本发明涉及宝石制造术领域,具体涉及一种多彩宝石圆锥成型工艺。
背景技术:
现有人造宝石生产工艺主要的难点有两个,一个是生产工艺相对复杂,对宝石形状的控制比较麻烦,采用常规的熔体法、提拉法、导模法、助熔法等生产出的人造宝石的形状主要是圆柱形、梨型、圆台型、片状等,要想要其他形状比如圆锥形的人造宝石一般都需要进行后期打磨。二是现在的人造宝石主要是单色宝石,只有很少的厂家能够生产多彩宝石。多彩宝石即为变色宝石,也就是在日光和白炽光下产生明显不同的颜色。
中国专利文件20181040828.8公开了人造变色宝石及其制备方法,其主要目的是提供一种在不同光线下能呈现琥珀色、紫红色、祖母绿色三种颜色的人造宝石。但是由于其添加的致色剂的原因,因此,其未提供一种在不同光线下呈现粉红色、绿色、蓝绿色的人造宝石。
同时,现有的人造宝石工工艺流程对操作的要求很高,现在有仿造宝石的生产方法,主要将塑料注入模具成型而得到,工艺相对容易控制且简单,但是将其直接应用于人造宝石生产中却会出现问题,这是因为用模具去限制成型,人造宝石在结晶过程中,内应力无法得到很好消除,由于模具的外力限制作用,使得晶体生长过程中有各种晶体缺陷,得到的产品肉眼可见十分大量明显纹路,不透,产品无法被用作装饰的宝石。
中国专利文件201810434400.1公开了一种人造宝石制造方法及人造宝石,其工艺中采用的就是将熔体状态的预成料注入模具成型,但是其未解决宝石边缘被限制无法自由生成,导致内应力大,内部有大量纹路的问题,也可以理解为存在大量晶体间隙,导致通透度很差。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种人造宝石圆锥成型工艺,能够在不同光线下呈现粉色、绿色、蓝绿色,同时其直接用模具限制成型,工艺简单,并且克服了用模具成型将会导致的各项缺点。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种人造宝石圆锥成型工艺,包括以下步骤:
步骤1:将原料熔融混匀形成熔体,原料包括:20~40重量份的sio2、0.1~0.3重量份的cr2o3、0.2~0.5重量份的cepo4、0.1~0.4重量份的nd2o3、0.3~0.8重量份的la2o3、0.5~0.8重量份的cao,将原料放入坩埚在2600℃~2800℃熔炼至少2h;
步骤2:将熔体注入圆柱形模具,用盖封住模具开口,使得熔体自动降温实现玻璃化转变,在冷却过程中,圆柱形模具置于振动时效装置中持续共振,振动时效装置置于氩气气氛中;
步骤3:降温到1800℃左右时停止共振,取出模具,将模具保持在1800℃左右,压力在50~100mbar,3h;
步骤4:继续自然降温至常温,得到产品。
作为一种优选技术方案,上述步骤1中,30重量份的sio2、0.2重量份的cr2o3、0.4重量份的cepo4、0.3重量份的nd2o3、0.5重量份的la2o3、0.6重量份的cao。
本发明与现有技术相比,具有的有益效果为:
本发明中,cr2o3、cepo4、nd2o3、cao作为致色剂,使得宝石在不同的光线下能够呈现粉色、绿色和蓝绿色。
本发明中,在整个玻璃化过程中,保证持续不断的共振,使得在晶体生长过程中的内应力被不断抵消,同时相当于在晶体的生长过程中不断的施加外力来辅助la2o3进入晶间间隙中,对晶间间隙进行填充,从而解决直接用模具进行结晶过程中内应力大,内部有大量纹路缝隙,导致的通透度差的问题。
本发明中,在1800℃为玻璃化的温度,在这个温度下进行保持的目的是不产生温度梯度,保持温度的一致,来降低晶体缺陷产生的可能性。
本发明中,由于采用模具直接注入成型,因此还存在容易出现晶体体缺陷的问题,主要是体现在晶体的晶面中具有空洞,cao除了与上述三种原料配合起到致色剂的作用外,其还有的作用在于钙原子能够进入晶面中的空洞,并与其他的原子形成离子键,从而填充空洞,减少包裹体,使得成品肉眼看来杂质少。
具体实施方式
本发明公开了一种人造宝石圆锥成型工艺,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
实施例1
一种人造宝石圆锥成型工艺,包括以下步骤:
步骤1:将原料熔融混匀形成熔体,原料包括:20重量份的sio2、0.1重量份的cr2o3、0.2重量份的cepo4、0.1重量份的nd2o3、0.3重量份的la2o3、0.5重量份的cao,将原料放入坩埚在2600℃~2800℃熔炼至少2h;
步骤2:将熔体注入圆柱形模具,用盖封住模具开口,使得熔体自动降温实现玻璃化转变,在冷却过程中,圆柱形模具置于振动时效装置中持续共振,振动时效装置置于氩气气氛中;
步骤3:降温到1800℃左右时停止共振,取出模具,将模具保持在1800℃左右,压力在50~100mbar,3h;
步骤4:继续自然降温至常温,得到产品。
实施例2
一种人造宝石圆锥成型工艺,包括以下步骤:
步骤1:将原料熔融混匀形成熔体,原料包括:40重量份的sio2、0.3重量份的cr2o3、0.5重量份的cepo4、0.4重量份的nd2o3、0.8重量份的la2o3、0.8重量份的cao,将原料放入坩埚在2600℃~2800℃熔炼至少2h;
步骤2:将熔体注入圆柱形模具,用盖封住模具开口,使得熔体自动降温实现玻璃化转变,在冷却过程中,圆柱形模具置于振动时效装置中持续共振,振动时效装置置于氩气气氛中;
步骤3:降温到1800℃左右时停止共振,取出模具,将模具保持在1800℃左右,压力在50~100mbar,3h;
步骤4:继续自然降温至常温,得到产品。
实施例3
一种人造宝石圆锥成型工艺,包括以下步骤:
步骤1:将原料熔融混匀形成熔体,原料包括:30重量份的sio2、0.2重量份的cr2o3、0.4重量份的cepo4、0.3重量份的nd2o3、0.5重量份的la2o3、0.6重量份的cao,将原料放入坩埚在2600℃~2800℃熔炼至少2h;
步骤2:将熔体注入圆柱形模具,用盖封住模具开口,使得熔体自动降温实现玻璃化转变,在冷却过程中,圆柱形模具置于振动时效装置中持续共振,振动时效装置置于氩气气氛中;
步骤3:降温到1800℃左右时停止共振,取出模具,将模具保持在1800℃左右,压力在50~100mbar,3h;
步骤4:继续自然降温至常温,得到产品。
本发明中,在实施例1~实施例3得到的宝石产品透明度较高,肉眼看去杂质少,在不同光线下呈现粉色、绿色、蓝绿色三种颜色,具体的说,在日常光线下为绿色,在黄昏光线下为绿色,在夜晚黄色灯光下显蓝绿色。