Jak se diamanty zpracovávají?

Diamant je přírodní minerál, kterým je uhlík s alotropní krystalovou mřížkou. Díky své molekulární struktuře se jedná o extrémně tvrdý materiál, který lze skladovat neomezeně dlouho.

Chemické složení diamantu může být změněno různými faktory: vysokou teplotou, tlakem a/nebo vakuem. V důsledku jejich působení se diamant mění v další chemický prvek - grafit, který má jiné složení kvalitativních charakteristik.

Diamanty se získávají přírodní těžbou a umělou výrobou. Při druhém způsobu je chemický prvek grafit vystaven vysoké teplotě a tlaku. Grafitový materiál mění svou molekulární strukturu a mění se na surové diamanty, které získávají charakteristické pevnostní vlastnosti.

Historie těžby diamantů je extrémně mladá. Je to způsobeno složitostí vyhledávání a těžby nerostu a také obtížemi spojenými s jeho zpracováním. Technologie zpracování popsaného materiálu pomocí jiného diamantu začala získávat popularitu až ve XIV-XV století našeho letopočtu. Do té doby tuto metodu používali pouze staří indičtí mistři, kteří pečlivě uchovávali tajemství této technologie.

Rozvoj ložisek nerostných surovin a rozvoj technologií pro jejich zpracování nabral na území Ruska průmyslový rozměr až ve druhé polovině 19. století.Dnes se na Sibiři pracuje na těžbě tohoto minerálu v dolech, které jsou na seznamu největších na světě. Zároveň byly zvládnuty všechny druhy zpracování diamantů.

Technologie zpracování a k tomu vhodná sada technických zařízení jsou dány názvem konečného účelu, ke kterému bude vybroušený diamant použit.

Vlastnosti diamantu vyžadují jeho použití v různých technologických systémech, nástrojích a zařízeních. Například jemná diamantová frakce - drť, se používá jako naprašovací povlak na pracovních plochách jakýchkoli řezných zařízení. Diamantový nástřik se používá k aplikaci na řezné kotouče, pily, pásy určené k řezání kovu, kamene, betonu, keramiky a dalších materiálů.

Navzdory odolnosti diamantu vůči účinkům destruktivního zatížení širokého rozsahu, je to křehký materiál... Použití technologie rázového lisování umožňuje brousit diamanty na třísky. Drcení nerostu se provádí pomocí hydraulického lisu (tato možnost zpracování je zřídka použitelná).

Více se využívá technologie válcování. V rámci tohoto procesu je surovina přiváděna dopravníkem do speciální komory, ve které rotují válcové válce, které jsou ve vzájemném kontaktu. Surové diamanty se drolí mezi nimi. S ohledem na pevnostní faktor diamantu používá dopravník několik bloků s rotujícími válečky, které mají mezi sebou různé velikosti mezery. To umožňuje snížit zatížení mechanismu, protože postupné drcení se provádí podle principu od většího k menšímu.

Velikostní parametry zlomkové frakce jsou určeny názvem konečného účelu, ke kterému bude použita. Hrubá diamantová drť se používá pro hrubé opracování materiálů se zvýšeným pevnostním faktorem: keramika, žula, porcelánová kamenina. Hrubé třísky se například používají jako řezný prvek nanášený na pracovní hranu kruhových korunek určených k řezání kulatých otvorů do tvrdých materiálů: keramické dlaždice, beton, žulové desky a další.

Diamantová drť jemnější zrnitosti se používá pro jemné zpracování určitých materiálů. V rámci tohoto zpracování se materiály hladí, leští, leští. Leštění se provádí speciální pastou na bázi diamantového prachu. Drcením a následným proséváním se získává diamantová drť různé zrnitosti.

Proces získávání diamantových materiálů vhodných pro průmyslové aplikace je pracnější postup než technologie impaktního lisování. Mezi tyto materiály patří například kotouče na řezání skla, hroty soustružnických nástrojů a další. Jsou to prvky vyrobené výhradně z diamantové hmoty. Výroba takových přídavků zahrnuje provádění výrobních postupů spojených s náklady na zdroje a použití několika zpracovatelských technologií současně.

