Kako se obdelujejo diamanti?

Diamant je naravni mineral, ki je ogljik z alotropno kristalno mrežo. Zaradi posebnosti svoje molekularne zgradbe je izredno trd material, ki se lahko skladišči neomejeno dolgo.

Kemična sestava diamanta se lahko spremeni pod vplivom različnih dejavnikov: visoke temperature, tlaka in/ali vakuuma. Zaradi njihovega delovanja se diamant spremeni v drug kemični element - grafit, ki ima drugačno sestavo kvalitativnih lastnosti.

Diamanti se pridobivajo z naravnim in umetnim rudarjenjem. Kot del druge metode je kemični element grafit izpostavljen visoki temperaturi in tlaku. Grafitni material spremeni svojo molekularno strukturo in se spremeni v surovi diamant, ki pridobi značilne lastnosti trdnosti.

Zgodovina rudarjenja diamantov je izjemno mlada. To je posledica zapletenosti iskanja in pridobivanja mineralov, pa tudi težav, povezanih z njegovo predelavo. Tehnologija obdelave opisanega materiala s pomočjo drugega diamanta je začela pridobivati ​​​​priljubljenost šele v XIV-XV stoletju našega štetja.Do takrat so to metodo uporabljali le starodavni indijski mojstri, ki so skrbno hranili skrivnosti tehnologije.

Na ozemlju Rusije sta razvoj nahajališč mineralov in razvoj tehnologij za njihovo predelavo v industrijskem obsegu dosegla šele v drugi polovici 19. stoletja. Do danes v Sibiriji potekajo dela za pridobivanje tega minerala iz rudnikov, ki so na seznamu največjih na svetu. Hkrati so obvladane vse vrste obdelave diamantov.

Tehnologija obdelave in nabor za to primernih tehničnih pripomočkov je določena z imenom končnega namena, za katerega bo obdelan diamant uporabljen.

Lastnosti diamanta zahtevajo njegovo uporabo v različnih tehnoloških sistemih, orodjih in napravah. Na primer, fina diamantna frakcija - drobtina se uporablja kot premaz, ki pokriva delovne površine vseh rezalnih naprav. Diamantno brizganje se uporablja za nanašanje na rezalne plošče, žage, trakove za žaganje kovine, kamna, betona, keramike in drugih materialov.

Kljub odpornosti diamanta na širok razpon destruktivnih obremenitev, je krhek material. Uporaba tehnologije udarnega stiskanja omogoča mletje diamantov v drobtine. Drobljenje mineralov se izvaja s hidravlično stiskalnico (ta možnost obdelave je redko uporabna).

Bolj razširjena je tehnologija valjčnega brušenja. Kot del tega procesa se surovina dovaja po tekočem traku v posebno komoro, v kateri se vrtijo cilindrični valji, ki se med seboj dotikajo. Med njimi se surovi diamant drobi.Glede na faktor trdnosti diamanta transportni trak uporablja več blokov z vrtljivimi valji z različnimi režami med njimi. To vam omogoča zmanjšanje obremenitve mehanizma, saj se postopno drobljenje izvaja po načelu od večjega do manjšega.

Parametri velikosti frakcije drobtine so določeni z imenom končnega namena, za katerega se bo uporabljala. Diamantni zrnatost z bolj grobo zrnatostjo se uporablja za grobo obdelavo materialov s povečanim faktorjem trdnosti: keramika, granit, porcelanska lončevina. Na primer, veliki odrezki se uporabljajo kot rezalni element, ki se nanese na delovni rob okroglih kron, namenjenih za rezanje okroglih lukenj v trdih materialih: keramičnih ploščicah, betonu, granitnih ploščah in drugih.

Diamantni odrezki drobnejših zrn se uporabljajo za fino obdelavo različnih materialov. V okviru te obdelave se materiali čistijo, brusijo, polirajo. Poliranje poteka s posebno pasto, ki temelji na diamantnem prahu. Pridobivanje diamantnih zrn različnih velikosti zrn se doseže z drobljenjem in naknadnim presejanjem.

Postopek pridobivanja diamantnih materialov, primernih za industrijsko uporabo, je bolj delovno intenziven postopek kot tehnologija udarnega stiskanja. Kot ti materiali se uporabljajo na primer krogi za rezanje stekla, konice orodij za struženje in drugo.So elementi, ki so v celoti sestavljeni iz diamantne mase. Izdelava takšnih dodatkov vključuje izvajanje proizvodnih postopkov, povezanih s stroški virov in uporabo več tehnologij obdelave hkrati.

