Cum sunt procesate diamantele?

Diamantul este un mineral natural care este carbonul cu o rețea cristalină alotropică. Datorită structurii sale moleculare, este un material extrem de dur care poate fi depozitat la nesfârșit.

Compoziția chimică a unui diamant poate fi alterată de diverși factori: temperatură ridicată, presiune și/sau vid. Ca urmare a acțiunii lor, diamantul se transformă într-un alt element chimic - grafitul, care are o compoziție diferită de caracteristici calitative.

Diamantele sunt obținute prin minerit natural și producție artificială. În a doua metodă, elementul chimic grafit este expus la temperaturi și presiuni ridicate. Materialul grafit își schimbă structura moleculară și se transformă în diamante brute, dobândind proprietăți de rezistență caracteristice.

Istoria exploatării diamantelor este extrem de tânără. Acest lucru se datorează complexității căutării și extragerii mineralului, precum și dificultăților asociate procesării acestuia. Tehnologia de prelucrare a materialului descris cu ajutorul unui alt diamant a început să câștige popularitate abia în secolele XIV-XV d.Hr. Până atunci, această metodă era folosită doar de vechii maeștri indieni, care păstrau cu grijă secretele tehnologiei.

Pe teritoriul Rusiei, dezvoltarea zăcămintelor minerale și dezvoltarea tehnologiilor de prelucrare a acesteia au luat o scară industrială abia în a doua jumătate a secolului al XIX-lea.Astăzi, în Siberia, se lucrează la extragerea acestui mineral la minele care se află pe lista celor mai mari din lume. În același timp, toate tipurile de prelucrare a diamantelor au fost stăpânite.

Tehnologia de prelucrare și setul de dispozitive tehnice adecvate pentru aceasta sunt determinate de denumirea scopului final pentru care va fi folosit diamantul tăiat.

Caracteristicile diamantului necesită utilizarea acestuia în diverse sisteme, instrumente și dispozitive tehnologice. De exemplu, o fracțiune fină de diamant - nisip, este utilizată ca acoperire prin pulverizare pe suprafețele de lucru ale oricăror dispozitive de tăiere. Pulverizarea cu diamant este utilizată pentru aplicarea pe discuri de tăiat, ferăstrău, benzi concepute pentru tăierea metalului, pietrei, betonului, ceramicii și a altor materiale.

În ciuda rezistenței diamantului la efectele sarcinilor distructive dintr-o gamă largă, este un material fragil... Utilizarea tehnologiei de presare prin impact face posibilă șlefuirea diamantelor în așchii. Zdrobirea mineralului se realizează folosind o presă hidraulică (această opțiune de prelucrare este rar aplicabilă).

Tehnologia de laminare este mai utilizată. Ca parte a acestui proces, materia primă este alimentată printr-un transportor într-o cameră specială în care se rotesc role cilindrice în contact unele cu altele. Trecând printre ele, diamantele brute se sfărâmă. Având în vedere factorul de rezistență al diamantului, transportorul folosește mai multe blocuri cu role rotative care au dimensiuni diferite ale spațiului dintre ele. Acest lucru face posibilă reducerea sarcinii asupra mecanismului, deoarece zdrobirea pas cu pas se efectuează conform principiului de la mai mare la mai mic.

Parametrii de mărime ai fracțiunii de firimituri sunt determinați de numele scopului final pentru care va fi utilizat. Granulația grosieră de diamant este utilizată pentru prelucrarea brută a materialelor cu un factor de rezistență crescut: ceramică, granit, gresie porțelană. De exemplu, așchiile grosiere sunt folosite ca element de tăiere aplicat pe marginea de lucru a coroanelor circulare destinate tăierii găurilor rotunde în materiale dure: plăci ceramice, beton, plăci de granit și altele.

Granulația diamantată cu granulație mai fină este utilizată pentru prelucrarea fină a anumitor materiale. Ca parte a acestei prelucrări, materialele sunt netezite, lustruite, lustruite. Lustruirea se face cu o pasta speciala pe baza de praf de diamant. Granulația diamantată de diferite dimensiuni ale granulelor se obține prin zdrobire și cernerea ulterioară.

Procesul de obținere a materialelor diamantate adecvate aplicațiilor industriale este o procedură mai laborioasă decât tehnologia de presare prin impact. Aceste materiale includ, de exemplu, roți de tăiat sticla, vârfuri de scule de strunjire și altele. Sunt elemente realizate în întregime din masă de diamant. Producerea unor astfel de adaosuri presupune realizarea unor proceduri de producție asociate costurilor cu resursele și utilizarea simultană a mai multor tehnologii de prelucrare.

