Как се обработват диамантите?

Диамантът е естествен минерал, който е въглерод с алотропна кристална решетка. Поради своята молекулярна структура, това е изключително твърд материал, който може да се съхранява за неопределено време.

Химичният състав на диаманта може да бъде променен от различни фактори: висока температура, налягане и/или вакуум. В резултат на тяхното действие диамантът се превръща в друг химичен елемент – графит, който има различен състав на качествени характеристики.

Диамантите се получават чрез естествен добив и изкуствено производство. При втория метод химичният елемент графит е изложен на висока температура и налягане. Графитният материал променя молекулярната си структура и се превръща в необработени диаманти, придобивайки характерни якостни свойства.

Историята на добива на диаманти е изключително млада. Това се дължи на сложността на търсенето и добива на минерала, както и на трудностите, свързани с неговата обработка. Технологията за обработка на описания материал с помощта на друг диамант започва да набира популярност едва през XIV-XV век след Христа. До този момент този метод се използва само от древни индийски майстори, които внимателно пазят тайните на технологията.

На територията на Русия разработването на минерални находища и разработването на технологии за тяхната преработка придобива индустриален мащаб едва през втората половина на 19 век.Днес в Сибир се работи по извличането на този минерал в мини, които са в списъка на най-големите в света. В същото време са усвоени всички видове обработка на диаманти.

Технологията на обработка и наборът от технически средства, подходящи за това, се определят от наименованието на крайната цел, за която ще се използва шлифования диамант.

Характеристиките на диаманта налагат използването му в различни технологични системи, инструменти и устройства. Например, фина диамантена фракция - песъчинка, се използва като пръскащо покритие, покриващо работните повърхности на всякакви режещи устройства. Диамантеното пръскане се използва за нанасяне върху режещи дискове, триони, ленти, предназначени за рязане на метал, камък, бетон, керамика и други материали.

Въпреки устойчивостта на диаманта към въздействието на разрушителни натоварвания от широк диапазон, това е крехък материал... Използването на технология за ударно пресоване прави възможно смилането на диаманти на чипове. Раздробяването на минерала се извършва с помощта на хидравлична преса (тази опция за обработка е рядко приложима).

По-широко се използва технологията на валцоване. Като част от този процес суровината се подава през конвейер в специална камера, в която се въртят цилиндрични ролки, които са в контакт един с друг. Преминавайки между тях, необработените диаманти се рушат. Като се има предвид коефициента на якост на диаманта, конвейерът използва няколко блока с въртящи се ролки, които имат различни размери на пролуката между тях. Това позволява да се намали натоварването на механизма, тъй като поетапното раздробяване се извършва на принципа от по-голямо към по-малко.

Параметрите на размера на фракцията на трохите се определят от името на крайната цел, за която ще се използва. Едрият диамантен пясък се използва за груба обработка на материали с повишен коефициент на якост: керамика, гранит, порцеланови каменинови изделия. Например, грубите стърготини се използват като режещ елемент, приложен към работния ръб на кръгли корони, предназначени за изрязване на кръгли отвори в твърди материали: керамични плочки, бетон, гранитни плочи и други.

За фина обработка на определени материали се използва диамантено зърно с по-фини зърна. Като част от тази обработка материалите се изглаждат, полират, полират. Полирането се извършва със специална паста на основата на диамантен прах. Диамантено зърно с различен размер на зърното се получава чрез раздробяване и последващо пресяване.

Процесът на получаване на диамантени материали, подходящи за промишлени приложения, е по-трудоемка процедура от технологията за ударно пресоване. Тези материали включват например колела за рязане на стъкло, накрайници на инструменти за струговане и други. Те са елементи, изработени изцяло от диамантена маса. Производството на такива добавки включва извършване на производствени процедури, свързани с разходи за ресурси и използване на няколко технологии за обработка едновременно.

Силните свойства на диаманта правят много по-трудно производството на части, които поставят високи изисквания към параметрите на размерите и точността на формата.

Правилната комбинация от фактори, влияещи върху обработващия инструмент и материала за рязане, позволява най-ефективната обработка. Например, в някои случаи обработваният детайл се нагрява в среднотемпературен диапазон, а температурата на обработващия инструмент се поддържа в ниския термичен диапазон. В този случай нагрятият детайл може да бъде обработен и процентът на износване на инструмента се намалява.

Друг начин за работа с диамант е с горещо желязо. Този минерал е способен да влезе в химическа реакция с метал, нагрят до високи температури. Горещото желязо започва да абсорбира въглеродния компонент на диаманта. В точката на контакт на горещ метал с минерал, последният се топи на молекулярно ниво.

Този метод има ниска производствена ефективност, но само с негова помощ е възможно да се постигнат определени резултати при обработката на диамантен материал.

Методът на гореща стомана се използва, когато е необходимо да се изреже голям обем суровини с минимално съотношение на отпадъци. Този метод използва светеща стоманена тел, задвижвана от въртящи се валове. В този случай линията на рязане е възможно най-тънка, а загубата на основната суровина е сведена до минимум.

При метода на горещо рязане могат да се извършват само общи манипулации по обработка. Детайлното рязане се извършва с помощта на по-сложни технологии за смилане. В рамките на този метод се използва и технология за горещо пробиване. В този случай пробиващият стоманен елемент също се нагрява до високи температури. Ефективността на метода също се увеличава поради нагряване на двете части в резултат на триене една срещу друга.

Диамантеното пробиване се използва за извършване на груби операции. По линията на разделяне на детайла се пробиват отвори с необходимия диаметър. В тях са потопени специални анкерни разширители. Технологията дава възможност да се контролира разширяването на анкерите едно по едно или едновременно. Благодарение на това става възможно да се извърши контролирано разделяне на детайла по дадена линия.

Основното направление в технологиите за обработка на този минерал е смилането му. Благодарение на тази процедура диамантите приемат окончателната си форма, а в някои случаи се превръщат в скъпоценни камъни.

При изработването на диаманти майсторите използват методи за обработка стъпка по стъпка. Грубият детайл се почиства от примеси на други минерали, ако има такива. След това се извършва грубо рязане, поради което се формира основната форма на бъдещия продукт. След това започва рязането.

За смилане на диамантен минерал се използват устройства, оборудвани със специални приставки - дискове или плочи с дебелина, форма и материал на производство, съответстващи на името на извършваната процедура. Работните повърхности на тези приставки са покрити с фракции от диамантени стърготини с различни диаметри.

Ако рязането се извършва с цел получаване на скъпоценен камък - диамант, тогава се използват различни накрайници с широк спектър от параметри на размерите. Първите, които се използват, са плочи или дискове с диамантено зърно с най-голям диаметър. С напредването на процеса грануларността на дюзите намалява. Окончателното полиране се извършва с помощта на диамантени наночастици.

Инструментите, с които се извършва рязането, се различават по предназначение и принцип на действие. Някои от тях функционират поради наличието на въртеливо движение на ротора, на крайния вал на който е прикрепен шлифовъчен диск. Други инструменти работят на принципа на възвратно-постъпателното движение. В специалните скоби на тези инструменти се вкарват шлифовъчни плочи.

В процеса на обработка диамантите се смилат до прозрачно стъкловидно състояние. Поради факта, че фасетите на бъдещия диамант са разположени в строго проверени позиции и под определен ъгъл, грубата суровина се превръща в скъпоценен камък. На последния етап от обработката се полира до огледално състояние.

Можете да намерите интересна информация за добив и обработка на диаманти в следващото видео.