Zaradi trdnostnih lastnosti diamanta je veliko težje izdelati dele, ki postavljajo visoke zahteve glede dimenzijskih parametrov in natančnosti oblike.

Pravilna kombinacija dejavnikov, ki vplivajo na obdelovalno orodje in material za obdelavo, omogoča čim bolj učinkovito obdelavo. Na primer, v nekaterih primerih se obdelovanec segreva v srednjem temperaturnem območju, temperatura obdelovalnega orodja pa se ohranja v nizkem termičnem območju. V tem primeru se ogreti obdelovanec lahko obdeluje, odstotek obrabe orodja pa se zmanjša.

Drug način obdelave diamanta je delo z vročim železom. Ta mineral lahko vstopi v kemično reakcijo s kovino, segreto na visoke temperature. Vroče železo začne absorbirati vsebnost ogljika v diamantu. Na mestu stika vroče kovine z mineralom se slednji stopi na molekularni ravni.

Ta metoda ima nizko proizvodno učinkovitost, vendar je le z njeno pomočjo mogoče doseči določene rezultate pri obdelavi diamantnega materiala.

Uporaba metode vročega jekla se izvaja, kadar je potrebno rezati veliko količino surovin z minimalnim koeficientom odpadkov. Ta metoda uporablja vročo jekleno žico, ki jo poganjajo vrtljive gredi. V tem primeru je rezalna linija čim tanjša, izguba glavne surovine pa je zmanjšana na minimum.

Z metodo vročega žaganja je mogoče izvajati samo manipulacije, namenjene splošni obdelavi. Podrobno rezanje se izvaja z uporabo bolj zapletenih tehnologij brušenja. V okviru te metode se uporablja tudi tehnologija vročega vrtanja. V tem primeru se tudi jekleni element za vrtanje segreje na visoke temperature. Učinkovitost metode se poveča tudi s segrevanjem obeh delov zaradi medsebojnega trenja.

Diamantno vrtanje se uporablja za grobo obdelavo. Luknje želenega premera se izvrtajo vzdolž razcepne črte obdelovanca. V njih so potopljeni posebni sidrni ekspanderji. Tehnologija omogoča nadzor nad raztezanjem sider enega za drugim ali istočasno. Zahvaljujoč temu postane mogoče izvesti nadzorovano razdelitev obdelovanca vzdolž dane črte.

Glavna smer v tehnologiji predelave tega minerala je njegovo mletje. S tem postopkom diamanti dobijo končno obliko in se v nekaterih primerih spremenijo v drage kamne.

Pri izdelavi diamantov se obrtniki zatekajo k postopnim metodam obdelave.Grobi obdelovanec se očisti nečistoč drugih mineralov, če obstajajo. Nato se izvede grobo žaganje, zahvaljujoč kateremu se oblikuje glavna oblika bodočega izdelka. Po tem se začne rezanje.

Za brušenje diamantnega minerala se uporabljajo naprave, ki so opremljene s posebnimi šobami - diski ali ploščami, katerih debelina, oblika in material izdelave ustrezajo imenu postopka, ki se izvaja. Na delovnih površinah teh šob se odlagajo frakcije diamantnih čipov različnih premerov.

Če se rezanje izvaja za pridobitev dragega kamna - diamanta, se uporablja veliko šob s širokim razponom dimenzijskih parametrov. Najprej se uporabijo plošče ali diski z največjim premerom diamantnih zrn. Z napredovanjem postopka se zrnatost šob zmanjšuje. Končno poliranje se izvede z uporabo diamantnih nanodelcev.

Orodja, ki se uporabljajo za fasetiranje, se razlikujejo po namenu in principu delovanja. Nekateri od njih delujejo zaradi rotacijskega gibanja rotorja, na končni gredi katerega je pritrjena brusilna plošča. Delo drugih orodij temelji na principu povratnega gibanja. Brusilne plošče so vstavljene v posebne spone teh orodij.

Med obdelavo se diamanti polirajo do prozornega steklastega stanja. Zaradi dejstva, da so robovi bodočega diamanta nameščeni v strogo prilagojenih položajih in pod določenim kotom, se neobdelana surovina spremeni v dragi kamen. Na zadnji stopnji obdelave se polira v zrcalno stanje.

V naslednjem videu se lahko seznanite z zanimivimi informacijami o rudarjenju in predelavi diamantov.