一种再造琥珀的生产方法

摘要

一种再造琥珀的生产方法，包括以下步骤：采用分段加压方式，对原料进行加热压制；在保护气体及加压环境下，对压制后的琥珀进行退火处理。本发明实现了将琥珀废料压制成不同类型的再造琥珀，如再造金珀，再造蜜蜡，再造金棕珀。生产的再造琥珀具有以下特点：一是所得到的再造琥珀尺寸和重量较大，可以满足首饰或工艺品的后续加工要求；二是再造琥珀颜色均匀鲜亮，很好的解决了不同琥珀废料其颜色深浅、色调不一的问题，颜色美丽的再造琥珀工艺品受到消费者的好评；三是再造琥珀成品净度高、无绺裂，结构紧密，耐久性好，解决了琥珀废料中有大量深色杂质和部分绺裂的问题，提高了再造琥珀工艺品的纯净度和耐久性。

权利要求

1.一种再造琥珀的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

（a）采用分段加压方式，对原料进行加热压制，具体方式如下：

（a1）原料预处理，包括清洗和粉碎；

（a2）将原料置于内腔为圆柱形的模具中，所述模具内腔的圆形施压面直径为25-30cm，所述模具内腔的高度为6-10cm，对原料施加第一压力；

（a3）对原料进行分段加压、加热压制；其中，分段加压的过程为每经过第一时间间隔增加固定压力，直至达到第二压力；加热的过程为在第一时间内将原料的温度由室温升温至第一目标温度，并保持该温度持续第二时间, 所述第二压力为50-100吨, 所述第一目标温度为120-190℃；

（a4）自然冷却及脱模；

（b）在保护气体及加压环境下，对压制后的琥珀进行退火处理，具体方式如下：

（b1）将步骤（a）压制成型的琥珀置于密闭环境，向密闭环境中多次充入并排出氮气或者惰性气体，加压至第一气压，所述第一气压为35MPa；

（b2）加热；加热的过程为在第三时间内将琥珀的温度由室温升温至第二目标温度，并保持该温度持续第四时间, 所述第二目标温度为140-210℃；

（b3）自然冷却。

2.根据权利要求1所述的再造琥珀的生产方法，其特征在于：步骤（a）中原料粉碎后的尺寸为3mm，所述第一压力为50吨，所述第一时间间隔1小时，所述固定压力为5吨，所述第二压力为70吨，所述第一时间为1 .5小时，所述第一目标温度为190℃，所述第二时间为2  .5小时；步骤（b）中所述第一气压为35MPa，所述第三时间为2  .5小时，所述第二目标温度为

210℃，所述第四时间为4 .5小时；获得的再造琥珀为金珀。

3.根据权利要求1所述的再造琥珀的生产方法，其特征在于：步骤（a）中原料粉碎后的尺寸为1mm，所述第一压力为60吨，所述第一时间间隔0  .5小时，所述固定压力为3吨，所述第二压力为96吨，所述第一时间为3小时，所述第一目标温度为120℃，所述第二时间为3小时；步骤（b）中所述第一气压为35MPa，所述第三时间为1  .5小时，所述第二目标温度为140℃，所述第四时间为8 .5小时；获得的再造琥珀为蜜蜡。

4.根据权利要求1所述的再造琥珀的生产方法，其特征在于：步骤（a）中原料粉碎后的尺寸为200目，所述第一压力为50吨，所述第一时间间隔1小时，所述固定压力为5吨，所述第二压力为70吨，所述第一时间为1  .5小时，所述第一目标温度为190℃，所述第二时间为2 .5小时；步骤（b）中所述第一气压为35MPa，所述第三时间为2 .5小时，所述第二目标温度为

210℃，所述第四时间为4 .5小时；获得的再造琥珀为金棕珀。

说明书

一种再造琥珀的生产方法

技术领域

[0001] 本发明属于珠宝生产技术领域，涉及一种利用琥珀碎料生产再造琥珀的方法。

背景技术

[0002] 琥珀是一种名贵的有机宝石，具有极高的观赏价值和经济价值。琥珀作为一种自然资源，具有产量稀少、不可再生等特点。天然琥珀原石往往裂隙发育、颜色不均、尺寸不规则、净度不佳，据统计其实际利用率仅为65%左右，其余部分多为有杂裂、暗色包裹体或尺寸过小无法利用的琥珀废料，这些废料难以作为天然琥珀直接加工为首饰或工艺品，通常情况下直接丢弃处理。同时，琥珀首饰或工艺品在加工过程中，通常也会产生大量边角料和碎屑，这些边角料和碎屑通常也无法直接回收利用，存在严重的资源浪费。

