CN110403310A - 一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法，所述方法包括以下步骤：(1)将人造宝石和干燥后的金属基底粉末材料，定位后压实，得到镶嵌宝石的金属粉末坯件；(2)将压实后的坯件装配在上纸垫片和下纸垫片间的桶杯内，装配模具组件，然后连接在真空等离子烧结炉的下电极和上电极之间；(3)在真空度4～7Pa、坯件承受的压强为28‑35Mpa状态下进行加压烧结，烧结温度为730‑800℃，得到成型的饰品坯件；(4)将烧结后成型的饰品坯件进行后处理本发明是一种在金属工艺饰品上镶嵌人造宝石的技术，该技术制作的镶嵌工艺饰品具有对金属基底材料、人造宝石材料和形状适应范围广，操作简便，镶嵌牢固，生产效率高，生产成本低等优点。

Description

一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法

技术领域

本发明涉及珠宝首饰制作技术领域，具体涉及一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法。

背景技术

在金属工艺饰品上镶嵌宝石主要有两类方法，一类是采用胶水粘接的方式将宝石固定，这类方法需要先制作出能安放宝石的镶口座，然后将宝石粘在镶口座内，存在粘接强度差、宝石容易脱落的问题；另一类方法是利用金属基底的机械力将宝石抓牢固定，这是目前首饰制作中应用最广泛的方法，可以获得较好的装饰效果，但是它需要先制作镶口，然后再利用手工操作对金属基底进行加工，通过铲钉、钳爪、逼打金属边等方式将宝石嵌牢，这种方法存在以下不足：一是需要先制作适合宝石的镶口，即使对于宝石规格固定的批量产品而言，也需要先将镶口制作出来，然后才能镶嵌，而对于规格不一致的异形宝石，每颗宝石均需要合镶的镶口，镶口制作就变成了非常繁重而成本高的工作；二是镶嵌时只能通过手工操作，效率低，生产成本高，存在将宝石敲崩甚至碎裂的风险；三是对金属基底材料的适用范围较窄，材料太软时对宝石的固定作用弱，存在掉石的风险；而材料太硬时又难以将其嵌牢在宝石上，尤其是当材料属于脆性材料时，是不能使金属变形来镶嵌宝石的，只能采用粘石的办法。因此，现有方法中镶嵌宝石的方法存在许多不足，特别是对于异形人造宝石的镶嵌，效率低、成本高、操作难度大、对基底材料的适应范围窄等问题更为突出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将人造宝石布置到模具组件的桶杯腔内的下压头上并定位，向模具组件的桶杯腔内定量加入干燥后的金属基底粉末材料，装入上压头，在压力为9-12Mpa下压实，得到镶嵌宝石的金属坯件；所述模具组件由上至下包括可以拆装组合的上薄垫板、上阶梯垫块、上压头、上纸垫片、桶杯、下纸垫片、下压头、下阶梯垫块、下薄垫板，所述模具组件具有盲孔，所述桶杯上下两端贯通；

(2)将压实后的坯件装配在上纸垫片和下纸垫片间的桶杯内，并如步骤(1)所述的顺序装配模具组件，然后连接在真空等离子烧结炉的下电极和上电极之间；

(3)在真空度4-7Pa、坯件承受的压强为28-35Mpa状态下进行加压烧结，烧结温度为730-800℃，得到成型的饰品坯件；

(4)将烧结后成型的饰品坯件进行后处理并与配件组装后得到镶嵌人造宝石的金属工艺饰品。

优选地，所述模具组件由抗压强度为50Mpa以上的高纯石墨制备。

所述高纯石墨制备的模具组件能导电，能承受烧结过程中的高温及热冲击，能承受加压烧结时的压力及工件受热膨胀，能在烧结后顺利取出工件。

所述盲孔用于热电偶测温、控温。

优选地，步骤(3)中加压烧结的时间为1-3min。

优选地，所述金属基底粉末材料的粒度为300-400目，干燥的温度50-70℃。

优选地，所述上薄垫板、下薄垫板的形状为扁平圆柱体，所述上阶梯垫块、下阶梯垫块呈台阶状，包括若干级台阶，每级台阶为直径不同的扁平圆柱体，上阶梯垫块、下阶梯垫块由若干直径不同的扁平圆柱体按直径大小顺序同轴排列一体成型，在组装模具组件时，所述阶梯垫块直径较小的一端与压头接触，阶梯垫块直径较大的一端与薄垫板接触。

