蜡镶珠宝首饰铸造

作者: United PM

以下所介绍的内容仅供参考。

蜡镶珠宝铸造一开始仅是少数人使用的隐秘工艺，到现在已经有10多个年头。目前已有很多用于蜡镶宝石首饰铸造工艺的各种可靠产品，比如，United VHF合金是一种流动性很好、专门为蜡镶宝石的首饰铸造而研发的贵金属材料，United也有适合蜡镶宝石铸造的脱氧纯银合金，同时许多倒模材料生产商研制出专门防止宝石在焙烧和浇铸过程中温度过热的石膏粉，也有供应商能提供获专利保护的各种倒模材料添加剂，将其加入倒模材料中，可保护宝石，防止发生过热。与抑制剂一样，硼酸也是一种主要的倒模材料添加剂，但前者主要是延缓由于硼酸作用的快速凝结时间。

蜡镶铸造取得成功的宝石有：钻石，红宝石，刚玉，石榴石，方晶锆石和各种人造宝石。
建议不要用作蜡镶的宝石有：祖母绿，猫眼石，玉石，紫水晶，黄玉，橄榄石，珊瑚，绿玉，碧玺，珍珠，天青石，绿松石和玛瑙，因为这些宝石在高温条件下，可能会被灼伤，碎裂，变色。
选用的蜡镶宝石必须是优质宝石，尺寸精准，无瑕疵和不含杂质，如果含有杂质，那么在后续加热过程中宝石可能会变浑浊，暗淡和破裂。

蜡镶宝石的首饰设计样式至少要有两处可由宝石周围的倒模材料来托住宝石，这样宝石才能够稳固地镶嵌其中，耐得住倒模过程的考验，同时又不会松动。
设计专门的用于蜡镶铸造的模型。模具设计师要考虑到硅橡胶模和蜡模的收缩因素，预大一些尺寸。模型镶座上要凿出抓紧或承托宝石的镶爪和/或者镶槽，如果不重新设计，直接用现有的模型进行，则会导致后面的宝石镶嵌不紧，或者由于浇道不足而出现问题。

蜡镶宝石的首饰模型的浇道设计要粗一些，因为在浇铸过程中，宝石会冷激金属浇铸液，因此通畅的浇铸道很重要，可防止宝石镶嵌位置周围收缩。通常情况下，有必要采取多浇道系统，这样可以保证浇铸完整。有一些首饰的铸造需要类似10，2，6时钟样式的浇铸道分布，以确保浇铸完全。

用于蜡镶的蜡要求复制能力强，并且在宝石蜡镶完毕后能很好地复原。50%的Kerr 和50%的Blue Plastowax 的混合蜡性能不错，一些蜡片供应商能提供复制能力佳、专门用于蜡镶的蜡片蜡珠。

注蜡完成后，必须认真检查蜡模。蜡镶宝石前，分型线和飞边必须清除干净。特别注意镶嵌位置，镶爪边上和镶嵌底座，因为在浇铸完成后，这些部位很难清洁。蜡镶的辅助工具主要有真空镊子，尖头镊子，细圆头刮铲，尖头刮铲，蜡镶电笔，加热刮铲的酒精灯或本生灯。

宝石蜡镶时，可由真空镊子夹起宝石，稍用力将起推进镶嵌位置。在这一步，就可以体现出所选用的蜡的类型的重要性了，如果合适，宝石就会进入到相应的镶嵌位置。如果宝石尺寸较大，则要用到手持镊子，并且用尖头刮铲做辅助，镶嵌时，将预热的蜡镶笔碰触宝石，使宝石受热，并稍微软化蜡，这样镶嵌宝石就容易多了。

某些宝石槽镶的首饰设计样式能采用模镶工艺。即先把宝石镶嵌在原型上，这样翻制硅橡胶模后，就在里边留下了宝石镶嵌的凹槽和注蜡空间，之后便将宝石镶嵌到型腔并注蜡。但是，模镶时，宝石镶嵌困难，并且所得铸件的飞边问题较常见。因此该工艺并不受青睐。