[0003] 现有技术中，通过在琥珀废料、边角料或碎屑中加入树脂粘合剂，并对琥珀进行压制处理，可生产出再造琥珀。然而该技术存在以下缺点：一是粘合剂的存在，导致再造琥珀与天然琥珀之间的成分差异非常大，严重影响产品质量和价格；二是加入的粘合剂容易老化，琥珀颗粒易沿粘合处碎裂，影响再造琥珀的美观和耐久性；三是压制时间过长，常温下需要约15天时间才能压制成型，耗费大量人力物力；四是成品琥珀的颗粒接触面明显，颗粒与颗粒、粉末之间以及搅动本身都会形成大量密集的气泡，分布于颗粒结合处和边界附近，影响琥珀工艺品的抛光，使美观性降低；五是压制琥珀的净度并未得到提高，其中杂质或暗色包裹体明显，严重影响琥珀首饰或工艺品的品质。

[0004] 实际工作中，也有人尝试在不加粘合剂的情况下直接采用压力炉对琥珀进行压制，但是压制后的成品外部呈现为熔结后的再结晶状态，但内部原料颗粒之间结合不紧密，肉眼可见颗粒之间存在明显缝隙或气泡，难以实现较高的艺术价值和经济价值。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作步骤简洁、耗时时间短、生产成本低、无人工添加物、成品类型可控的再造琥珀生产方法，采用该方法制备的再造琥珀颜色与净度好，结构紧密，成分与天然琥珀完全一致。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

[0007] 一种再造琥珀的生产方法，包括以下步骤：（a）采用分段加压方式，对原料进行加热压制；（b）在保护气体及加压环境下，对压制后的琥珀进行退火处理。此处所述的“退火”借鉴了金属加工中的术语，采用与金属加工流程中“退火”环节相似的方法，其目的在于进一步优化压制后的琥珀内部结构。

[0008] 进一步，所述步骤（a）包括以下步骤：（a1）原料预处理，包括清洗和粉碎、去杂；（a2）将原料置于模具中，对原料施加第一压力；（a3）对原料进行分段加压、加热压制；其中，分段加压的过程为每经过第一时间间隔增加固定压力，直至达到第二压力；加热的过程为在第一时间内将原料的温度由室温升温至第一目标温度，并保持该温度持续第二时间；
（a4）自然冷却及脱模。步骤（a3）中，琥珀颗粒在高温下熔结，随着颗粒间接合面和琥珀内部的气泡排出，琥珀原料的堆叠体积变小，因此需要每隔一段时间增加一定压力；也就是说，通过采用分段加压方式，可以更好地促进气泡排出，并进一步增加原料的紧密度，使生产出的再造琥珀结构更加均匀、致密。同时，采用分段加压的方式，也可以避免直接将压力增加值最大值所导致的原料碎裂的问题，这是因为随着温度的升高，琥珀原料逐步熔融并产生形变或流动后，再逐步增加压力就不会造成碎裂。步骤（a3）中，所述第二压力优选为50-100吨，所述第一目标温度优选为120-190℃之间；通过调节第二压力和第一目标温度的取值，可以调节琥珀原料各个碎粒之间的熔结程度与紧致程度，从而实现不同类型再造琥珀的生产，例如金珀、蜜蜡或金棕珀等。

[0009] 进一步，所述步骤（b）包括以下步骤：（b1）将步骤（a）压制成型的琥珀置于密闭环境，加压至第一气压；（b2）加热；加热的过程为在第三时间内将琥珀的温度由室温升温至第二目标温度，并保持该温度持续第四时间；（b3）自然冷却。退火处理的目的在于对琥珀结构的进一步优化。所述第二目标温度采用高温以缩短处理时间，优选范围为140-210℃；由于琥珀处于密闭环境，通过采用缓慢升温的方式，可以逐步提高密闭环境中的气压，从而实现随着温度升高逐步增加对琥珀的压力，进而实现琥珀内部结构更加均匀、致密。