Pevnostní vlastnosti diamantu značně znesnadňují výrobu dílů, které kladou vysoké nároky na rozměrové parametry a tvarovou přesnost.

Správná kombinace faktorů ovlivňujících obráběcí nástroj a řezaný materiál umožňuje nejefektivnější obrábění. Například v některých případech je obrobek, který má být zpracován, zahříván ve středním teplotním rozsahu a teplota obráběcího nástroje je udržována v nízkém teplotním rozsahu. V tomto případě lze ohřátý obrobek obrábět a procento opotřebení nástroje se sníží.

Dalším způsobem práce s diamantem je horké železo. Tento minerál je schopen vstoupit do chemické reakce s kovem zahřátým na vysoké teploty. Horké železo začne pohlcovat uhlíkovou složku diamantu. V místě kontaktu horkého kovu s minerálem se tento roztaví na molekulární úrovni.

Tato metoda má nízkou efektivitu výroby, nicméně pouze s její pomocí je možné dosáhnout určitých výsledků při zpracování diamantového materiálu.

Metoda horké oceli se používá, když je potřeba nařezat velký objem surovin s minimálním podílem odpadu. Tato metoda využívá žhavící ocelový drát poháněný rotujícími hřídeli. V tomto případě je linie řezu co nejtenčí a ztráty hlavní suroviny jsou minimalizovány.

S metodou řezání za tepla lze provádět pouze obecné manipulace se zpracováním. Detailní řezání se provádí pomocí sofistikovanějších technologií broušení. V rámci této metody se také používá technologie vrtání za tepla. V tomto případě se také vrtný ocelový prvek zahřeje na vysoké teploty. Účinnost metody se také zvyšuje v důsledku zahřívání obou částí v důsledku vzájemného tření.

Diamantové vrtání se používá k provádění hrubovacích operací. Podél dělicí linie obrobku se vyvrtají otvory požadovaného průměru. Jsou do nich ponořeny speciální kotevní expandéry. Technologie umožňuje řídit rozpínání kotev jednu po druhé nebo současně. Díky tomu je možné provádět řízené dělení obrobku podél dané linie.

Hlavním směrem v technologiích zpracování tohoto minerálu je jeho mletí. Díky tomuto postupu získávají diamanty svůj konečný tvar a v některých případech se proměňují v drahé kameny.

Při výrobě diamantů řemeslníci používají postupné způsoby zpracování. Hrubý obrobek je očištěn od nečistot jiných minerálů, pokud existují. Poté se provede hrubé řezání, díky kterému se vytvoří hlavní tvar budoucího produktu. Poté začíná řezání.

Pro broušení diamantového minerálu se používají zařízení vybavená speciálními nástavci - kotouči nebo destičkami, které mají tloušťku, tvar a materiál výroby odpovídající názvu prováděného postupu. Pracovní plochy těchto nástavců jsou potaženy frakcemi diamantových třísek různých průměrů.

Pokud se řezání provádí za účelem získání drahého kamene - diamantu, pak se používají různé hroty s širokou škálou rozměrových parametrů. Jako první se použijí talíře nebo kotouče s diamantovou zrnitostí největšího průměru. Jak proces pokračuje, zrnitost trysek se snižuje. Konečné leštění se provádí pomocí diamantových nanočástic.

Nástroje, kterými se řezání provádí, se liší svým zamýšleným účelem a principem činnosti. Některé z nich fungují díky přítomnosti rotačního pohybu rotoru, na jehož koncovém hřídeli je připevněn brusný kotouč. Ostatní nástroje pracují na principu vratného pohybu. Do speciálních upínačů těchto nástrojů se vkládají brusné desky.

V procesu zpracování se diamanty brousí do průhledného skelného stavu. Díky tomu, že jsou fazety budoucího diamantu umístěny v přísně ověřených polohách a pod daným úhlem, dochází k přeměně hrubé suroviny na drahý kámen. V poslední fázi zpracování se vyleští do zrcadlového stavu.

Zajímavé informace o těžbě a zpracování diamantů najdete v dalším videu.