蜡镶长阶梯型宝石时，要注意宝石间的间隔。为了避免所镶嵌的宝石相互碰触，宝石间要预留一定的间隔，否则将会导致宝石碎裂。并且在浇铸过程中，金属浇铸液在凝固过程中会收缩，从而对槽镶的宝石构成一定的压力，因此，如果宝石间没有一定的空间，那么在金属浇铸液凝固过程中，宝石就会被压碎。可用一把感应装置来测量间隔，根据宝石大小和镶嵌数目，所测的读数在应该落在“0.001~0.005之间。

在种蜡树前，必须认真检查蜡模。有需要的话，可能需要对宝石的排列和镶嵌情况做些微调。检查宝石的桌面高度，需要时用蜡镶笔进行调整。毕竟，对蜡模做调整比对铸件做调整要容易得多。

蜡模应该镶到蜡树上，而不是浇道基部。蜡树大小尺寸取决于所采用的焙烧温度，钢铃温度和浇铸程序。如果采取真空浇铸工艺，那么6英寸的钢铃适合较低温浇铸条件，而1英寸高的钢铃则适合专门倒模材料在较高温条件下进行浇铸。如果采取离心浇铸的方式，那么标准钢铃可同时满足较高温或较低温的浇铸条件。注意在浇道底部和第一行的蜡模之间留开一个英寸的间距，不要把蜡模接在这些位置，以避开蜡树上收缩问题的多发区域。

倒模要按照倒模材料供应商所提供的说明书进行。如果选用蜡镶专用倒模材料，倒模之前一定要仔细阅读理解并按照说明书上的指示来进行，因为各个供应商的搅拌指示可能有所不同。

抽真空时，确保时间足够长，能把气泡除干净，否则浇铸后，在宝石下方或周围就会出现难以清除的金属瘤状物。并且在搅拌时，可以往倒模材料所成浆液里边滴几滴餐具洗涤剂，增加浆液润湿性，这样有助于释放浆液中的气泡。

倒模后，静置钢铃1~1.5个小时，如果采用蒸汽蒸蜡的方式，则要相应地延长石膏模的凝结时间到2个小时，否则在蒸蜡过程中由于石膏模不完全凝结，在水和作用下，石膏模会裂开。

蒸汽蒸蜡的这种除蜡方式对宝石有一定的好处，因为温度较低，但同时又能把蜡除干净。在进炉前，确保钢铃置放时间已经有两小时，并且要先把炉子预热好。 蒸蜡时间最长不要超过一个小时，时间一到，立刻转移钢铃到已经预热的焙烧炉，保持焙烧温度在275℉~300℉。如果蒸蜡时间过长，则会导致最终铸件产生水纹或者使石膏模裂开。要注意的是，一旦开始蒸蜡，就不能降温让钢铃遇冷。

此外，要做好焙烧炉的校正工作。如果焙烧炉的温度读数与实际有偏差，那么在实际温度过热的情况下，就有可能烧毁宝石或者使宝石变色。还要特别注意焙烧炉内的热区，热区往往会导致钢铃受热不均。
在焙烧炉方面，要有足够的进气口和排气口。焙烧炉底部要有进气凹槽，如果没有，则要用制备耐热陶瓷支架，垫高钢铃，让外面空气进入主浇道区域。

就焙烧工艺而言，根据倒模材料的不同，主要有两种。采用常规倒模材料的，则在较低温焙烧条件下即可完成焙烧；采用专门倒模材料或添加添加剂的，则需较高温焙烧。大多数珠宝生产商为了保护宝石不受高温伤害，现在多采用后者。

常规倒模材料的焙烧周期：
蒸汽脱蜡：1小时
300℉，2小时
500℉，2小时
750℉~800℉，10小时，不要超过850℉
浇铸后不要进行炸水处理
钢铃放置2~3小时后再拆模

SRS和Ransom￥Randolph两家倒模材料生产商都有供应蜡镶宝石首饰铸造用的专门倒模材料。以下是两个供应商各自的倒模材料焙烧周期指示：
SRS倒模材料焙烧周期指示：
凝结时间：2-3小时
蒸汽脱蜡：45分钟-1个小时
356℉，3小时
428℉，3小时
707℉，3小时
1022℉，2小时
1166℉，6-9小时
浇铸后不要进行炸水处理
空气中放置，待冷却到室温

