Πώς γίνεται η επεξεργασία των διαμαντιών;

Το διαμάντι είναι ένα φυσικό ορυκτό που είναι άνθρακας με αλλοτροπικό κρυσταλλικό πλέγμα. Λόγω της μοριακής του δομής, είναι ένα εξαιρετικά σκληρό υλικό που μπορεί να αποθηκευτεί επ' αόριστον.

Η χημική σύνθεση ενός διαμαντιού μπορεί να αλλοιωθεί από διάφορους παράγοντες: υψηλή θερμοκρασία, πίεση ή/και κενό. Ως αποτέλεσμα της δράσης τους, το διαμάντι μετατρέπεται σε ένα άλλο χημικό στοιχείο - γραφίτη, το οποίο έχει διαφορετική σύνθεση ποιοτικών χαρακτηριστικών.

Τα διαμάντια λαμβάνονται με φυσική εξόρυξη και τεχνητή παραγωγή. Στη δεύτερη μέθοδο, το χημικό στοιχείο γραφίτης εκτίθεται σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Το υλικό γραφίτη αλλάζει τη μοριακή του δομή και μετατρέπεται σε ακατέργαστα διαμάντια, αποκτώντας χαρακτηριστικές ιδιότητες αντοχής.

Η ιστορία της εξόρυξης διαμαντιών είναι εξαιρετικά νέα. Αυτό οφείλεται στην πολυπλοκότητα της αναζήτησης και εξόρυξης του ορυκτού, καθώς και στις δυσκολίες που σχετίζονται με την επεξεργασία του. Η τεχνολογία επεξεργασίας του περιγραφόμενου υλικού με τη βοήθεια ενός άλλου διαμαντιού άρχισε να κερδίζει δημοτικότητα μόνο από τους XIV-XV αιώνες μ.Χ. Μέχρι εκείνη την εποχή, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε μόνο από αρχαίους Ινδούς δασκάλους, οι οποίοι κρατούσαν προσεκτικά τα μυστικά της τεχνολογίας.

Στο έδαφος της Ρωσίας, η ανάπτυξη των κοιτασμάτων ορυκτών και η ανάπτυξη τεχνολογιών για την επεξεργασία τους έλαβαν βιομηχανική κλίμακα μόνο στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα.Σήμερα στη Σιβηρία γίνονται εργασίες εξόρυξης αυτού του ορυκτού σε ορυχεία που βρίσκονται στη λίστα με τα μεγαλύτερα στον κόσμο. Ταυτόχρονα, όλα τα είδη επεξεργασίας διαμαντιών έχουν κατακτηθεί.

Η τεχνολογία επεξεργασίας και το σύνολο των τεχνικών συσκευών που είναι κατάλληλες για αυτό καθορίζονται από το όνομα του τελικού σκοπού για τον οποίο θα χρησιμοποιηθεί το κομμένο διαμάντι.

Τα χαρακτηριστικά του διαμαντιού απαιτούν τη χρήση του σε διάφορα τεχνολογικά συστήματα, εργαλεία και συσκευές. Για παράδειγμα, ένα λεπτό κλάσμα διαμαντιού - τρίξιμο, χρησιμοποιείται ως επίστρωση ψεκασμού στις επιφάνειες εργασίας οποιωνδήποτε συσκευών κοπής. Ο ψεκασμός διαμαντιών χρησιμοποιείται για εφαρμογή σε δίσκους κοπής, πριόνια, ταινίες που έχουν σχεδιαστεί για πριόνισμα μετάλλου, πέτρας, σκυροδέματος, κεραμικών και άλλων υλικών.

Παρά την αντίσταση του διαμαντιού στις επιπτώσεις καταστροφικών φορτίων μεγάλου εύρους, είναι ένα εύθραυστο υλικό... Η χρήση της τεχνολογίας κρουστικής συμπίεσης καθιστά δυνατή την άλεση διαμαντιών σε τσιπς. Η σύνθλιψη του ορυκτού πραγματοποιείται με υδραυλική πρέσα (αυτή η επιλογή επεξεργασίας είναι σπάνια).

Η τεχνολογία της έλασης χρησιμοποιείται ευρύτερα. Ως μέρος αυτής της διαδικασίας, η πρώτη ύλη τροφοδοτείται μέσω ενός μεταφορέα σε έναν ειδικό θάλαμο, στον οποίο περιστρέφονται κυλινδρικοί κύλινδροι σε επαφή μεταξύ τους. Περνώντας ανάμεσά τους, ακατέργαστα διαμάντια θρυμματίζονται. Λαμβάνοντας υπόψη τον παράγοντα αντοχής του διαμαντιού, ο μεταφορέας χρησιμοποιεί πολλά μπλοκ με περιστρεφόμενους κυλίνδρους που έχουν διαφορετικά μεγέθη του κενού μεταξύ τους. Αυτό καθιστά δυνατή τη μείωση του φορτίου στον μηχανισμό, καθώς η σταδιακή σύνθλιψη πραγματοποιείται σύμφωνα με την αρχή από μεγαλύτερο σε μικρότερο.

