盤的準(zhǔn)備

a.加工前給磨盤上鉆石粉，工廠也稱開盤。

b.鉆石粉與橄欖油混合，將混合膏料涂在磨盤表面，需上抹均勻（可手工濕抹或機(jī)械噴涂）。

c.待干

d.用工藝鉆石把鉆石粉壓入盤中或邊磨（首飾鉆）邊開盤。

鉆石加工工藝19

③修理磨盤a.洗盤：用車床將它加工成平整表面，然后再磨成完美的拋光面。

b.劃紋：用機(jī)器在磨盤表面刻劃，目的是留住鉆石粉。

c.調(diào)平：發(fā)現(xiàn)磨盤振動(dòng)，可用麻絲調(diào)平。

護(hù)罩磨盤連軸磨輪固定支承磨盤工作面的修磨20磨盤動(dòng)平衡方法調(diào)正儀百分表主軸軸承磨床連軸鉆孔鉆石加工工藝21在一側(cè)加鉛塊調(diào)磨盤的平衡鉆孔來調(diào)整磨盤的平衡鉛塊鉆孔鉆石加工工藝223．柄腳（夾鉗）和夾咀

柄腳（夾鉗）夾住夾咀，柄腳被設(shè)計(jì)成三腳支撐的，夾咀固定住鉆石，使鉆石能放到旋轉(zhuǎn)著的磨盤上。

在鉆石工業(yè)中，夾咀用來描述加工過程中任何一種固定鉆石的裝置。冠部刻面車石臂磨冠部刻面的機(jī)頭鉆石加工工藝23

磨亭部刻面的機(jī)頭亭部刻面車石臂用于車邊的車石臂鉆石加工工藝24

4．自動(dòng)拋磨

20世紀(jì)60年代，發(fā)明了全自動(dòng)鉆石磨面機(jī)，生產(chǎn)成品鉆的重量在每克拉20粒到每克拉2粒之間，原石粗磨到標(biāo)準(zhǔn)的直徑，而后裝入全自動(dòng)拋磨小面的罐內(nèi)，每個(gè)罐內(nèi)有兩個(gè)夾持器，一個(gè)用于原石的成型，另一個(gè)用于拋光。并按照不用于手工拋磨的工藝程序來拋磨小面。

大的珍貴的鉆石還是用手工拋磨。

鉆石加工工藝255．拋磨小面的步驟

①交叉拋磨：做出最初18個(gè)小面。

a.磨出臺面，磨4個(gè)角面，必須對稱磨。

b.磨亭部4個(gè)角面，必須對稱磨。

c.磨出冠部4個(gè)頂側(cè)小面，此時(shí)冠部已變?yōu)轭I(lǐng)先個(gè)頂側(cè)小面，包括臺面的完美八角形。

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d.磨亭部4個(gè)側(cè)小面，底部八個(gè)面交于底尖，構(gòu)成“米”字形。

拋磨鉆石上的最初八個(gè)小面位置必須準(zhǔn)確無誤，大小相等，與臺面的角度也應(yīng)絕對正確。

交叉拋磨完畢→粗磨工手中圓化→拋磨→多面拋磨

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②多面拋磨

a.多面拋磨，加工最后40個(gè)小面，24個(gè)在冠部，16個(gè)在亭部，多面拋磨工在鉆石上拋磨出所有小面都為三角形。冠部8個(gè)星小面，16個(gè)上腰小面，亭部16個(gè)下腰小面。

b.要求所有的星小面與腰小面必須大小相等、小面對稱、交棱截然，清晰，有時(shí)高質(zhì)量鉆石腰棱也磨小面。

星小面上腰小面下腰小面28c.洗鉆，拋磨工作完成后

用硫酸（98%）+鹽酸（75%）為1:3的混合液清洗鉆石，然后分級、估價(jià)以便銷售。

清洗磨好的鉆石鉆石加工工藝29五、拋磨技術(shù)

1．晶體形態(tài)

