蜡镶（隐形镶法）宝石的首饰铸造

作者：Hubert Schuster博士
Hubert Schuster博士任职于意大利维琴察HUBERTSCHUSTER Creazzo 珠宝技术研究院

摘要
总的来说，宝石蜡镶已为世人所知，对这一工艺的生产实践也已多年。近年来，由于该工艺合于经济原则并随着工艺水平的提高，蜡镶技术取得了长足进步，并且日益受到重视。
发展隐形镶法的蜡镶工艺主要是为了满足大力削减镶嵌人造宝石和方晶锆石高额费用的需要。事实上，由于这些宝石的形状是规则的，因此非常适合隐形蜡镶。

关键词
隐形镶法，方晶锆石，钻石，红宝石，刚玉，人造宝石，公主琢型，耐受，贵金属压力，净度，方形，矩形，六角形，星形，锐角，凹槽，腰围，宝石镶嵌开槽机，制蜡模，模型，原型，原型快速成型，Cad/Cam，制金属膜，几何形，车床，铣床，网架，平板和线材，硅橡胶模，硅，生橡胶，橡胶硫化，收缩，室温硫化，空隙，注蜡，塑料，可塑性强的蜡，特殊工具，放置宝石，液态蜡和膏状蜡，小空位，放大镜，肉眼，嵌入，液体添加剂，包埋，特殊围模材料，搅拌指示，硼酸，蒸汽脱蜡，焙烧炉，焙烧周期，焙烧时间，铸温，合金，脱氧剂，离心，吸铸/压力浇铸，金属融化，钯金合金，缓慢冷却，热击，钢铃冷却时间，抛光，自动化系统，介质，复合物。

前言
多年来，我一直致力于研究如何优化和规范首饰铸造工艺，特别是在失蜡铸造领域。

取得骄人成绩的主要有以下技术工艺：
制备蜡模，树脂模和其他材料的制模工艺；铸造精细工饰品和其他超薄铸件的工艺；
铸造链状饰品或有连接部的铸件；
双金属首饰铸造，比如钯金合金，钯黄金合金，钯银合金；
钯金首饰铸造和加工工艺；
蜡镶技术：钻石，红宝石，刚玉，石榴石，人造宝石，方晶锆石，钯白金合金首饰的祖母绿宝石
为了降低用隐形镶嵌法蜡镶方晶锆石和人造宝石的成本，我试图寻找一种能取代费用高昂的手工镶嵌方式，当然，该工艺也非常适合钻石，红宝石，和天然刚玉的镶嵌。
该研究项目得到了Swarogem Austria公司的支持，他们还为一些试验的开展提供了宝石。同时，所研发的工艺还推广到意大利，土耳其，泰国，印尼和美国的一些公司，并且都获得了成功。

蜡镶的隐形镶法有以下优势：

1. 与手工直接镶嵌相比，该工艺简单易学，耗时少，比如，前者镶嵌30粒宝石大概需要6小时，而蜡镶只需20分钟。
2. 能使宝石镶嵌更牢固，同时大大降低了宝石碎裂和脱落遗失的风险。
3. 一般浇铸设备即可满足其浇铸要求，只需添置一些特定工具和设备，这些也并不贵。
4. 公主琢型钻石，红宝石，刚玉，方晶锆石以及人造宝石皆可采用该工艺，并且可选用红金，白金和黄金贵金属。
5. 进行技术讲解和从工艺体系的建立到运转不需要很长时间，几天即可。

工艺流程
选择合适宝石

宝石无疑是用于该工艺的最佳选择，因其承受金属压力的能力最强；选用红宝石和刚玉问题也不大，只要保证一定的净度和具规则的切割形状就行。但是方晶锆石，石榴石和碧玺很脆弱，要慎重考虑。

