СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ.
Методы обработки алмазов основываются на физико-химических свойствах, присущих алмазам. Исследовательские работы по совершенствованию различных методов обработки алмазов связаны с поисками путей повышения рентабельности и снижения затрат на изготовления каждого одного карата высококачественной готовой продукции при серийном производстве бриллиантов.
Процесс обработки алмаза заключается в удалении части материала.
Это может происходить за счет механического, термического, химического или комбинированного воздействии.
Технологический процесс обработки алмазов в бриллианты включает три стадии:
Распиливание алмазов на части с целью рационального использования алмазного сырья и повышения процента выхода «годной» продукции;
Обточку (обдирку) алмазов по форме близкой к будущему бриллианту, необходимой для последующей огранки со съемом минимального припуска;
Огранку, выполняемую в две стадии:
1. Шлифование со съемом основной массы кристалла для образования на поверхности заготовки граней определенной формы;
2. Полирование с приданием отшлифованным поверхностям зеркального блеска со снятием рисок, оставшихся от шлифования.
Исследовательские работы по поиску путей повышения рентабельности при изготовления изделий из алмазов ведутся на всех технологических переходах обработки алмазов с применением различных методов воздействия.
При механическом воздействия происходит разрушение кристаллов алмазов по плоскостям спайности из-за существенной анизотропии физико-механических свойств алмаза. Разрушение может происходить за счет сжатия, изгиба или растяжения в зависимости от градиента приложенного напряжения.
Химическое воздействие при нормальной температуре (293К) невозможно т.к. при температурах до 800-900К алмаз химически инертен и не поддается действию даже таких кислот как плавиковая, серная, азотная и др. при высоких концентрациях. При температуре больше 900К алмаз приобретает некоторую химическую активность т.к. начинает переходить в другое аллотропное состояние.
Температурное воздействие . При нагревании свыше 900К алмаз начинает менять свои свойства. Твердость алмаза уменьшается при увеличении температуры, также повышается его химическая активность. Это свойство алмаза широко используется при его полировке.
При локальном воздействии температуры можно произвести размерную обработку. Локальная температура создается лучом лазера или электронным лучом. Под её влиянием в зоне воздействия алмаз превращается в углерод, который, соединяясь с кислородом из воздуха, удаляется из зоны обработки.
Комбинированное воздействие. Процесс механической обработки алмазов абразивным инструментом является по существу комбинированным, потому что в нем присутствуют и механическое и термическое и химическое воздействие на обрабатываемую поверхность, т.к. применяемые в настоящее время методы обработки алмазов как правило сопровождается повышением температуры в зоне резания: при распиливании 600К-700К, при огранке 700К-900К и более. Температурный фактор обработки повышает химическую активность алмаза, способствует его графитизации, приводит к росту адгезионной способности аморфного углерода.
Для усовершенствования процесса обработки алмазов возможен подбор химического состава материала обрабатывающего инструмента, например ограночного диска или ввода в зону резания химически активных с углеродом элементов.
При наложенииультразвуковых колебаний на зону обработки алмаза происходит интенсификация процесса съема массы алмаза. В среднем эффективность процесса растет на 10-15%.
Использование в гранильном производстве электроэрозионной обработки, не получило широкого применения из-за серьезных технических проблем при обеспечении электропроводящих свойств поверхности и сложности применяемого оборудования.
Анализ существующих методов обработки алмазов в бриллианты показывает, что в настоящее время единственным универсальным и наиболее перспективным методом огранки алмазов является алмазоабразивная механическая обработка.
Остальные методы на данный момент серьезного практического значения не имеют из-за низкой производительности и сложного технологического оборудования за исключением лазерной размерной обработки алмаза на предварительных операциях. Однако лазерная технология не способна решить проблемы повышения эффективности заключительных операций обработки бриллиантов, особенно наиболее трудоемкой операции огранки. Это связано с тем, что лучевые методы обработки не обеспечивают требуемых параметров качества поверхностного слоя и точности формы бриллианта. Поэтому повышение эффективности алмазоабразивной механической обработки является актуальной научно-технической проблемой современного производства по обработке алмазов в бриллианты.