鉆石多呈八面體，菱形十二面體或立方體形態(tài)。

鋸開和拋磨鉆石只能垂交紋理方向。

劈開鉆石只能沿紋理方向，不規(guī)則形態(tài)時(shí)，三角凹痕的斜邊指示了紋理的方向，以幫助標(biāo)記確定鋸開方向。

二尖四尖三尖鉆石加工工藝302．鋸開面

立方體→稱四尖紋理菱形十二面體→稱二尖紋理

①對于八面體，四尖紋理是平行或大致平行可能立方體面的鋸開方向，八面體六個(gè)錐是三對平行的立方體面，故有三個(gè)鋸開方向。

②二尖紋理是平行的面，故有六個(gè)鋸開的方向。

在八面體十二條棱為二尖紋理方向。

④晶形形態(tài)不規(guī)則，尋找三角凹痕，以幫助標(biāo)記決定鋸開方向。

鉆石加工工藝313．四尖、三尖和二尖及其紋理

分割一顆八面體將產(chǎn)生一個(gè)現(xiàn)成的臺面，它是最大、最重要的小面分割方式將決定拋磨的方向。

①四尖石

最常見可通過從平整的鋸開面往下看到四個(gè)尖來識別，四尖石有兩個(gè)紋理方向。

鉆石加工工藝32②三尖石

從臺面往下看，可清楚地看到三個(gè)自然尖，臺面看起來象八面體的面，但有微小角度，因八面體面本身無法拋磨，八面體面→天然生長或劈出來。

三尖石有三個(gè)紋理方向

③二尖石

鉆石沿平行或大致平等菱形十二面體面的方向鋸開時(shí)，可得到二尖石。八面體每條棱相當(dāng)于菱形十二面體面的方向。臺面的紋理在二尖的方向，從臺面往下看，可清楚地看到二個(gè)自然尖，二尖石只有一個(gè)紋理方向。

333．拋磨方向（拋磨紋理羅盤）拋磨工把拋磨紋理的方向轉(zhuǎn)換成了所謂的夾鉗羅盤，鉆石固定在夾咀上，并使它按一定方向調(diào)整，夾鉗羅盤則指出每一個(gè)位置。當(dāng)在確定一個(gè)方向時(shí)，拋磨工將夾鉗翻轉(zhuǎn)過來，使底面朝向自己，這樣就能清楚地觀察、調(diào)整或轉(zhuǎn)換一個(gè)方向。夾鉗羅盤總是放在使指針朝向拋磨工。而夾咀離他最遠(yuǎn)的特定位置上來觀察。拋磨方向可根據(jù)他們也羅盤指向之間的關(guān)系來記憶。

鉆石加工工藝34六、激光在寶石級鉆石中的應(yīng)用

1．激光鋸開鉆石

用激光鋸開較困難或有交叉紋路的原石，效果較好。

2．切縫

用激光切縫，劈鉆石可節(jié)省很多時(shí)間。

3．磨工藝鉆石

用激光生產(chǎn)不尋常的花式琢型，如馬頭或魚。

4．改善凈度

用激光打孔，燒掉成品鉆石中的暗色包裹體。

5．標(biāo)記

用激光用來標(biāo)記鉆石，在腰棱處打出號碼或標(biāo)出鉆石品級或標(biāo)記識別圖樣。

35鉆石真正成為首飾鉆要追溯到1447年，當(dāng)時(shí)鉆石就已作為結(jié)婚戒指用，大約1450年鉆石開始有了切工，當(dāng)時(shí)只有17個(gè)面，1558年到1603年，英國女王所戴戒指僅為八面體的鉆石，磨掉一個(gè)頂尖的桌形戒面。

鉆石的琢型歷史

36一、圓多面琢型的發(fā)展

切磨最早的是印度人，約為中世紀(jì)12-13世紀(jì)，隨著時(shí)間的推移，人們對切磨鉆石的技術(shù)進(jìn)行了一些發(fā)明，并改善小面的對稱性和拋磨技術(shù)。

1．尖琢型（12-13世紀(jì)）

為最早的琢型，僅限于在8個(gè)八面體面（稍偏小角度）上磨得光滑。

拋磨目的：是改善對稱性，獲得透明的鉆石。

八面體晶體拋光后的尖琢形鉆石的琢型歷史

372．桌形琢型（14世紀(jì)）

①磨掉八面體的一個(gè)角頂，形成冠部有4條自然傾斜棱的桌面。

②階梯桌型

在八面體去掉角頂?shù)摹白佬汀被A(chǔ)上發(fā)展階梯狀小面型琢型，冠部的4條傾斜棱被磨成冠部的4個(gè)階梯。

桌型琢形鉆石的琢型歷史

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3．玫瑰花琢型（15世紀(jì)或16世紀(jì)中葉）

