Hur bearbetas diamanter?

Diamant är ett naturligt mineral som är kol med ett allotropiskt kristallgitter. På grund av sin molekylära struktur är det ett extremt hårt material som kan lagras på obestämd tid.

Den kemiska sammansättningen av en diamant kan förändras av olika faktorer: hög temperatur, tryck och/eller vakuum. Som ett resultat av deras verkan förvandlas diamanten till ett annat kemiskt element - grafit, som har en annan sammansättning av kvalitativa egenskaper.

Diamanter erhålls genom naturlig gruvdrift och konstgjord produktion. I den andra metoden utsätts grundämnet grafit för hög temperatur och högt tryck. Grafitmaterialet ändrar sin molekylära struktur och förvandlas till rådiamanter och får karakteristiska hållfasthetsegenskaper.

Diamantbrytningens historia är extremt ung. Detta beror på komplexiteten i sökningen och utvinningen av mineralet, såväl som svårigheterna i samband med dess bearbetning. Tekniken för att bearbeta det beskrivna materialet med hjälp av en annan diamant började bli populär först under XIV-XV århundraden e.Kr. Fram till den tiden användes denna metod endast av forntida indiska mästare, som noggrant höll teknikens hemligheter.

På Rysslands territorium tog utvecklingen av mineralfyndigheter och utvecklingen av teknologier för dess bearbetning i industriell skala först under andra hälften av 1800-talet.Idag i Sibirien pågår arbetet med att utvinna detta mineral vid gruvor som finns på listan över de största i världen. Samtidigt har alla typer av diamantbearbetning bemästrats.

Bearbetningstekniken och uppsättningen av tekniska anordningar som är lämpliga för detta bestäms av namnet på det slutliga syftet för vilket den slipade diamanten kommer att användas.

Diamantens egenskaper kräver att den används i olika tekniska system, verktyg och anordningar. Till exempel används en fin diamantfraktion - grus, som en sputterbeläggning på arbetsytorna på alla skäranordningar. Diamantsprutning används för applicering på kapskivor, sågar, band avsedda för sågning av metall, sten, betong, keramik och andra material.

Trots motståndet hos diamant mot effekterna av destruktiva belastningar av ett brett spektrum, det är ett ömtåligt material... Användningen av slagpressningsteknik gör det möjligt att slipa diamanter till flis. Krossningen av mineralet utförs med hjälp av en hydraulisk press (detta bearbetningsalternativ är sällan tillämpligt).

Tekniken för valsning används mer allmänt. Som en del av denna process matas råmaterialet genom en transportör in i en speciell kammare, i vilken cylindriska rullar i kontakt med varandra roterar. Passerar mellan dem, rådiamanter smulas sönder. Med tanke på diamantens hållfasthetsfaktor använder transportören flera block med roterande rullar som har olika storlekar på gapet mellan dem. Detta gör det möjligt att minska belastningen på mekanismen, eftersom krossning steg för steg utförs enligt principen från större till mindre.

Storleksparametrarna för smulfraktionen bestäms av namnet på det slutliga syftet för vilket den kommer att användas. Grova diamantkorn används för grovbearbetning av material med ökad hållfasthetsfaktor: keramik, granit, porslinsstengods. Till exempel används grova spån som ett skärelement som appliceras på arbetskanten av cirkulära kronor avsedda för att skära runda hål i hårda material: keramiska plattor, betong, granitplattor och andra.

Diamantkorn med finare kornstorlek används för finbearbetning av vissa material. Som en del av denna bearbetning jämnas, poleras, poleras material. Polering görs med en speciell pasta baserad på diamantdamm. Diamantkorn av olika kornstorlek erhålls genom krossning och efterföljande siktning.

Processen att erhålla diamantmaterial lämpliga för industriella applikationer är en mer mödosam procedur än slagpressningsteknik. Dessa material inkluderar till exempel glasskärhjul, svarvverktygsspetsar och andra. De är element gjorda helt av diamantmassa. Produktionen av sådana tillägg innebär att man genomför produktionsprocedurer förknippade med resurskostnader och användning av flera bearbetningstekniker samtidigt.