[0010] 进一步，所述步骤（b1）中加压的方法为：向密闭环境中多次充入并排出保护气体，最终加压至第一气压。通过多次充放气，可以快速、彻底的排出密闭环境中的氧气、水分等物质，避免退火处理过程中氧气、水分等物质与琥珀产生化学反应。

[0011] 进一步，步骤（b1）中所述第一气压对琥珀产生的压力大于步骤（a2）中的对原料施加第一压力。退火处理过程中，密闭环境中气压对琥珀原料产生的压力要大于压制过程中加压装置对琥珀原料施加第一压力（以模具内腔的圆形施压面产生的压力进行比较），其目的在于进一步细化颗粒、稳定尺寸、调整结构，作为一种优选值为35MPa。

[0012] 进一步，步骤（b1）中所述保护气体为氮气或者惰性气体。目的在于，避免高压气体与琥珀产生化学反应。

[0013] 进一步，所述模具的内腔为圆柱形，模具内腔的圆形施压面直径为25-30cm，模具内腔的高度为6-10cm。若增加或减小施压面面积，可按比例放大或缩小压制压力；若增加或减小内腔高度，可适当延长或缩短压制时间，均可获得与本技术方案相同的技术效果。

[0014] 进一步，步骤（a）中原料粉碎后的尺寸为3mm，所述第一压力为50吨，所述第一时间间隔1小时，所述固定压力为5吨，所述第二压力为70吨，所述第一时间为1.5小时，所述第一目标温度为190℃，所述第二时间为2.5小时；步骤（b）中所述第一气压为35MPa，所述第三时间为2.5小时，所述第二目标温度为210℃，所述第四时间为4.5小时；获得的再造琥珀为金珀。琥珀原料在高压（物理上纵向方向施加的压力而非气压）条件下，从140℃左右开始变软，并在高压的作用下熔结定型。为了缩短生产时间，并对压制琥珀成品类型进行控制，此处采用190℃的高温，使琥珀原料之间紧密融合，最终生产出金珀成品；同时为了避免琥珀原料氧化变黑，采用190℃的高温进行压制时应适当缩短加热时间。

[0015] 进一步，步骤（a）中原料粉碎后的尺寸为1mm，所述第一压力为60吨，所述第一时间间隔0.5小时，所述固定压力为3吨，所述第二压力为96吨，所述第一时间为3小时，所述第一目标温度为120℃，所述第二时间为3小时；步骤（b）中所述第一气压为35MPa，所述第三时间为1.5小时，所述第二目标温度为140℃，所述第四时间为8.5小时；获得的再造琥珀为蜜蜡。

[0016] 进一步，步骤（a）中原料粉碎后的尺寸为200目，所述第一压力为50吨，所述第一时间间隔1小时，所述固定压力为5吨，所述第二压力为70吨，所述第一时间为1.5小时，所述第一目标温度为190℃，所述第二时间为2.5小时；步骤（b）中所述第一气压为35MPA，所述第三时间为2.5小时，所述第二目标温度为210℃，所述第四时间为4.5小时；获得的再造琥珀为金棕珀。通过在相同的压制条件下，增加琥珀原料的高度，可以控制成品再造琥珀为金棕珀。

[0017] 本发明一种再造琥珀的生产方法，通过高温、高压压制并退火处理的方式，实现了将琥珀废料压制成不同类型的再造琥珀，如再造金珀，再造蜜蜡，再造金棕珀等。本发明的创新在于一是采用分段逐步增加的方式，不仅可以更好地促进原料颗粒之间空气和原料内部气泡的排出，还可避免直接将增加至最大导致的原料碎裂问题；二是采用在开放空间（即大气环境下）进行压制，相比在压力炉中进行压制，更有利于快速排出原料颗粒之间的空气；其原因在于，采用压力炉在高温、高压的条件下对琥珀原料进行压制，虽然高压保护气体可以向琥珀原料施加更大的压力，但是同时高压保护气体会充满原料颗粒之间的缝隙，其形成的压力仅能独立作用于每个原料颗粒上，却无法将相邻的原料颗粒挤压在一起，因而也就无法将分散的琥珀原料压实为一个整体；而本方法可以使颗粒缝隙之间的气体受压从而排放到空气中。本发明生产的再造琥珀具有以下特点：一是所得到的再造琥珀尺寸和重量较大，可以满足首饰或工艺品的后续加工要求；二是再造琥珀颜色均匀鲜亮，很好的解决了不同琥珀废料其颜色深浅、色调不一的问题，颜色美丽的再造琥珀工艺品受到消费者的好评；三是再造琥珀成品净度高、无绺裂，结构紧密，耐久性好，解决了琥珀废料中有大量深色杂质和部分绺裂的问题，提高了再造琥珀工艺品的纯净度和耐久性。