На протяжении всего времени существования гранильного производства в России имеет место непрерывное совершенствование существующей и создание новой технологии и оборудования, прежде всего направленного на решение проблемы автоматизации ограночных операций и на исключение ручного труда огранщика на финишных стадиях обработки.
Недостатком существующей технологии с ручной огранкой на финишных стадиях обработки алмазов является привязанность огранщика к одному алмазу. На станках с ручным управлением и визуальным контролем точности и качества поверхностей изделий режимы обработки определяются органами чувств оператора- огранщика методом проб и ошибок. Процесс обработки при этом объективно и полностью не контролируется и не управляется, так как в конечном итоге он зависит от квалификации огранщика.
Для повышения эффективности обработки алмазного сырья в СКТБ «Кристалл» (г.Смоленск) создаются автоматизированные распиловочные комплексы АРК-1, АРК-2 и более модернизированный комплекс АРК-3, имеющий более высокую чувствительность датчиков синхронизации включения микроподачи в наиболее оптимальном диапазоне скоростей и более точной ориентировкой кристалла по линии распиливания.
Для повышения эффективности операции обдирки большинство заводов оснащены обдирочными станками ШП-6 и АИЦ 34-006, полуавтоматами СОМ-1, их аналогами ЛЗ-270, а также станками СОМ-2, СОМ-3В.
Дальнейшие работы по совершенствованию процесса обдирки связаны с разработкой управляющих программ, задающих параметры обдирки и последующих операций с гибкой технологической схемой обработки кристаллов, а также создание автоматизированного обдирочного оборудования с ЧПУ, комплексно решающего проблемы повышения эффективности обработки сырья на основе компьютерных технологий.
Процесс огранки (шлифование и полирование) алмазов является наиболее ответственным, трудоемким и многочисленным по количеству персонала в существующем технологическом процессе обработки алмазов, кроме того развитие медицины и электроники предъявляет более высокие требования к размерам, качеству поверхности и получению оптических классов чистоты монокристаллов алмазов чем при огранке алмазов в бриллианты.
В настоящее время на финишных стадиях процесса огранки алмазов используется ручной труд высококвалифицированных огранщиков. Станки для ручного шлифования и полирования алмазов служат для привода во вращение шлифовального диска, на который наносится шаржированный алмазный порошок различной зернистости по поясам шлифования и полирования. Подача на диск производится вручную с помощью приспособления, управляемого оператором, который выбирает «мягкое» направление шлифования и контролирует размер кристалла, руководствуясь своими органами чувств; поэтому решающая роль в качестве получаемого бриллианта зависит от квалификации огранщика и его субъективного самочувствия в процессе работы. При ручной обработке возникают такие погрешности, как неправильность геометрических форм, несоответствие размеров, несходимость граней в одну точку. Поэтому к операциям огранки на финишных стадиях привлекают огранщиков высокой квалификации.
В Российском гранильном производстве была предпринята попытка использовать для автоматизации финишных стадий огранки алмазов станки типа «Малютка», в которых съем припуска с каждой грани осуществлялся на определенной частоте вращения ограночного диска в течение фиксированного времени. Затем оправка в автоматическом режиме осуществляла деление на другую грань и аналогично осуществлялась обработка следующей грани. Однако изделия, полученные на этих станках, не соответствовали техническим требованиям по геометрической точности и сходимости граней в одну точку, т.к. при использовании фиксированного (заранее заданного) времени съема припуска невозможно учесть всех факторов, в том числе влияние изменения остроты режущих зерен ограночного диска в связи с их размерным износом.
Кроме того, и при огранке алмазов вручную, и при использовании станков «Малютка» шлифовка кристаллов осуществляется только в «мягком» направлении, что даёт гораздо худшее качество обрабатываемой поверхности, неприемлемое для изделий микроэлектронной техники. Обработка таких изделий требует огранку алмазов осуществлять только в «твердом» направлении (при этом вероятность дефектов полностью исключается). Однако существующая технология и оборудование для осуществления этого процесса не отвечают этим требованиям.