R&R倒模材料焙烧指示：
凝结时间：2小时
蒸汽脱蜡：不限
302℉，4小时
707℉，2小时
1247℉，3小时
铸温保持3小时

根据所镶嵌宝石的种类和质量，可以适当地调整焙烧周期浇铸完成后，不要冷激钢铃，应置放于空气中，缓慢冷却至室温。

记得要认真向倒模材料供应商了解更多信息，因为不同的供应商可能推出了新配方或者各种添加到常规倒模材料保护宝石免受高温伤害的添加剂。一定要严格按照搅拌和焙烧指示来正确使倒模材料。

主要的倒模材料添加成分是硼酸，但是使用硼酸的一个缺点就是它缩短了凝结时间，只有5~6分钟左右，并且焙烧后，石膏模变得非常硬。添加剂如下：

1. 每一千克倒模材料添加：
2. 20~30克硼酸粉末
3. 420~450ML水（有些生厂商更喜欢用去离子水）

或者每一千克的倒模材料添加：

1. 28.5克硼酸粉末
2. 1.5克10摩尔的硼砂粉末
3. 450ML水（有些生产商更喜欢用去离子水）

准确称取和量取所有用到的材料。加热水至沸腾，并加入硼酸或者硼酸和硼砂，加入时注意搅拌，使硼酸和硼砂完全溶解，之后静置待其冷却至室温，再在其中加入倒模材料，进行常规搅拌即可。做这些时，动作要快，因为石膏粉浆液的凝结时间在5-6分钟左右，也正是因为凝结时间较短，有些步骤的时间也要相应地缩短。静置钢铃2个小时左右再进行脱蜡处理。采用蒸汽脱蜡较好。在蒸蜡升温过程中，建议升温速度不要太快，并且蒸蜡前先预热蒸蜡机，使温度在275℉~300℉之间。最高焙烧温度介于1050℉~1100℉之间，并保温6个小时。浇铸完成后，不要迅速冷却钢铃，空气中放置2~3小时后再拆模。但是石膏模往往会较硬，不容易拆模。

如果所镶嵌的宝石质量勉强合格，含有一定的杂质，那么在焙烧时，注意温度不要太高。建议蜡镶最好还是选用质量好的宝石。 通常，蜡镶的焙烧没有标准焙烧进行得那么完全。根据经验，由于蜡模焙烧不完全而残余的碳会造成后面铸件产生缺陷。但是，如果选用专门的倒模材料或在倒模材料里边添加辅助成分，则可以改善浇铸结果。

选用优质方晶锆石如Swarogem方晶锆石，采用普通倒模材料，在接近常规的焙烧温度条件下进行操作，不会对宝石造成任何伤害。浇铸完成后，不要迅速冷却宝石，先放置2~3小时再拆模。最好先做几批预备试验，以确定宝石在现有条件下的忍受能力。可以采用真空浇铸或者离心浇铸的方式。真空浇铸更受欢迎，因为该浇铸方式不易发生紊流浇铸，而紊流会导致宝石松动。然而，离心浇铸也有非常成功的例子。所浇铸的贵金属材料中，做的最成功的主要8~14克拉的黄金和纯银。

现代化浇铸设备有精确的温度控制和很强的抽真空能力，同时由于这些精良的装备，蜡镶宝石的首饰铸造取得了巨大成功。现在已有非常先进的浇铸设备，有些甚至集高压和真空浇铸于一身，能实现在较低温条件下顺利进行浇铸。

选用United VHF合金材料，进行蜡镶宝石的首饰铸造，可得到优质铸件，这是因为该金属浇铸液的良好流动性和较低温浇铸条件。VHF合金有5种受欢迎的黄色可供选择；同样地，共脱氧纯银合金也可获得良好浇铸效果，所得铸件白净无氧化皮。