附图说明

[0018] 图1是实施例1中一种再造琥珀的生产方法的整体流程示意图;

[0019] 图2是实施例2中再造琥珀压饼机的整体结构示意图;

[0020] 图3是实施例2中再造琥珀压饼机的模具的整体结构示意图；

[0021] 图4是实施例2中再造琥珀压饼机的电连接关系示意图。

具体实施方式

[0022] 以下结合附图1至4，进一步说明本发明一种再造琥珀的生产方法的具体实施方式。本发明一种再造琥珀的生产方法不限于以下实施例的描述。

[0023] 实施例1：

[0024] 本实施例给出一种再造琥珀的生产方法，如图1所示，包括以下步骤：（a）采用分段加压方式，对原料进行加热压制；（b）在保护气体及加压环境下，对压制后的琥珀进行退火处理。

[0025] 其中，所述步骤（a）采用实施例2所述的再造琥珀压饼机进行，包括以下步骤：（a1）原料预处理，包括清洗和粉碎；具体的，可将大小不均的琥珀碎料清洗、剔除杂质后，放在食品级粉碎机里打为碎粒（粉末），为满足需求粉碎机应该能够打出尺寸为5mm至200目的碎粒或粉末。（a2）将原料置于再造琥珀压饼机的模具中，对原料施加第一压力；模具尺寸为直径为25-30cm，高度为6-10cm的圆柱形。（a3）通过再造琥珀压饼机的加压装置对原料进行分段加压、加热压制；其中，分段加压的过程为每经过第一时间间隔增加固定压力，直至达到第二压力；加热的过程为在第一时间内将原料的温度由室温升温至第一目标温度，并保持该温度持续第二时间；加压过程中，随着原料颗粒的熔结，颗粒之间的空气被逐步挤压出琥珀圆饼并排出模具，颗粒之间的缝隙逐步减小直至消失，颗粒之间紧密结合。（a4）自然冷却至室温，从模具中取出压制成型的琥珀以完成脱模。步骤（a）中所述“压力”特指压饼机对原料施加的物理压力，其方向为竖直方向。

[0026] 对3块样品的压制参数如下：

[0027]

[0028] 所述步骤（b）采用的压力炉型号为Kapex AB/3/KAP，由压力罐、罐内室、压力配件、自动控制与保护系统、保护配件组成。所述压力罐配有罐颈法兰和扁平的罐盖的圆柱形罐，罐盖用8个柱头螺丝固定；所述罐内室包括固定在罐外壳上的电加热器；所述压力配件包括液氮气罐的截止阀和压力计，用于为罐内室加压；所述自动控制与保护系统，用于对压力和温度进行自动调节控制；所述保护配件包括安全头或安全阀。所述步骤（b）包括以下步骤：（b1）将步骤（a）压制成型的3块琥珀样品均切磨成5cm长x5cm宽x3cm厚的小块，装入添料筐并整体置于压力炉的压力罐内室，关闭盖上压力罐密封盖从而形成密闭环境；将氮气桶的出气管与压力炉的进气管连接，封闭压力炉的出气口。向压力罐内充气至气压达到5MPa后关闭进气口，然后打开压力炉的出气口将气体释放。反复充、放气3次后，将压力罐内室的空气完全排尽，封闭压力炉出气口；通过进气口向压力罐内充氮气至气压条件达到第一气压。
（b2）加热；其方法为在自动控制盒上设置加热时间和最高温度，到达加热时间后，压力炉自动断电；具体的加热过程为在第三时间内将琥珀的温度由室温升温至第二目标温度，并保持该温度持续第四时间；期间，压力罐内室的气压受温度影响会进一步增加。（b3）自然冷却；压力炉断电后，缓慢将其冷却12h至室温，通过出气口将压力罐内氮气排出，打开压力罐密封盖，取出琥珀样品。步骤（b）中所述“压力”特指压力炉中的气压。