В настоящее время в процессе огранки используют различного вида манипуляторы серии УП с программным управлением, которые позволяют поднять производительность труда и избавить квалифицированных огранщиков от монотонного труда по «снятию массы».
На одном станке с использованием указанных манипуляторов с ЧПУ может быть произведена одновременная обработка до четырех алмазов. При этом все алмазы одновременно шлифуются только в «мягком» направлении. Момент окончания процесса огранки каждого алмаза для его отвода от ограночного диска, делительного поворота на обработку следующей грани, подвода в зону обработки и поиск «мягкого» направления контролируется огранщиком. Каждый обрабатываемый на таком станке полуфабрикат затем подвергают финишной стадии огранки, которую осуществляют вручную.
Последние достижения в повышении точности механической обработки сделали возможным обрабатывать хрупкие материалы так, что преобладающим механизмом удаления материала становится не хрупкое разрушение, а пластическое течение. Этот процесс известен как шлифование в режиме пластичности. Когда хрупкие материалы шлифуют в режиме пластической деформации, получается поверхность примерно с такими же характеристиками как после полирования или притирки. Однако в отличии от них микрошлифование - это регулируемый процесс, пригодный для обработки высокоточных изделий и деталей сложной формы.
Эта принципиально новая технология, сущность которой состоит в самонастраивающемся компьютерном управлении при реализации модели физической мезомеханики дискретного, пластичного и размерно-регулируемого микрорезания твердоструктурных кристаллов и минералов (алмазов) на основе информации об упругих деформациях в обрабатывающей системе, реализована в станочном модуле с ЧПУ модели АН-12ф4, созданном в АОЗТ «АНКОН».
→В процессе обработки алмаза огранщики преследуют единственную цель - сэкономить алмазное сырье и по возможности удалить часть природных включений камня. Процесс огранки - очень сложный в технологическом плане, он состоит из нескольких операций. Заключительным этапом становится шлифовка и полировка, о которых и пойдет речь далее.
После распиловки и придания заготовке нужных очертаний приступают к шлифованию. Облагородить поверхность самого твердого минерала можно только с помощью другого такого же алмаза. Это связано с тем, что камень имеет разную твердость на разных участках поверхности. На этих различиях и "играют" огранщики - они используют алмазный порошок, в котором наряду менее твердым частицами встречаются и более твердые. Ими-то и можно отшлифовать кристалл.
Процесс шлифования на гранильном предприятии выглядит так: шлифовальный станок, который представляет собой небольшой стальной круг диаметром в 30 сантиметров, покрывается алмазной крошкой. Далее при помощи клещей алмазы крепко зажимаются и подносятся к алмазному диску, который крутится с огромной скоростью - 2000-3000 оборотов в минуту.
Процесс шлифования огранщик оценивает на глаз, не особо полагаясь на показания приборов. Как показывает практика, такой подход наиболее результативен в плане качества. Издержки алмазного сырья очень велики - при круглой огранке потери достигают 50-60%. Впрочем, отходы тоже идут в дело - алмазная крошка потом используется для шлифовки.
После шлифовки наступает стадия полирования, которой алмазы подвергаются на том же стальном круге. Разница лишь в величине зерна алмазного абразива - для полировки используется очень мелкий алмазный порошок, который крепится к стальному крусу посредством льняного масло. Как правило, на шлифовальном диске находятся сразу несколько полос с алмазным порошком различной величины (так называемая алмазная паста).
С ее помощью поверхность граней бриллианта становится зеркально ровной и гладкой, что очень важно для светопреломляющих свойств камня. Бриллиант хорошей огранки имеет высокий коэффициент отражения света, вот почему так важно достичь идеальных пропорций.
Завершает огранку процесс промывки, в ходе которого с поверхности бриллиантов счищается производственная грязь и масло, попавшее на камни при соприкосновении с алмазной пастой. Грязь и масло удаляются с помощью водного раствора серной кислоты, спирта и азотно-кислого калия. Бриллианты подвергают кипячению в этом растворе, потом моют в дистиллированной воде и обтирают спиртом.