Οι παράμετροι μεγέθους του κλάσματος ψίχουλα καθορίζονται από το όνομα του τελικού σκοπού για τον οποίο θα χρησιμοποιηθεί. Ο χοντρός κόκκος διαμαντιού χρησιμοποιείται για την ακατέργαστη επεξεργασία υλικών με αυξημένο συντελεστή αντοχής: κεραμικά, γρανίτης, πορσελάνη. Για παράδειγμα, τα χοντρά τσιπ χρησιμοποιούνται ως στοιχείο κοπής που εφαρμόζεται στην άκρη εργασίας των κυκλικών κορώνων που έχουν σχεδιαστεί για την κοπή στρογγυλών οπών σε σκληρά υλικά: κεραμικά πλακίδια, σκυρόδεμα, πλάκες γρανίτη και άλλα.

Η άμμος διαμαντιού με λεπτότερο μέγεθος κόκκου χρησιμοποιείται για τη λεπτή επεξεργασία ορισμένων υλικών. Ως μέρος αυτής της επεξεργασίας, τα υλικά λειαίνονται, γυαλίζονται, γυαλίζονται. Το γυάλισμα γίνεται με ειδική πάστα με βάση τη σκόνη διαμαντιού. Διαμάντι διαφορετικού μεγέθους κόκκου λαμβάνεται με σύνθλιψη και επακόλουθο κοσκίνισμα.

Η διαδικασία λήψης υλικών διαμαντιών κατάλληλων για βιομηχανικές εφαρμογές είναι μια πιο επίπονη διαδικασία από την τεχνολογία κρουστικής συμπίεσης. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, τροχούς κοπής γυαλιού, άκρες εργαλείων τόρνευσης και άλλα. Είναι στοιχεία κατασκευασμένα εξ ολοκλήρου από μάζα διαμαντιών. Η παραγωγή τέτοιων προσθηκών περιλαμβάνει τη διενέργεια διαδικασιών παραγωγής που σχετίζονται με το κόστος των πόρων και τη χρήση πολλών τεχνολογιών επεξεργασίας ταυτόχρονα.

Οι ιδιότητες αντοχής του διαμαντιού καθιστούν πολύ πιο δύσκολη την κατασκευή εξαρτημάτων που θέτουν υψηλές απαιτήσεις σε παραμέτρους διαστάσεων και ακρίβεια σχήματος.

Ο σωστός συνδυασμός παραγόντων που επηρεάζουν το εργαλείο κατεργασίας και το υλικό που πρόκειται να κοπεί επιτρέπει την πιο αποτελεσματική κατεργασία. Για παράδειγμα, σε ορισμένες περιπτώσεις, το προς επεξεργασία τεμάχιο θερμαίνεται σε ένα εύρος μέσης θερμοκρασίας και η θερμοκρασία του εργαλείου επεξεργασίας διατηρείται στο χαμηλό θερμικό εύρος. Σε αυτή την περίπτωση, το θερμαινόμενο τεμάχιο μπορεί να υποβληθεί σε μηχανική κατεργασία και το ποσοστό φθοράς του εργαλείου μειώνεται.

Ένας άλλος τρόπος εργασίας με ένα διαμάντι είναι με ζεστό σίδερο. Αυτό το ορυκτό είναι ικανό να εισέλθει σε μια χημική αντίδραση με ένα μέταλλο που θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες. Ο καυτός σίδηρος αρχίζει να απορροφά το συστατικό άνθρακα του διαμαντιού. Στο σημείο επαφής ενός θερμού μετάλλου με ένα ορυκτό, το τελευταίο λιώνει σε μοριακό επίπεδο.

Αυτή η μέθοδος έχει χαμηλή απόδοση παραγωγής, ωστόσο, μόνο με τη βοήθειά της είναι δυνατό να επιτευχθούν ορισμένα αποτελέσματα στην επεξεργασία του υλικού διαμαντιού.

Η μέθοδος του θερμού χάλυβα χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητο να κοπεί μεγάλος όγκος πρώτων υλών με ελάχιστη αναλογία απορριμμάτων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί λαμπερό χαλύβδινο σύρμα που κινείται από περιστρεφόμενους άξονες. Σε αυτή την περίπτωση, η γραμμή κοπής είναι όσο το δυνατόν πιο λεπτή και η απώλεια της κύριας πρώτης ύλης ελαχιστοποιείται.