組成：玫瑰花琢型，由平底，拱頂琢型，頂部由小的三角形小面復(fù)蓋。優(yōu)點(diǎn)：重量損失小，扁平晶體也可制成玫瑰花琢型，效果令人賞心悅目。缺點(diǎn)：火彩不足時(shí)間：15世紀(jì)16世紀(jì)中葉，風(fēng)行了數(shù)十年，一些著名的鉆石以這種切工琢型。

鉆石的琢型歷史

39荷蘭單玫瑰雙玫瑰琢形（象兩顆玫瑰形，底對底粘在一起一樣）六面玫瑰花形鉆石的琢型歷史

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4．單多面型琢型

早期單多面型琢型，呈不規(guī)則形態(tài)，它是4個(gè)角頂被磨掉的斜截桌形琢型。

老式單多面型琢形現(xiàn)代單多面型琢形鉆石的琢型歷史

415．雙多面型琢型（大約16世紀(jì)，1610-1620年）

由單多面形轉(zhuǎn)變?yōu)殡p多面形琢型，法國稱馬扎林琢型，英國稱星形和方形。

①雙多面形琢型，常稱馬扎林琢型，外形似墊子。

馬扎林琢形鉆石的琢型歷史

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②雙多面琢型另兩種：英國星形和英國方形琢型。

星形琢型有明顯的角狀冠部。

英國星形琢形英國方形琢形鉆石的琢型歷史

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6．三重多面形琢型（17世紀(jì)中葉）

帕魯茲琢型是威尼斯的鉆石拋磨工匠17世紀(jì)中葉制作的，他把小面數(shù)增加到58個(gè)（包括臺面和底面）。

這種琢型優(yōu)點(diǎn)：增加了鉆石的亮度和火彩。

不足之處：形狀仍是不規(guī)則狀。

三重多面形琢形鉆石的琢型歷史

44該琢型變種：巴西琢型：在環(huán)繞底面多拋磨出8個(gè)小面。里斯本琢型：在冠部有些主小面平行于腰棱一分為二。

在歐洲鉆石貿(mào)易中，三重多面形琢型常稱為“老礦山琢型”或“老礦工琢型”。這種琢型的鉆石值得再次拋磨，因?yàn)樵黾拥牧炼瓤梢源蟠笱a(bǔ)償重量的損失。

鉆石的琢型歷史

457．古典歐洲琢型（19世紀(jì)）

19世紀(jì)20年代發(fā)明了機(jī)械粗磨之后，形狀或式樣更加接近現(xiàn)代圓多面型琢型。

8．摩斯

1860年他在美國開辦了第一家鉆石切磨廠，花了許多年時(shí)間研究圓多面形琢型的角度和比例。把鉆石的形態(tài)從厚而粗變成今日更秀氣的形態(tài)。

古典歐洲琢形46

9．托爾可夫斯基琢型

1919年托爾可夫斯基公布了鉆石設(shè)計(jì)方案，他試圖使圓多面形琢型的角度和比例標(biāo)準(zhǔn)化，這種琢型被稱為美國理想琢型，時(shí)至今日美國的拋磨工匠們又做了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)代圓多面形琢型的臺面比托爾可夫斯基所設(shè)計(jì)要大一些。

100%53%16.2%43.1%98%034030’40005’美國理想式琢形鉆石的琢型歷史

4710．近50年的發(fā)展

（1）1926年約翰遜和羅代提出“理想琢型”，但未被人們接受。

（2）1940年艾普洛提出“實(shí)用完美”琢型為德國人接受，又稱“歐洲琢型”。

43.2%100%56%14.4%33010’40050’艾普洛琢形鉆石的琢型歷史

48（3）1969年scan.DN和1978年IDC提出一套琢型標(biāo)準(zhǔn)。

14.6%34030’40045’43.1%100%57.5%斯堪的納維亞琢形100%56-66%3100’-3700’39.40-4201’41.0-45.0%11.0-15.0%