После этих процедур бриллианты обретают заветный блеск и отправляются на оценку, где опытные эксперты определяют их вес, цвет, дефектность, качество огранки, сортируют по размерно-весовым группам в соответствии с российской или международной классификацией
В этой статье:
Алмаз является самым твердым материалом в природе. Все знают, что для того чтобы получить бриллиант, алмаз обрабатывается. Но как же это сделать, ведь для этого необходимы еще более твердые материалы? Чем обрабатывают алмазы, изготавливая бриллианты?
На самом деле в твердости алмаза есть границы, в разных направлениях она разная, поэтому если правильно выбрать угол, при котором к алмазу направляется режущий инструмент, можно получить приемлемые результаты. Кроме того, довольно давно люди поняли, что для этих целей годится только другой алмаз или его осколок.
Огранка алмаза
Алмаз представляет собой высококристаллизованный углерод, атомы которого имеют геометрическую организацию, что позволяет откалывать кусочки алмаза параллельно плоскости, образованной атомами. При такой обработке поверхность становится ровная и гладкая.
Прежде чем обработка алмазов начнется, мастер должен изучить его внутреннюю структуру. Любое неправильно рассчитанное включение или трещина может привести к тому, что в процессе огранки камень расколется. Дефекты алмаза оцениваются вручную при помощи лупы. В зависимости от ценности и размера камня, этот процесс может затянуться от нескольких дней до нескольких лет.
Если алмаз имеет матовую поверхность, то перед началом работы одна его сторона шлифуется, чтобы можно было оценить его внутреннюю структуру. После этого, в том случае если необходимо камень расколоть, тушью могут быть нанесены линии раскола.
Раскол
Первым этапом обработки алмаза считается его раскол. Конечно, было бы интересно получить камень как можно больше и не раскалывать его вовсе, но это может повлечь за собой высокую хрупкость, если имеются множественные включения или трещины. Раньше раскол производился при помощи стамески и молотка после тщательных расчетов мастера. Но это часто приводило к ошибкам, и камень мог быть испорчен.
В последнее время вместо раскола стали использовать распил. Для этих целей используют полотно алмазной пилы, состоящее из мели и покрытое крошкой драгоценного камня. Такое полотно вращается со скоростью 10 тысяч оборотов в минуту и постепенно распиливает алмаз.
Процесс может длиться очень долго, один камень весом в 1 карат могут распиливать до 8 часов. Но в последнее время появился еще более надежный способ - сейчас для этих целей используют лазер.
Трение - с помощью этой процедуры получают черновую форму бриллианта. На токарном станке или специальной установке закрепляются два алмаза, после чего устанавливаются в правильном направлении и трутся друг о друга.
Огранка
Огранка алмаза, или как она еще называется, шлифовка, производится только другим алмазом. Это возможно благодаря тому, что твердость алмаза в разных направлениях разная. Поэтому перед тем как перейти к этой процедуре, производят тщательные расчеты. Используется для этих целей и алмазный порошок или крошка.
На горизонтально вращающемся круге из стали, на поверхности которого находится алмазный порошок и масло, шлифуются грани алмаза. При этом скорость вращения круга составляет 2-3 тысячи оборотов в минуту.
Несмотря на большое разнообразие инструментов, опытный огранщик контролирует расположение граней и направление углов вручную при помощи лупы. Существуют определенные механические станки для обработки мелких камней, однако они используются крайне редко.
При огранке алмазов теряется очень большое количество материала. В среднем эта цифра может доходить даже до 50-60%. При обработке легендарного алмаза Куллинана она составила около 65%. При шлифовке алмаза дополнительно образуется алмазный порошок, который также собирается и используется далее.
Полировка - на шлифовальном круге имеется дополнительная полоса, на которую нанесена очень мелкая алмазная крошка (практически пыль), которая используется для дальнейшего полирования бриллианта. Это делается с целью убрать все неровности и следы шлифовки камня.
История обработки алмазов
Впервые начали огранять алмазы еще в Индии. Сперва заметили, что если потереть одним алмазом о другой, то их грани шлифуются и блеск возрастает. Там же и была изобретена легендарная огранка в форме розы. В Европе подвергать алмазы огранке начали позже - только в XIV-XV веках. Впервые в середине XV века ювелиром был огранен алмаз, который впоследствии получил название «Санси».