采用镍白黄金金属材料进行蜡镶宝石的首饰铸造，则会出现较多问题，这是因为铸温较高以及该金属浇铸液凝结速度较快。并且该金属材料跟低温焙烧不完全的残余蜡会发生剧烈反应，最终导致铸件产生砂眼。此外，由于该金属浇铸液的冷却速度较快，铸件上的缩孔问题较常见。再者，由于浇铸后缓慢冷却时间较长，铸件在500℉~800℉这一温度范围的时间被拉长，使铸件被迫发生热处理效应，因此使所得铸件的硬度增加。降低镍的含量，可以相对改善情况，只不过会有淡黄色晕。

种蜡树时，尺寸小一些，有助于提高成功率。选用该贵金属铸造首饰时，如果采用槽镶方晶锆石的蜡镶方式，偶尔会发生碎石事件，但是其他宝石却不会这样，这可能是与白黄金的硬度以及相对较快的凝结收缩有关。关于该合金的相关信息，请向United 的销售代表了解更多，并听取他们的建议。

8KT~14KT的黄金，绿金，红金，玫瑰金和白金等贵金属都已经成功用于批量生产蜡镶宝石首饰。18KT的黄金，绿金和白金也已经成功用于蜡镶宝石的首饰铸造。但是由于金的含量较高，凝结速度较快，蜡树就要小一些。此外，不要选用18KT的玫瑰金和红金进行浇铸，否则会由于冷却时间太长而导致铸件开裂和加剧宝石易碎性。20KT-22KT的黄金也已经有用于蜡镶宝石的首饰铸造，关于铸造方式，离心铸造比真空铸造更适合克拉数较高的贵金属铸造，成功率也更高，因为真空铸造的钢铃温度对宝石来说太高了，承受不住，而离心浇铸的钢铃温度相对较低，与宝石的热承受能力相符。

纯银非常适合蜡镶宝石的首饰铸造，一般地，用于打造蜡镶方晶锆石或其他较低廉的人造宝石首饰。另外，选用脱氧纯银合金这种贵金属铸造时，可大大降低铸件砂眼的发生，并且没有灼烧痕迹。

浇铸后，将钢铃置放在空气中，使其缓慢冷却，注意不能迅速冷却钢铃，否则宝石在瞬间骤冷的情况下，会发生崩裂，大多数铸造商都会选择将钢铃静置在空气中2~3个小时再拆模。 拆模时，另外准备一个容器用于接收可能脱落的宝石，因为有些宝石可能在倒模或者铸造过程中被弄松了。

经新配方研制出来的倒模石膏粉可能较标准石膏粉更难拆模。拆模时，需要用到锤子，同时高压水枪对清洗铸件上附着的石膏粉也非常有用。此外，一些化学试剂也可用于清洁残余石膏粉，并且现在还有人用超声波来清洗。但是，不能用盐酸来清洗18KT以下的金合金。所以先查明宝石对清洗所选用化学试剂的忍受能力，之后再操作。

磁性顶针滚筒抛光工具能在铸件难以作用的部位进行抛光，非常有用。如有使用氰化物进行处理，要非常小心，因为该处理可能会腐蚀脆弱的镶爪部位，导致宝石松动。在进行磨光处理之前，要认真检查铸件，考察宝石的排列是否端正和有松动现象。如有宝石遗失，检查拆模时接收宝石用的容器，回收遗落的宝石。
铸件磨光处理时要非常小心。先了解清楚所选用磨光介质，保证其不会刮伤铸件，留下伤痕。磨光时，注意镶爪部位，不要磨蚀镶爪。

加工镶有宝石的首饰时，所得贵金属碎屑要与常规首饰铸件的贵金属碎屑分开，这是因为蜡镶宝石的首饰铸造所需焙烧温度较低，贵金属在空气中被污染的速度较快，因此比常规铸件的金属碎屑进行加工处理的时间要更早，不能久放。

随着新材料，新设备的出现，蜡镶及其首饰铸造技术的发展可谓日新月异。在行业刊物上可见到非常优质的相关文章，同时在行业展销会上也出现有相关主题的各种讲座，此外在Santa Fe研讨会上也接触过几篇关于蜡镶铸造技术的论文。总之，每一年出现的相关信息越来越多了。