СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛМАЗА Российский патент 1999 года по МПК B28D5/00 

Изобретение относится к области обработки алмазов, а точнее к способу изготовления алмазных украшений с использованием метода нанесения несмываемых линий (гравировки) на алмазе.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для изготовления алмазных украшений с инкрустацией металлами или их сплавами с использованием сырья пониженного качества.

Известен способ нанесения несмываемой линии на алмазе лазером (1). Недостатком известного способа является его дороговизна, а также невысокая производительность, так как в один прием может обрабатываться только один алмаз и для каждого кристалла необходимо заново проводить юстировку лазерного луча. Кроме того, напряженные кристаллы часто раскалываются при обработке лазером.

Известен также способ обработки алмаза (2), выбранный за прототип, в котором нанесение несмываемой линии на алмазе осуществляют путем контактирования алмаза с твердым металлом или сплавом, способным при нагреве (600-1600^oC) растворять алмаз. Контактирование проводят в вакууме, в атмосфере инертного газа или атмосфере газа, не реагирующего с алмазом, но реагирующего при той же температуре с растворенным в металле или сплаве углеродом алмаза. Указанный способ характеризуется рядом преимуществ в сравнении с лазерным способом: способ технологичен - позволяет одновременно наносить линии на различные по форме и размеру кристаллы, для нанесения линии используется простое оборудование - печь для нагрева и камера для кристаллов, в которой создается определенная атмосфера газа.

Способ позволяет производить несмываемую разметку алмазов при производстве бриллиантов, маркировку алмазного сырья.

Недостатком данного способа является недостаточная видимость и яркость выгравированных линий, что затрудняет применение способа в ювелирной промышленности.

Задачей предлагаемого изобретения является изготовление алмазных украшений с инкрустацией гравировки драгоценными металлами или их сплавами с использованием алмазного сырья пониженного качества.

Поставленная задача решается тем, что на шлифованной поверхности алмаза вытравляют рисунок (осуществляют гравировку), для чего на поверхность алмаза наносят металлический шаблон рисунка, а затем алмаз с нанесенным на него металлом нагревают в газе, не реагирующим с алмазом, но взаимодействующим с растворенным в металле углеродом. Выгравированный на поверхности алмаза рисунок инкрустируют драгоценными металлами, выбранными из ряда: золото, платина, иридий, палладий, серебро или их сплавами, а также их сплавами с никелем, кобальтом, медью, железом, хромом, цинком, титаном, оловом и другими, посредством напыления их в вакууме, механическим, химическим или электрохимическим осаждением металлов или их сплавов.

Оказалось, что металлическое покрытие хорошо схватывается с матированной поверхностью рисунка и легко удаляется с остальной гладкой поверхности алмаза. Адгезия драгоценного металла к травленной поверхности алмаза усиливается благодаря наличию в области контакта тонкодисперсного слоя металла, обрабатывающего алмаз. Для примера: слой металла, обрабатывавший алмаз, настолько прочно прилипает к поверхности алмаза, что его не удается полностью удалить даже кипячением в царской водке (смеси концентрированных соляной и азотной кислот).

Для изготовления гравированных алмазных украшений с инкрустацией может использоваться алмазное сырье низкого качества: околоювелирное, сильно уплощенные кристаллы и двойники, технические алмазы. Такое сырье в основном применяется в технике и идет на изготовление алмазных порошков. Вовлечение его в ювелирную промышленность за счет изготовления из него алмазных украшений с гравировкой и инкрустацией может значительно повысить его стоимость. Поскольку алмазы низкого качества практически непрозрачны, а сильно уплощенные кристаллы и двойники не имеют необходимой для изготовления бриллианта толщины, то традиционные типы огранок для этого вида сырья не имеют практического значения. Алмазы гранятся произвольно для придания желаемой формы с учетом наибольшего выхода алмазного изделия по массе. Гравировка с последующей инкрустацией наносится на центральную или наибольшую площадку алмаза.

Пример 1.

На шлифованную грань технического алмаза наносят рисунок напылением слоя кобальта толщиной 0,1 мкм в вакууме. Гравировку алмаза проводят при температуре 900^oC в гелиеводородной смеси (1:2), увлажненной водяным паром. Четкости и яркости гравировки достигают инкрустацией ее золотом. Металл наносят на поверхность рисунка напылением его в вакууме.

Пример 2.

На гладкую поверхность уплощенного алмаза наносят линии рисунка суспензий, содержащей соли железа. Гравировку осуществляют при температуре 1100^oC в атмосфере водорода. Позолоту наносят напылением золота в вакууме. С гладкой поверхности алмаза золото легко счищается.

Пример 3.

Процесс осуществляют как в примере 2, только инкрустацию рисунка драгоценным металлом производят химическим методом: реакцией серебряного зеркала.

Пример 4.

Процесс осуществляют как в примере 1, только инкрустацию производят напылением нитрида титана в вакууме.

Пример 5.

Процесс осуществляют как в примере 2, только инкрустацию производят механически сусальным золотом.

Использование данного способа позволяет изготавливать из алмазов украшения с инкрустацией. Сцепление драгоценного покрытия с выгравированной поверхностью алмаза усиливается за счет наличия тонкодисперсного слоя металла, остающегося на поверхности алмаза после гравировки.

Указанные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения. Эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают создание положительного эффекта, отраженного в задаче предложения, и отсутствуют известные технические решения с таким же эффектом.

Литература
1. Епифанов В.И., Песина А.Я., Зыков Л.В. Технология обработки алмазов в бриллианты. М.: Высшая школа, 1987, 335 с.

2. Григорьев A. П., Лифшич С.X., Шамаев П.П. Патент США N 4339304, кл. 51-206, 1985.

Изобретение относится к обработке алмазов, а точнее к способу изготовления алмазных украшений с использованием метода нанесения несмываемых линий (гравировки) на алмазе. Задачей предлагаемого изобретения является изготовление алмазных украшений с инкрустацией гравировки драгоценными металлами или их сплавами с использованием алмазного сырья пониженного качества. Новым в способе является нанесение на гравированную металлизированную поверхность алмаза инкрустации, выполненной драгоценными металлами или их сплавами. 1 с. и 3 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки алмаза, включающий нанесение на поверхность кристалла алмаза линий рисунка из металла, способного при 600 - 1600^oC растворять углерод алмаза, и последующую гравировку при указанной температуре в среде газа, взаимодействующего с растворенным в металле углеродом, но не реагирующего с углеродом алмаза, отличающийся тем, что выгравированную металлизированную поверхность рисунка инкрустируют драгоценными металлами, выбранными из ряда: золото, платина, иридий, палладий, серебро или их сплавами, а также их сплавами с никелем, кобальтом, медью, железом, хромом, цинком, титаном, оловом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что инкрустацию драгоценным металлом или сплавом осуществляют напылением металла или сплава в вакууме. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что инкрустацию драгоценным металлом или сплавом осуществляют химическим или электрохимическим способом. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что инкрустацию драгоценным металлом или сплавом осуществляют механическим способом.