Спустя два года, алмазы начали распиливать. Сначала такие пилы представляли собой проволоку из железа с нанесенным на поверхность алмазным порошком. Крупные алмазы распиливали долго, например, на распилку алмаза «Регент» ушло целых два года. Поэтому сейчас отказались от такого метода и отдали предпочтение медным или бронзовым дискам.
Сейчас практически весь процесс компьютеризирован. Машина рассчитывает форму огранки, которая позволит камню открыть максимально такие качества, как блеск и игра цвета. Помимо лазера, для распила и обработки алмаза используется ультразвук и электроэрозионная установка.
Несмотря на все свои очевидные достоинства, камень обладает и некоторыми недостатками, например, химической активностью в отношении никеля и железа. При повышенной температуре эти металлы образуют с алмазом растворы внедрения, впоследствии чего алмаз разрушается. То есть алмаз невозможно использовать для того, чтобы порезать сталь на высокой скорости.
Как поётся в одной современной песне: «Лучшие друзья девушек - это бриллианты». Наверное, не найдётся человека, который сможет поспорить с таким утверждением. Ювелирный завод, создающий произведения искусства из драгоценных металлов с инкрустированными в них бриллиантами, сталкивается со сложной задачей обработки алмазов, ведь бриллиант - не что иное, как алмаз, которому при помощи специальных технологий придали необходимую огранку. И задача это совсем не простая, ведь алмазы считают самыми крепкими камнями в мире.
Как удаётся обработать алмаз?
В основу обработки алмаза положено два фактора. Первый заключается в его структуре, второй - в способе обработки. Говоря о структуре алмаза, надо заметить, что алмаз - это углерод, который имеет высокую степень кристаллизации. Атомы углерода, из которых состоит алмаз, всегда создают геометрическую организацию, что позволяет откалывать кусочки параллельно тем плоскостям, которые создают атомы. После такого рода процедур поверхность становится более ровной.Как ни удивительно, но инструментом для обработки алмаза является алмаз, точнее сказать, его отколотые кусочки. На одной из сторон кристалла делается углубление. Туда помещается тонкий резец. После удара по резцу от кристалла откалывается очередной кусочек.Во время обработки алмаза направление этой обработки не должно меняться. Распиливается кристалл с помощью специальных металлических дисков, на которые нанесена алмазная пыль со смазкой. Получается, что при помощи алмазов мы обрабатываем алмаз.Обработка самого твёрдого вещества на Земле - процесс долгий и трудоёмкий. К таким работам допускаются только высококвалифицированные специалисты, обучающиеся данному ремеслу не один год. Да и обучение закончится тем, что человек станет на долгие годы только стажёром. Приступить же к самостоятельной обработке алмазов ему предстоит не так уж и скоро.
Бриллиа́нт (от фр. brillant - блестящий, сверкающий) - алмаз, которому посредством обработки придана специальная форма, максимально выявляющая его естественный блеск. Бриллианты оценивают по системе «4 C»: cut (огранка), clarity (чистота), color (цвет) и carat (масса в каратах), что позволяет определить, насколько камень близок к совершенству.
Главное в оценке огранки камня - её качество: насколько грани геометрически точны и пропорциональны. Идеальная огранка кодируется литерой «А», далее по убыванию качества. Чистота - самый существенный показатель качества бриллиантов: выражается она в наличии или отсутствии дефектов камня или посторонних включений. Идеальный бриллиант, без изъянов, называется бриллиантом чистой воды. По цвету бриллианты подразделяются на традиционные (бесцветные и все оттенки жёлтого) и фантазийные (розовые, голубые, синие, зеленые). Масса бриллиантов измеряется в каратах (1 карат равен 0,2 грамма).
Первые формы обработки были достаточно примитивными: стачивали одну из граней и шлифовали. В 1465 году придворный ювелир бургундского герцога Людвиг ван Беркем впервые произвёл огранку в форме «розы». В течение многих веков ювелиры разрабатывали идеальную бриллиантовую огранку, такую, чтобы свет в алмазе полностью внутренне отражался. В 1961 году Арпад Неджи, 13 лет работавший в этом направлении, разработал новую огранку алмаза - профильную («принцесса»). В последние годы именно такая форма бриллиантов стала весьма популярной.