优选地，步骤(1)中所述人造宝石与金属基底粉末材料表面以平面方式接触、所述人造宝石与金属基底粉末材料表面以人造宝石不规则的轮廓表面接触或者所述人造宝石少部分嵌入金属基底粉末材料，其余部分凸显在金属外部。

优选地，所述人造宝石的其余部分以半球面、蛋面、圆锥面、棱锥面、棱台面凸显在金属外部。

优选地，所述盲孔设置在桶杯外壁的中间位置，盲孔用于插入测温热电偶，孔径1.5-2.5mm，深度4-6mm，在所述盲孔逆时针旋转90°的位置设置一个用于红外线探温的定位孔；所述桶杯内壁形状为圆形、方形、椭圆形或者梅花形，所述上压头、下压头、上纸垫片、下纸垫片的形状与桶杯内壁形状一致，所述上压头、下压头与胚料接触的面为平面或者曲面。

优选地，所述上阶梯垫块与下阶梯垫块的每级台阶的外径按照20％-40％的比例递减。

将上阶梯垫块与下阶梯垫块设置为台阶状，便于在坯件形成电流集中效应，提高焊接效率。

优选地，所述人造宝石材料选自合成马克赛石、人造水晶、合成立方氧化锆、人造玉石、玻璃或者纳米陶瓷。

优选地，步骤(1)中定位人造宝石与金属基底粉末材料的方式为在下压头上粘接人造宝石或者在下压头制作定位坑。

优选的，定位时宝石边缘距离模具组件桶杯内壁至少1.5mm。

更优选地，步骤(1)中压实的保压时间为60-90秒，在得到镶嵌人造宝石的金属坯件后取出上压头，并在坯件顶面放置上石墨纸垫片，然后再压实。

本发明还提供一种上述任一所述镶嵌人造宝石的金属工艺饰品制作的方法制备得到的镶嵌人造宝石的金属工艺饰品。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种在金属工艺饰品上镶嵌人造宝石的技术，该技术制作的镶嵌工艺饰品具有对金属基底材料、人造宝石材料和形状适应范围广，操作简便，镶嵌牢固，生产效率高，生产成本低等优点，制备得到镶嵌人造宝石的金属工艺饰品性价比高，美观。

附图说明

图1为本发明实施例的模具装配压实的示意图；

图2为本发明实施例制备得到的镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的示意图。

图3为本发明实施例制备得到的镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的示意图。

图4为本发明实施例制备得到的镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的示意图。

其中，1、上薄垫板，2、上阶梯垫块，3、上压头，4、桶杯，5、上纸垫片，6、胚件，7、盲孔，8、下纸垫片、9、下压头，10、下阶梯垫块，11、下薄垫板，12、吊圈，13、不锈钢，14、精密陶瓷，15、吊圈，16、黄铜，17、心形锆石，18、星形锆石，19、青铜，20、马克赛石。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

作为本发明实施例的一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选择316L不锈钢粉末作为金属基底材料，粉末粒度为350目，在烘箱内烘烤1.5小时，温度为60℃；

(2)在下压头面上放置下石墨纸，在下石墨纸上粘贴双面胶，将短圆柱形精密陶瓷排布粘贴在双面胶上，宝石边缘距离模腔内壁2mm，向模具组件的桶杯腔内定量加入干燥后的金属基底粉末材料，装入上压头，在压力为10Mpa下压实，保压时间为70秒，得到镶嵌精密陶瓷的金属粉末坯件，然后取出上压头，并在坯件顶面放置上石墨纸垫片，然后再压实；所述模具组件由上至下包括可以拆装组合的上薄垫板、上阶梯垫块、上压头、上纸垫片、桶杯、下纸垫片、下压头、下阶梯垫块、下薄垫板，所述模具组件具有盲孔，所述盲孔设置在桶杯外壁的中间位置，盲孔用于插入测温热电偶，孔径2mm，深度5mm，在所述盲孔逆时针旋转90°的位置设置一个用于红外线探温的定位孔，精密陶瓷以平面方式与金属表面持平，与金属面接触的轮廓形状是圆形；抗压强度在60Mpa的高纯石墨作为模具组件材料；所述桶杯上下两端贯通，所述上薄垫板、下薄垫板的形状为扁平圆柱体，所述上阶梯垫块、下阶梯垫块呈台阶状，包括若干级台阶，每级台阶为直径不同的扁平圆柱体，上阶梯垫块、下阶梯垫块由若干直径不同的扁平圆柱体按直径大小顺序同轴排列一体成型，在组装模具组件时，所述阶梯垫块直径较小的一端与压头接触，阶梯垫块直径较大的一端与薄垫板接触，上阶梯垫块与下阶梯垫块的每级台阶的外径按照25-30％的比例递减；