國際鉆石委員會琢形鉆石的琢型歷史

49名稱冠角亭角臺寬冠高亭深托爾可夫斯基

34030’40005’53%16.2%43.1%IDC310-37039040’~42010’56~66%11~15%41~45%艾普洛

33010’40050’56%14.4%43.2%斯堪的納維亞

34030’40045’57.5%14.6%43.1%典型圓多面形琢形比例對比表鉆石的琢型歷史

50（4）1985年兩位澳大利亞寶石學(xué)家利用計(jì)算機(jī)作出新設(shè)計(jì)。

（5）近年曾出現(xiàn)100小面琢型，157個(gè)小面的2000琢型。

144小面的皇家琢型，能在更多方向上產(chǎn)生多色反射的螺紋琢型，隨著朝代的進(jìn)步、科技的發(fā)展，激光的應(yīng)用，可以預(yù)測未來的時(shí)間里圓多面形的新品種還將不斷出現(xiàn)。

輝煌工（102瓣）國王工鉆（86瓣）51二、花式琢型

1．定義

除圓多面琢型或單多面形琢型的任何現(xiàn)代琢型鉆石。花式琢型較少大約2%的寶石級鉆石原石加工成花式琢型。（1）選擇琢型取決于原石的形態(tài)。形態(tài)不好或變形原石為保重而選擇花式琢型，體現(xiàn)亮度和火彩的能力較差。（2）生產(chǎn)成本較高。極費(fèi)時(shí)間，只有少數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的拋磨工匠能制作。（3）一段時(shí)間內(nèi)花式琢型價(jià)格波動(dòng)很大。

以上原因，生產(chǎn)商不愿意生產(chǎn)這種琢型。

鉆石的琢型歷史

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2．花式琢型的種類任何一個(gè)設(shè)計(jì)人員選擇拋磨形態(tài)，都是根據(jù)原石的形態(tài)選擇拋磨琢型以獲得最大的、最美麗、最干凈的并產(chǎn)生最大價(jià)值的形態(tài)來作為最終琢型。

按工藝要求及不同原石，花式琢型基本上分兩類：

（1）多面形琢型：橄欖形、梨形、卵形、心形。

鉆石的琢型歷史

53（2）階梯形琢型：正方形、祖母綠形、細(xì)長形、契形、菱形、三角形、梯形、風(fēng)箏形。

梯形琢形細(xì)長條形方形琢形祖母綠琢形鉆石的琢型歷史

543．新式琢型多數(shù)樣是一些傳統(tǒng)琢型的變種

（1）近年新琢型—王妃琢型是多面形琢型的另一變種，呈正方形或矩形輪廓。

目的是通過冠部和亭部增加小面數(shù)目，來改善正方形和矩形琢型的亮度。

五星狀四星狀公主琢形55（2）1988年DeBeers公司展示了5種琢型，分別為火玫瑰、向日葵、金盞花、百日紅、大麗花，為了從原石獲得較高的回收率，得到較高的亮度，提高具明顯顏色缺陷的鉆石的觀賞性，這些琢型被稱為花形琢型系列。

向日葵琢形大麗花琢形金盞花琢形火玫瑰琢形百日紅琢形56

三、各種琢型比例的重要性鉆石高的折射率以及臨界角、反射和色散都影響著成品鉆石的亮度和火彩，必須遵循光學(xué)定律來磨鉆石。鉆石上58個(gè)小面必須對稱和有序組合，每一小面之間的角度必須正確，比例必須適當(dāng)，只有這樣才能使光線產(chǎn)生所希望的效果。

571．冠部比例

冠部的作用產(chǎn)生火彩，冠部高度為14-16%之間，冠部的高度決定了臺面的大小，還影響成品鉆石的亮度。臺面越小，冠部越高，火彩越強(qiáng)；臺面越大，冠部越低，火彩越弱。

鉆石的琢型歷史

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2．亭部比例

亭角極為重要，亭角決定了亭部的深度，只有當(dāng)入射光線以大于臨界角（24°5’）的角度射到亭部內(nèi)面上時(shí)才能產(chǎn)生全內(nèi)反射。

改變亭角，亭部過深或過淺都會導(dǎo)致漏光。

冠部比例合適顯示火彩，亭部比例合適顯示亮度，對于鉆石既要考慮亮度又要達(dá)到好的火彩，就要設(shè)計(jì)好的冠角和亭部角來使亮度和火彩達(dá)到平衡。

鉆石的琢型歷史

59（1）光進(jìn)入冠部時(shí)，入射光小于臨界角發(fā)生折射，使光進(jìn)入鉆石內(nèi)部。

（2）光進(jìn)入亭部后，入射角大于臨界角而產(chǎn)生反射。入射角=反射角

（3）光進(jìn)入亭部后，入射角大于臨界角而產(chǎn)生反射。入