Алмаз – это природный минерал, представляющий собой углерод с аллотропной кристаллической решёткой. Благодаря особенностям молекулярного строения, он является чрезвычайно твердым материалом, который способен храниться неограниченно долго.
Химический состав алмаза может быть изменен под воздействием разных факторов: высокая температура, давление и/или вакуум. В результате их действия алмаз превращается в другой химический элемент – графит, имеющий иной состав качественных характеристик.
Алмазы получают путем естественной добычи и способом искусственной выработки. В рамках второго способа химический элемент графит подвергают воздействию высокой температуры и давления. Графитный материал меняет свою молекулярную структуру и превращается в алмазное сырье, приобретая характерные свойства прочности.
Перед дальнейшим использованием полученный сырьевой материал нуждается в дополнительной обработке. Фактор повышенной твердости алмаза требует особого подхода к методам ее осуществления.
История
История добычи алмазов чрезвычайно молода. Это объясняется сложностью поиска и добычи минерала, а также трудностями, сопряженными с его обработкой. Технология обработки описываемого материала при помощи другого алмаза стала набирать популярность лишь к XIV-XV веку нашей эры. До этого времени данный метод применялся лишь древними индийскими мастерами, которые тщательно хранили секреты технологии.
На территории России разработка залежей минерала и освоение технологий его обработки приняли промышленный масштаб лишь во второй половине XIX века. На сегодняшний день в Сибири ведется работа по добыче данного полезного ископаемого на рудниках, находящихся в списке крупнейших в мире. При этом освоены все виды обработки алмазов.
Особенности обработки
Технология обработки и набор технических приспособлений, подходящих для этого, определяется наименованием конечной цели, для которой будет использоваться обработанный алмаз.
Характеристики алмаза обуславливают необходимость его использования в различных технологических системах, инструментах и приборах. Например, мелкая алмазная фракция – крошка, используется в качестве напыления, покрывающего рабочие поверхности каких-либо режущих приспособлений. Алмазное напыление применяется для нанесения на отрезные диски, пилы, ленты, предназначенные для распиливания металла, камня, бетона, керамики и других материалов.
Несмотря на устойчивость алмаза к воздействию деструктивных нагрузок широкого спектра, он является хрупким материалом . Применение ударно-прессовочной технологии позволяет измельчать алмазы в крошку. Дробление минерала производится с применением гидравлического пресса (данный вариант обработки редко применим).
Более широко используется технология прокатного измельчения. В рамках данного процесса, сырье подается по конвейеру в специальную камеру, в которой вращаются соприкасающиеся друг с другом цилиндрические валики. Проходя между ними, алмазное сырье крошится. Учитывая коэффициент прочности алмаза, на конвейере применяется несколько блоков с вращающимися валиками, имеющими разную величину зазора между ними. Это позволяет снизить нагрузку на механизм, так как производится поэтапное дробление по принципу от большего к меньшему.
Рабочая поверхность валиков покрывается алмазным напылением, так как никакой другой материал не способен выдержать данную нагрузку в столь эффективном эквиваленте.
Размерные параметры фракции крошки определяются наименованием конечной цели, для которой она будет использоваться. Алмазная крошка более крупной зернистости применяется для грубой обработки материалов с повышенным коэффициентом прочности: керамики, гранита, керамогранита. Например, крупная крошка используется в качестве режущего элемента, наносимого на рабочую кромку круговых коронок, предназначенных для выпиливания круглых отверстий в твердых материалах: керамической кафельной плитке, бетоне, гранитных плитах и других.
Алмазная крошка более мелкой зернистости применяется для осуществления тонкой обработки тех или иных материалов. В рамках данной обработки материалы зачищаются, шлифуются, полируются. Полировка производится специальной пастой, в основе которой лежит алмазная пыль. Получение алмазной крошки разной зернистости достигается путем дробления и последующего просеивания.