(3)在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下薄垫板、下阶梯垫块，将预压好的坯件连同桶杯、上压头、下压头放在下阶梯垫块上，在上压头上放置上阶梯垫块和上薄垫板，升高下电极直至上阶梯垫块和上薄垫板接触到上电极座并产生压力，将热电偶插入桶杯的小孔内；

(4)模具组装完成，抽真空到5Pa，升高下电极通过上下压头对坯件进行加压，使坯件承受的压强设置为30Mpa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为800℃，保温时间为2min；

(5)对烧结后的坯件进行打磨，在侧壁激光焊接吊圈，经抛光后，即得到不锈钢镶嵌精密陶瓷的吊坠。

本实施例制备的不锈钢镶嵌精密陶瓷吊坠见图2。

实施例2

作为本发明实施例的一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选择H62黄铜粉末作为金属基底材料，粉末粒度为400目，使用前在烘箱内烘烤2小时，温度为50℃；

(2)将心形和星形合成立方氧化锆(锆石)的半球部分放入石墨模具组件的定位坑内，宝石边缘距离模腔内壁5mm，向模具组件的桶杯腔内加入干燥后的金属基底粉末材料，装入上压头，在压力为9Mpa下压实，保压时间为90秒，得到镶嵌人造宝石的金属坯件，然后取出上压头，并在坯件顶面放置上石墨纸垫片，然后再压实；所述模具组件由上至下包括可以拆装组合的上薄垫板、上阶梯垫块、上压头、上纸垫片、桶杯、下纸垫片、下压头、下阶梯垫块、下薄垫板，所述模具组件具有盲孔，所述盲孔设置在桶杯外壁的中间位置，盲孔用于插入测温热电偶，孔径2.5mm，深度4mm，在所述盲孔逆时针旋转90°的位置设置一个用于红外线探温的定位孔，氧化锆宝石以部分嵌入金属内部，部分以半球面形式凸显在金属外部；抗压强度在50Mpa的高纯石墨作为模具组件材料；所述桶杯上下两端贯通，所述上薄垫板、下薄垫板的形状为扁平圆柱体，所述上阶梯垫块、下阶梯垫块呈台阶状，包括若干级台阶，每级台阶为直径不同的扁平圆柱体，上阶梯垫块、下阶梯垫块由若干直径不同的扁平圆柱体按直径大小顺序同轴排列一体成型，在组装模具组件时，所述阶梯垫块直径较小的一端与压头接触，阶梯垫块直径较大的一端与薄垫板接触，上阶梯垫块与下阶梯垫块的每级台阶的外径按照20-30％的比例递减；

(3)在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下薄垫板、下阶梯垫块，将预压好的坯件连同桶杯、上压头、下压头放在下阶梯垫块上，在上压头上放置上阶梯垫块和上薄垫板，升高下电极直至上阶梯垫块和上薄垫板接触到上电极座并产生压力，将热电偶插入桶杯的小孔内；

(4)模具组装完成，抽真空到7Pa，升高下电极通过上下压头对坯件进行加压，使坯件承受的压强设置为28Mpa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为730℃，保温时间为3min；

(5)对烧结后的坯件进行打磨、抛光后，打孔装配吊圈，即得到黄铜镶嵌合成立方氧化锆的圆盘。

本实施例制备的黄铜镶嵌合成立方氧化锆吊坠见图3。

实施例3

作为本发明实施例的一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选择青铜粉末作为金属基底材料，粉末粒度为300目，使用前在烘箱内烘烤1小时，温度为70℃；

(2)在下压头面上设置若干个棱锥形定位坑，将马克赛石的棱锥形尖角放入定位坑内，滴502胶水粘牢，马克赛石的底面高出下压头面1mm，马克赛石边缘距离模腔内壁3mm，向模具组件的桶杯腔内加入干燥后的金属基底粉末材料，装入上压头，在压力为12Mpa下压实，保压时间为60秒，得到镶嵌人造宝石的金属坯件，然后取出上压头，并在坯件顶面放置上石墨纸垫片，然后再压实；所述模具组件由上至下包括可以拆装组合的上薄垫板、上阶梯垫块、上压头、上纸垫片、桶杯、下纸垫片、下压头、下阶梯垫块、下薄垫板，所述模具组件具有盲孔，所述盲孔设置在桶杯外壁的中间位置，盲孔用于插入测温热电偶，孔径1.5mm，深度7mm，在所述盲孔逆时针旋转90°的位置设置一个用于红外线探温的定位孔，马克赛石以平面方式与金属表面持平，与金属面接触的轮廓形状是五角星形；抗压强度在70Mpa的高纯石墨作为模具组件材料；所述桶杯上下两端贯通，所述上薄垫板、下薄垫板的形状为扁平圆柱体，所述上阶梯垫块、下阶梯垫块呈台阶状，包括若干级台阶，每级台阶为直径不同的扁平圆柱体，上阶梯垫块、下阶梯垫块由若干直径不同的扁平圆柱体按直径大小顺序同轴排列一体成型，在组装模具组件时，所述阶梯垫块直径较小的一端与压头接触，阶梯垫块直径较大的一端与薄垫板接触，上阶梯垫块与下阶梯垫块的每级台阶的外径按照30-40％的比例递减；