Proprietățile de rezistență ale diamantului fac mult mai dificilă fabricarea pieselor care impun cerințe mari privind parametrii dimensionali și precizia formei.

Combinația corectă de factori care afectează unealta de prelucrare și materialul de tăiat permite cea mai eficientă prelucrare. De exemplu, în unele cazuri, piesa de prelucrat este încălzită într-un interval de temperatură medie, iar temperatura instrumentului de prelucrare este menținută în intervalul termic scăzut. În acest caz, piesa de prelucrat încălzită poate fi prelucrată, iar procentul de uzură a sculei este redus.

Un alt mod de a lucra cu un diamant este cu fierul fierbinte. Acest mineral este capabil să intre într-o reacție chimică cu un metal încălzit la temperaturi ridicate. Fierul fierbinte începe să absoarbă componenta de carbon a diamantului. În punctul de contact al unui metal fierbinte cu un mineral, acesta din urmă se topește la nivel molecular.

Această metodă are o eficiență scăzută de producție, totuși, numai cu ajutorul ei este posibil să se obțină anumite rezultate în prelucrarea materialului diamantat.

Metoda oțelului la cald este utilizată atunci când este necesară tăierea unui volum mare de materii prime cu un raport minim de deșeuri. Această metodă utilizează sârmă de oțel strălucitoare antrenată de arbori rotativi. În acest caz, linia de tăiere este cât se poate de subțire, iar pierderea materiei prime principale este minimizată.

Cu metoda de ferăstrău la cald se pot efectua numai manipulări generale de prelucrare. Tăierea detaliată este efectuată folosind tehnologii de șlefuire mai sofisticate. Tehnologia de foraj la cald este de asemenea utilizată în cadrul acestei metode. În acest caz, elementul din oțel de foraj este, de asemenea, încălzit la temperaturi ridicate. Eficacitatea metodei crește și datorită încălzirii ambelor părți ca urmare a frecării una față de cealaltă.

Găurirea cu diamant este utilizată pentru a efectua operațiuni de degroșare. Găurile cu diametrul necesar sunt găurite de-a lungul liniei de despicare a piesei de prelucrat. În ele sunt scufundate expansoare speciale de ancorare. Tehnologia face posibilă controlul expansiunii ancorelor unul câte unul sau simultan. Datorită acestui fapt, devine posibilă desfășurarea controlată a piesei de prelucrat de-a lungul unei linii date.

Direcția principală în tehnologiile de prelucrare a acestui mineral este măcinarea acestuia. Datorită acestei proceduri, diamantele iau forma finală, iar în unele cazuri se transformă în pietre prețioase.

Atunci când fac diamante, meșterii folosesc metode de prelucrare pas cu pas. Piesa brută este curățată de impuritățile altor minerale, dacă există. Apoi se efectuează o tăiere brută, datorită căreia se formează forma principală a viitorului produs. După aceea, începe tăierea.

Pentru măcinarea unui mineral diamantat se folosesc dispozitive, echipate cu atașamente speciale - discuri sau plăci având grosimea, forma și materialul de fabricație corespunzătoare denumirii procedurii care se efectuează. Suprafețele de lucru ale acestor atașamente sunt acoperite cu fracții de așchii de diamant de diferite diametre.

Dacă tăierea se face pentru a obține o piatră prețioasă - un diamant, atunci se folosesc o varietate de vârfuri cu o gamă largă de parametri dimensionali. Primele care se folosesc sunt plăcile sau discurile cu granulație diamantată de cel mai mare diametru. Pe măsură ce procesul continuă, granularitatea duzelor scade. Lustruirea finală se realizează folosind nanoparticule de diamant.

Uneltele cu care se efectuează tăierea diferă în funcție de scopul propus și principiul de funcționare. Unele dintre ele funcționează datorită prezenței mișcării de rotație a rotorului, pe arborele de capăt al căruia este atașat un disc de șlefuit. Alte instrumente funcționează pe principiul mișcării alternative. Plăcile de șlefuit sunt introduse în clemele speciale ale acestor scule.

În procesul de prelucrare, diamantele sunt măcinate până la o stare sticloasă transparentă. Datorită faptului că fațetele viitorului diamant sunt situate în poziții strict verificate și la un unghi dat, materia primă brută este transformată într-o piatră prețioasă. În ultima etapă de procesare, este lustruit până la o stare asemănătoare oglinzii.

Puteți găsi informații interesante despre extracția și prelucrarea diamantelor în următorul videoclip.