Пропускание дробленого алмаза через сеточные панели с разными размерами ячейки позволяет получить фракции фиксированного диаметра.
Процесс получения алмазных материалов, пригодных для применения в производственных целях, является более трудоемкой процедурой, чем ударно-прессовочная технология. В качестве данных материалов используются, например, круги для резки стекла, наконечники токарных резцов и другие. Они представляют собой элементы, полностью состоящие из алмазной массы. Изготовление подобных дополнений предполагает проведение производственных процедур, связанных с ресурсными затратами и применением нескольких технологий обработки одновременно.
Свойства прочности алмаза значительно затрудняют изготовление деталей, предъявляющих высокие требования к размерным параметрам и точности формы.
Единственным материалом, с помощью которого можно производить эффективную обработку алмазного сырья, является сам алмаз.
Правильное комбинирование факторов, воздействующих на инструмент обработки и на обрабатываемый материал, позволяет выполнять обработку максимально эффективно. Например, в некоторых случаях обрабатываемую заготовку нагревают в пределах среднего температурного диапазона, а температуру приспособления для обработки держат в области низких термических показателей. В таком случае разогретая заготовка поддается обработке, а процент износа инструмента снижается.
Использование данного способа обусловлено свойствами алмаза, которые он приобретает под воздействием высоких температур. Чем выше температура, тем ниже коэффициент прочности минерала.
Чем сделать раскол?
Другим способом обработки алмаза является обработка с применением горячего железа. Данный минерал способен вступать в химическую реакцию с металлом, нагретым до высоких температур. Горячее железо начинает поглощать углеродную составляющую алмаза. В точке соприкосновения раскалённого металла с минералом, на молекулярном уровне происходит расплавление последнего.
Данный метод имеет низкую производственную эффективность, однако, лишь с его помощью можно добиться определенных результатов в обработке алмазного материала.
Применение метода горячей стали производится при необходимости распилки большого объема сырья с минимальным отходным коэффициентом. В рамках этого метода используется раскаленная стальная проволока, приводимая в движение вращающимися валами. В данном случае линия распила получается максимально тонкой, а потеря основного сырьевого материала свидится к минимуму.
При помощи метода горячего пиления можно производить лишь манипуляции, направленные на обработку общего характера. Детальная огранка выполняется с применением более сложных технологий шлифовки. В рамках данного метода используется и технология горячего сверления. В этом случае сверлящий стальной элемент также разогревается до высоких температур. Эффективность метода повышается и за счет нагревания обеих деталей в результате трения друг об друга.
Сверление алмаза применяется для выполнения черновой обработки. Вдоль линии раскола заготовки просверливаются отверстия нужного диаметра. В них погружаются специальные анкерные расширители. Технология позволяет осуществлять управление расширением анкеров поочередно или одновременно. Благодаря этому, появляется возможность выполнить контролируемый раскол заготовки по заданной линии.
Ключевую роль для эффективности метода играет угол, под которым просверливаются отверстия. Любое отклонение от заданных значений может привести к нарушению точности раскалывания.
Чем шлифуют алмаз?
Главным направлением в технологиях обработки этого минерала является его шлифовка. Благодаря данной процедуре, алмазы приобретают свою конечную форму, и в некоторых случаях превращаются в драгоценные камни.
Изготавливая бриллианты, мастера прибегают к методам поэтапной обработки. Черновая заготовка очищается от примесей других минералов, если таковые имеются. Затем производится грубая распиловка, благодаря которой формируется основная форма будущего изделия. После этого начинается огранка.
Для шлифовки алмазного минерала используются приспособления, оснащенные специальными насадками – дисками или пластинами, имеющими толщину, форму и материал изготовления, соответствующие наименованию проводимой процедуры. На рабочие поверхности этих насадок нанесены фракции алмазной крошки различного диаметра.
Если огранка производится с целью получения драгоценного камня – бриллианта, то применяется множество насадок с широким спектром размерных параметров. Первыми используются пластины или диски с алмазной крошкой наибольшего диаметра. По мере протекания процесса зернистость насадок уменьшается. Конечная полировка осуществляется с применением алмазных наночастиц.