[0029] 对3块样品的退火参数如下：

[0030] 编号 气氛环境 温度 加热时间 降温时间 产品1 氮气，初始压强 210℃ 7小时(28℃匀速升至210℃需要2.5小时，在 自然冷却，缓慢降温12小时 再造金珀
35MPa 210℃恒温4.5小时)
2 氮气，初始压强 140℃ 10小时(28℃匀速升至140℃需要1.5小时， 自然冷却，缓慢降温12小时 再造蜜蜡
35MPa 在140℃恒温8.5小时)
3 氮气，初始压强 210℃ 7小时(28℃匀速升至210℃需要2.5小时，在 自然冷却，缓慢降温12小时 再造金棕珀
35MPa 210℃恒温4.5小时)

[0031] 实施例2：

[0032] 本实施例给出一种实施例1所采用的再造琥珀压饼机的具体结构，如图2所示，包括设置在框架1中的模具2和加压装置3。所述框架1为立方体结构，包括平板状的上座11和底座12，所述上座11和底座12之间通过多个竖梁14实现可拆卸连接；框架1内部居中同轴设置有模具2和加压装置3。所述框架1的竖梁14与上座11之间采用螺丝可拆卸连接固定。

[0033] 如图3所示，所述模具2为圆柱形结构，包括钢筒22以及与钢筒22配合使用的上顶板25和下顶板26；所述钢筒22、上顶板25和下顶板26围合形成模具内腔21。所述钢筒22外侧依次设有加热装置23和保温装置24，用于对设置于模具内腔21内的物体进行加热。所述加热装置23为电阻丝或发热板，所述加热装置23内部或加热装置23与钢筒22之间设有温度传感器，用于实现对模具内腔21内温度的自动控制。

[0034] 所述加压装置3为集成压力传感器的电控液压机或电控千斤顶，以便于对压力输出值进行测量和自动控制。所述加压装置3的压力输出端32朝向模具2进行施压，实现对模具2内腔21中的琥珀原料进行压制。具体的，所述加压装置3的本体31居中朝上设置在框架1底座12上，模具2竖直设置在加压装置3的上方；加压装置3的压力输出端32正对模具2的下顶板26。

[0035] 优选的，所述框架1还包括用于对模具2进行限位固定的定位板13，以提高压制过程中模具2的稳定性和可拆卸性能；所述上顶板25下方还设有圆柱形的顶柱15，所述顶柱15下侧正对模具2的上顶板25，其作用是向下顶住模具2的上顶板25，从而配合加压装置3的压力输出端32共同实现对设置于模具内腔21内的物体进行压制。压制过程中，模具内腔中的空气可通过所述钢筒22与上顶板25、下顶板26之间的缝隙排出。

[0036] 所述再造琥珀压饼机还包括用于对压制过程进行自动控制的控制器4。如图4所示，是本实施例中再造琥珀压饼机的电连接关系示意图。所述控制器4与模具2的加热装置
23、温度传感器，以及加压装置3的加压装置控制接口、压力传感器电连接，通过温度传感器，压力传感器和获得模具内腔21内的温度值和压力值，并采用负反馈的方式，通过加热装置23和加压装置控制接口对模具内腔21内的温度和压力进行控制，使其始终处于预期状
态。优选的，所述控制器4还包括用于设置及显示压制设定和压制过程参数的输入输出装置，所述参数至少包括压力值、温度值和时间；所述输入输出装置为键盘和显示器，或者为一体式触摸屏。

[0037] 本实施例一种再造琥珀压饼机，采用可拆卸的框架式结构，便于琥珀原料的安装布置和倒模处理；压制过程中通过控制器对加压装置和加热装置进行控制，实现了压制过程的自动化处理，节省人力成本；同时，采用压力和温度的反馈控制方式，提高了对压制压力和温度的调节控制精度。

[0038] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。