Diamantens hållfasthetsegenskaper gör det mycket svårare att tillverka delar som ställer höga krav på dimensionsparametrar och formnoggrannhet.

Rätt kombination av faktorer som påverkar bearbetningsverktyget och materialet som ska skäras möjliggör den mest effektiva bearbetningen. Till exempel, i vissa fall, värms arbetsstycket som ska bearbetas inom ett mellantemperaturområde och bearbetningsverktygets temperatur hålls i det låga termiska området. I detta fall kan det uppvärmda arbetsstycket bearbetas och andelen verktygsslitage minskar.

Ett annat sätt att arbeta med en diamant är med varmt järn. Detta mineral kan gå in i en kemisk reaktion med en metall som värms upp till höga temperaturer. Hett järn börjar absorbera kolkomponenten i diamanten. Vid kontaktpunkten för en varm metall med ett mineral smälter den senare på molekylär nivå.

Denna metod har låg produktionseffektivitet, men endast med dess hjälp är det möjligt att uppnå vissa resultat vid bearbetning av diamantmaterial.

Den heta stålmetoden används när det är nödvändigt att skära en stor volym råvaror med ett minimalt avfallsförhållande. Denna metod använder glödande ståltråd som drivs av roterande axlar. I det här fallet är skärlinjen så tunn som möjligt och förlusten av huvudråmaterialet minimeras.

Med varmsågningsmetoden kan endast allmänna bearbetningsmanipulationer utföras. Detaljerad skärning utförs med mer sofistikerade sliptekniker. Även varmborrningsteknik används inom denna metod. I detta fall värms även borrstålelementet till höga temperaturer. Metodens effektivitet ökar också på grund av uppvärmning av båda delarna till följd av friktion mot varandra.

Diamantborrning används för att utföra grovbearbetning. Hål med önskad diameter borras längs arbetsstyckets delade linje. Speciella ankarexpanderar är nedsänkta i dem. Tekniken gör det möjligt att styra expansionen av ankarna en efter en eller samtidigt. Tack vare detta blir det möjligt att utföra kontrollerad klyvning av arbetsstycket längs en given linje.

Huvudriktningen i bearbetningstekniken för detta mineral är dess malning. Tack vare denna procedur tar diamanter sin slutliga form och i vissa fall förvandlas till ädelstenar.

Vid tillverkning av diamanter använder hantverkare steg-för-steg-bearbetningsmetoder. Det grova arbetsstycket rengörs från föroreningar från andra mineraler, om några. Sedan utförs en grov sågning, på grund av vilken den framtida produktens huvudform bildas. Efter det börjar skärningen.

För slipning av ett diamantmineral används enheter utrustade med speciella tillbehör - skivor eller plattor med en tjocklek, form och tillverkningsmaterial som motsvarar namnet på den procedur som utförs. Arbetsytorna på dessa tillbehör är belagda med fraktioner av diamantspån med olika diametrar.

Om skärningen görs för att få en ädelsten - en diamant, används en mängd olika tips med ett brett utbud av dimensionella parametrar. De första som används är plattor eller skivor med diamantkorn med största diameter. När processen fortskrider minskar munstyckenas granularitet. Den slutliga poleringen utförs med diamantnanopartiklar.

Verktygen med vilka skärningen utförs skiljer sig åt i deras avsedda syfte och funktionsprincip. Vissa av dem fungerar på grund av närvaron av rotorns roterande rörelse, på vars ändaxel en slipskiva är fäst. Andra verktyg fungerar på principen om fram- och återgående rörelse. Slipplattor sätts in i de speciella klämmorna på dessa verktyg.

Under bearbetningsprocessen mals diamanter till ett transparent glasartat tillstånd. På grund av det faktum att aspekterna av den framtida diamanten är belägna i strikt verifierade positioner och i en given vinkel, omvandlas det grova råmaterialet till en ädelsten. I det sista steget av bearbetningen poleras det till ett spegelliknande tillstånd.

Du kan hitta intressant information om diamantbrytning och -bearbetning i nästa video.