合适的车工方式
方形和公主型车工方式使用最广，也最合适，此外，矩形和六边形也可选用。

• 为了提高宝石对金属作用力的耐受能力，可以采用以下几种方式处理锐角部分。

• 采用隐形镶法时，必须在宝石腰围下面开出细小凹槽。要开好槽，需要有丰富的经验和准备特定开槽机。

该开槽机可在钻石和不同形状的彩色宝石开出槽道，比如公主琢型，长阶梯型，六边形等形状。

以下是开槽出现的几种常见情况：

宝石镶嵌后的网架横切面

原型制备
制备原型有不同方法

• 蜡制原型

对于不具有采用CAD/CAM快速成型法来制备原型能力的，可以利用简单的台式设备，通过手工来制备，但是要求操作熟练，精确到位。

• 金属原型

该工艺尤其适合用于制备非常严格的几何形状的原型，其中要用到车床或铣床，承托宝石的网架用铣床或直接用平板和金属线来辅助完成。

• 快速成型

在Bud. Krahn编著的1998年版本里边的第447页，图文并茂地阐述了原型铸造的各种方法。由于快速成型法的高精度，无疑是各种原型铸造方法里边最合适的了，但是成本投入很高。

网架是原型最脆弱的部分，该网架的各具体标准如下图所示：

硅橡胶模
如果使用硅橡胶或天然橡胶进行热硫化，考虑到收缩因素，模型的实际尺寸要比理论尺寸预大5%左右。
但是如果是采用硫化硅橡胶，就没有必要预大尺寸，比如Rio Grand 出产的橡胶系列产品“Dito TM
模具复合物”。
为了制备完好蜡模，关键是要在橡胶模具里边沿着网架的位置刻出透气缝隙。 

 注蜡
建议使用弹性和柔韧性佳的蜡片，并且最好用蓝色的，比如 “Plast-O-Wax”, “Flexiplast”, “Magnaject”, “SRS 866 蓝蜡” 或者相类似的其他。
彻底检查蜡模并修复，如果有必要，还要进行清洁。

蜡镶宝石
蜡镶要用特定工具进行，比如VACU-SET，快速镶嵌宝石到正确位置，并且不要留有任何损伤和刮痕。

在宝石镶嵌前，在槽道里边先装满液态或糊状蜡，比如用 “Disclosing Wax”。
当镶嵌比较脆弱的宝石如方晶锆石，石榴石，碧玺等时，宝石间要保留一定的小缝隙，这样可以避免在浇铸时宝石破裂。然而，钻石，红宝石和刚玉质地较硬，排列时可以靠得紧一些。所留缝隙用放大镜能看到就行了，要小于肉眼能观察的范围（大约0.05cm）。

倒模
浇铸时，要在钻石表面涂上一层液态材料，像 “Pro-Tech：D或者在蜡树周围填埋包模材料比如“SRS 蜡镶用石膏粉”。另外一点就是一定要严格按照厂家所提供的操作指南来进行。
对于红宝石，刚玉，石榴石，碧玺等宝石，关键不在于辅助材料或者特殊的包模材料的选用，虽然这对提高铸件的品质有好处。
在铸造方晶锆石首饰时，不建议选用含有硼酸的特殊材料。

脱蜡
建议采用蒸汽脱蜡的方式。

焙烧周期

1. 钻石和祖母绿
   • 最高焙烧温度=630℃保温6小时
   • 金属浇铸温度=480℃~530℃
2. 方晶锆石，红宝石，刚玉，石榴石和人造宝石
   • 最高焙烧温度=680℃保温5小时
   • 金属浇铸温度=550℃~660℃

金属熔融和浇铸方式
离心浇铸或吸铸、压力浇铸工艺都可以熔融金属，如果要浇铸钯白金，建议使用真空离心浇铸方式并准确测量金属液温度。优秀铸造厂家能铸造出品质更优，更稳定的铸件产品。浇铸完成后，缓慢冷却钢铃放置，防止骤冷而毁灭宝石。
 

宝石抛光
可通过传统手工或机械抛光方式对铸件进行抛光，只要抛光剂和其他添加成分适合宝石的硬度。

采用隐形镶法所得的树状金铸件，抛光后的戒指和手镯

致谢
Swarogem Austria for its economic support and for supplying the stones;
Equipe Traduzioni for their translation from Italian to English
Mr. Jamey Seiverling for his external technical collaboration
Mr. Marco Raselli for his external technical collaboration
Mr. Max Nart for his internal technical assistance;
My daughters Nathalie and Emily for their motivation.

展望

• 以铂金，不锈钢和钛合金为贵金属进行蜡像铸造
• 常温注蜡
• 开发其他倒模材料和工艺，进行铂金和钛合金的蜡镶首饰铸造
• 开发蓝金和蓝银贵金属
• 其他方面