(3)在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下薄垫板、下阶梯垫块，将预压好的坯件连同桶杯、上压头、下压头放在下阶梯垫块上，在上压头上放置上阶梯垫块和上薄垫板，升高下电极直至上阶梯垫块和上薄垫板接触到上电极座并产生压力，将热电偶插入桶杯的小孔内；

(4)模具组装完成，抽真空到4Pa，升高下电极通过上下压头对坯件进行加压，使坯件承受的压强设置为32Mpa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为750℃，保温时间为1min；

(5)对烧结后的坯件进行打磨、抛光、电镀后，即得到镶嵌马克赛石的青铜摆件。

本实施例制备的青铜镶嵌马克赛石摆件见图4。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种镶嵌人造宝石的金属工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将人造宝石布置到模具组件的桶杯腔内的下压头上并定位，向模具组件的桶杯腔内定量加入干燥后的金属基底粉末材料，装入上压头，在压力为9-12Mpa下压实，得到镶嵌宝石的金属坯件；所述模具组件由上至下包括可以拆装组合的上薄垫板、上阶梯垫块、上压头、上纸垫片、桶杯、下纸垫片、下压头、下阶梯垫块、下薄垫板，所述模具组件具有盲孔，所述桶杯上下两端贯通；

(2)将压实后的坯件装配在上纸垫片和下纸垫片间的桶杯内，并如步骤(1)所述的顺序装配模具组件，然后连接在真空等离子烧结炉的下电极和上电极之间；

(3)在真空度4-7Pa、坯件承受的压强为28-35Mpa状态下进行加压烧结，烧结温度为730-800℃，得到成型的饰品坯件；

(4)将烧结后成型的饰品坯件进行后处理并与配件组装后得到镶嵌人造宝石的金属工艺饰品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模具组件由抗压强度为50Mpa以上的高纯石墨制备，步骤(3)中加压烧结的时间为1-3min。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上薄垫板、下薄垫板的形状为扁平圆柱体，所述上阶梯垫块、下阶梯垫块呈台阶状，包括若干级台阶，每级台阶为直径不同的扁平圆柱体，上阶梯垫块、下阶梯垫块由若干直径不同的扁平圆柱体按直径大小顺序同轴排列一体成型，在组装模具组件时，所述阶梯垫块直径较小的一端与压头接触，阶梯垫块直径较大的一端与薄垫板接触。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属基底粉末材料的粒度为300-400目，干燥的温度50-70℃。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述人造宝石与金属基底粉末材料表面以平面方式接触、所述人造宝石与金属基底粉末材料表面以人造宝石不规则的轮廓表面接触或者所述人造宝石少部分嵌入金属基底粉末材料，其余部分凸显在金属外部。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述盲孔设置在桶杯外壁的中间位置，盲孔用于插入测温热电偶，孔径1.5-2.5mm，深度4-6mm，在所述盲孔逆时针旋转90°的位置设置一个用于红外线探温的定位孔；所述桶杯内壁形状为圆形、方形、椭圆形或者梅花形，所述上压头、下压头、上纸垫片、下纸垫片的形状与桶杯内壁形状一致，所述上压头、下压头与胚料接触的面为平面或者曲面。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上阶梯垫块与下阶梯垫块的每级台阶的外径按照20％-40％的比例递减。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述人造宝石材料选自合成马克赛石、人造水晶、合成立方氧化锆、人造玉石、玻璃或者纳米陶瓷。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中定位人造宝石的方式为：在下压头上粘接人造宝石或者在下压头制作定位坑。

10.一种如权利要求1-9任一所述镶嵌人造宝石的金属工艺饰品制作的方法制备得到的镶嵌人造宝石的金属工艺饰品。