Με τη μέθοδο του θερμού πριονίσματος, μπορούν να πραγματοποιηθούν μόνο γενικοί χειρισμοί επεξεργασίας. Η λεπτομερής κοπή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας πιο εξελιγμένες τεχνολογίες λείανσης. Σε αυτή τη μέθοδο χρησιμοποιείται επίσης η τεχνολογία θερμής διάτρησης. Σε αυτή την περίπτωση, το στοιχείο χάλυβα διάτρησης θερμαίνεται επίσης σε υψηλές θερμοκρασίες. Η αποτελεσματικότητα της μεθόδου αυξάνεται επίσης λόγω της θέρμανσης και των δύο μερών ως αποτέλεσμα της τριβής μεταξύ τους.

Η διάτρηση με διαμάντια χρησιμοποιείται για την εκτέλεση εργασιών αδροποίησης. Τρύπες της απαιτούμενης διαμέτρου ανοίγονται κατά μήκος της γραμμής διαχωρισμού του τεμαχίου εργασίας. Ειδικοί διαστολείς αγκύρωσης βυθίζονται σε αυτά. Η τεχνολογία καθιστά δυνατό τον έλεγχο της διαστολής των αγκυρίων μία προς μία ή ταυτόχρονα. Χάρη σε αυτό, καθίσταται δυνατή η ελεγχόμενη διαίρεση του τεμαχίου εργασίας κατά μήκος μιας δεδομένης γραμμής.

Η κύρια κατεύθυνση στις τεχνολογίες επεξεργασίας αυτού του ορυκτού είναι η άλεσή του. Χάρη σε αυτή τη διαδικασία, τα διαμάντια παίρνουν το τελικό τους σχήμα και σε ορισμένες περιπτώσεις μετατρέπονται σε πολύτιμους λίθους.

Κατά την κατασκευή διαμαντιών, οι τεχνίτες χρησιμοποιούν μεθόδους επεξεργασίας βήμα προς βήμα. Το ακατέργαστο τεμάχιο καθαρίζεται από ακαθαρσίες άλλων ορυκτών, εάν υπάρχουν. Στη συνέχεια εκτελείται ένα πρόχειρο πριόνισμα, λόγω του οποίου σχηματίζεται το κύριο σχήμα του μελλοντικού προϊόντος. Μετά από αυτό, αρχίζει η κοπή.

Για την άλεση ενός ορυκτού διαμαντιού, χρησιμοποιούνται συσκευές εξοπλισμένες με ειδικά εξαρτήματα - δίσκοι ή πλάκες με πάχος, σχήμα και υλικό κατασκευής που αντιστοιχεί στο όνομα της διαδικασίας που εκτελείται. Οι επιφάνειες εργασίας αυτών των εξαρτημάτων είναι επικαλυμμένες με κλάσματα διαμαντιών διαφόρων διαμέτρων.

Εάν η κοπή γίνεται με στόχο την απόκτηση μιας πολύτιμης πέτρας - ενός διαμαντιού, τότε χρησιμοποιείται μια ποικιλία από άκρες με ένα ευρύ φάσμα παραμέτρων διαστάσεων. Τα πρώτα που χρησιμοποιούνται είναι πλάκες ή δίσκοι με διαμάντι μεγαλύτερης διαμέτρου. Καθώς η διαδικασία προχωρά, η κοκκοποίηση των ακροφυσίων μειώνεται. Το τελικό γυάλισμα πραγματοποιείται με τη χρήση νανοσωματιδίων διαμαντιού.

Τα εργαλεία με τα οποία πραγματοποιείται η κοπή διαφέρουν ως προς τον σκοπό και την αρχή λειτουργίας τους. Ορισμένα από αυτά λειτουργούν λόγω της παρουσίας της περιστροφικής κίνησης του ρότορα, στον ακραίο άξονα του οποίου είναι στερεωμένος ένας δίσκος λείανσης. Άλλα εργαλεία λειτουργούν με βάση την αρχή της παλινδρομικής κίνησης. Πλάκες λείανσης εισάγονται στους ειδικούς σφιγκτήρες αυτών των εργαλείων.

Κατά τη διαδικασία επεξεργασίας, τα διαμάντια αλέθονται σε μια διαφανή υαλώδη κατάσταση. Λόγω του γεγονότος ότι οι όψεις του μελλοντικού διαμαντιού βρίσκονται σε αυστηρά επαληθευμένες θέσεις και σε μια δεδομένη γωνία, η ακατέργαστη πρώτη ύλη μετατρέπεται σε πολύτιμο λίθο. Στο τελευταίο στάδιο της επεξεργασίας, γυαλίζεται σε κατάσταση που μοιάζει με καθρέφτη.

Μπορείτε να βρείτε ενδιαφέρουσες πληροφορίες σχετικά με την εξόρυξη και την επεξεργασία διαμαντιών στο επόμενο βίντεο.