Hoe worden diamanten verwerkt?
Diamant is een natuurlijk mineraal dat koolstof is met een allotroop kristalrooster. Door zijn moleculaire structuur is het een extreem hard materiaal dat voor onbepaalde tijd kan worden bewaard.
De chemische samenstelling van een diamant kan door verschillende factoren worden gewijzigd: hoge temperatuur, druk en/of vacuüm. Als gevolg van hun actie verandert de diamant in een ander chemisch element - grafiet, dat een andere samenstelling van kwalitatieve kenmerken heeft.
Diamanten worden verkregen door natuurlijke mijnbouw en kunstmatige productie. Bij de tweede methode wordt het chemische element grafiet blootgesteld aan hoge temperatuur en druk. Het grafietmateriaal verandert zijn moleculaire structuur en verandert in ruwe diamanten, waardoor karakteristieke sterkte-eigenschappen worden verkregen.
De verkregen grondstof moet voor verder gebruik nog worden verwerkt. De factor van verhoogde diamanthardheid vereist een speciale benadering van de implementatiemethoden.
Geschiedenis
De geschiedenis van de diamantwinning is extreem jong. Dit komt door de complexiteit van het zoeken en winnen van het mineraal, evenals de moeilijkheden die gepaard gaan met de verwerking ervan. De technologie voor het verwerken van het beschreven materiaal met behulp van een andere diamant begon pas in de XIV-XV eeuw na Christus aan populariteit te winnen. Tot die tijd werd deze methode alleen gebruikt door oude Indiase meesters, die de geheimen van de technologie zorgvuldig bewaarden.
Op het grondgebied van Rusland kreeg de ontwikkeling van minerale afzettingen en de ontwikkeling van technologieën voor de verwerking ervan pas in de tweede helft van de 19e eeuw een industriële schaal.Tegenwoordig wordt er in Siberië gewerkt aan de winning van dit mineraal in mijnen die op de lijst van de grootste ter wereld staan. Tegelijkertijd zijn alle soorten diamantbewerkingen onder de knie.
Verwerkingsfuncties
De verwerkingstechnologie en de reeks technische apparaten die hiervoor geschikt zijn, worden bepaald door de naam van het uiteindelijke doel waarvoor de geslepen diamant zal worden gebruikt.
De kenmerken van diamant maken het gebruik ervan in verschillende technologische systemen, gereedschappen en apparaten noodzakelijk. Een fijne diamantfractie - grit, wordt bijvoorbeeld gebruikt als een sproeicoating die de werkoppervlakken van snij-inrichtingen bedekt. Diamantspuiten wordt gebruikt voor toepassing op doorslijpschijven, zagen, banden ontworpen voor het zagen van metaal, steen, beton, keramiek en andere materialen.
Ondanks de weerstand van diamant tegen de effecten van destructieve belastingen van een breed bereik, het is een kwetsbaar materiaal... Het gebruik van slagperstechnologie maakt het mogelijk om diamanten tot spaanders te slijpen. Het breken van het mineraal wordt uitgevoerd met behulp van een hydraulische pers (deze verwerkingsoptie is zelden van toepassing).
De technologie van walsen wordt op grotere schaal gebruikt. Als onderdeel van dit proces wordt de grondstof via een transportband naar een speciale kamer gevoerd waarin cilindrische rollen die met elkaar in contact staan, draaien. Tussen hen in brokkelen ruwe diamanten af. Rekening houdend met de sterktecoëfficiënt van de diamant, gebruikt de transportband verschillende blokken met roterende rollen met verschillende afmetingen van de opening ertussen. Dit maakt het mogelijk om de belasting van het mechanisme te verminderen, aangezien het breken stapsgewijs wordt uitgevoerd volgens het principe van groter naar kleiner.
Het werkoppervlak van de rollen is gecoat met diamantcoating, aangezien geen enkel ander materiaal deze belasting in zo'n effectief equivalent kan weerstaan.
De grootteparameters van de kruimelfractie worden bepaald door de naam van het uiteindelijke doel waarvoor het zal worden gebruikt. Grove diamantgrit wordt gebruikt voor het grof bewerken van materialen met een verhoogde sterktefactor: keramiek, graniet, porcellanato. Grove spanen worden bijvoorbeeld gebruikt als snijelement dat wordt aangebracht op de werkrand van cirkelvormige kronen die bedoeld zijn voor het snijden van ronde gaten in harde materialen: keramische tegels, beton, granieten platen en andere.
Diamantgrit met fijnere korrelgrootte wordt gebruikt voor de fijne verwerking van bepaalde materialen. Als onderdeel van deze verwerking worden materialen gladgemaakt, gepolijst, gepolijst. Polijsten gebeurt met een speciale pasta op basis van diamantstof. Diamantgrit met verschillende korrelgroottes wordt verkregen door breken en vervolgens zeven.
Door gebroken diamant door gaaspanelen met verschillende maaswijdten te leiden, kunnen fracties met een vaste diameter worden verkregen.
Het proces voor het verkrijgen van diamantmaterialen die geschikt zijn voor industriële toepassingen is een meer arbeidsintensieve procedure dan slagperstechnologie. Deze materialen omvatten bijvoorbeeld snijwielen voor glas, draaigereedschapspunten en andere. Het zijn elementen die volledig zijn gemaakt van diamantmassa. De productie van dergelijke toevoegingen omvat de implementatie van productieprocedures die verband houden met de kosten van hulpbronnen en het gebruik van verschillende verwerkingstechnologieën tegelijkertijd.
De sterkte-eigenschappen van diamant maken het veel moeilijker om onderdelen te vervaardigen die hoge eisen stellen aan maatparameters en vormnauwkeurigheid.
Het enige materiaal dat kan worden gebruikt om ruwe diamanten effectief te verwerken, is de diamant zelf.
De juiste combinatie van factoren die het bewerkingsgereedschap en het te snijden materiaal beïnvloeden, zorgt voor de meest efficiënte bewerking. In sommige gevallen wordt het te bewerken werkstuk bijvoorbeeld binnen een gemiddeld temperatuurbereik verwarmd en wordt de temperatuur van het bewerkingsgereedschap in het lage thermische bereik gehouden. In dit geval kan het verwarmde werkstuk worden bewerkt en wordt het percentage gereedschapsslijtage verminderd.
Het gebruik van deze methode is te danken aan de eigenschappen van diamant, die het verkrijgt onder invloed van hoge temperaturen. Hoe hoger de temperatuur, hoe lager de hardheidsfactor van het mineraal.
Hoe maak je een splitsing?
Een andere manier van werken met een diamant is met heet ijzer. Dit mineraal kan een chemische reactie aangaan met een tot hoge temperatuur verhit metaal. Heet ijzer begint de koolstofcomponent van de diamant te absorberen. Op het contactpunt van een ruwijzer met een mineraal smelt dit laatste op moleculair niveau.
Deze methode heeft een lage productie-efficiëntie, maar alleen met zijn hulp is het mogelijk om bepaalde resultaten te bereiken bij de verwerking van diamantmateriaal.
De heetstaalmethode wordt gebruikt wanneer het nodig is om een groot volume aan grondstoffen te snijden met een minimale afvalverhouding. Deze methode maakt gebruik van gloeiende staaldraad aangedreven door roterende assen. In dit geval is de snijlijn zo dun mogelijk en wordt het verlies van de belangrijkste grondstof tot een minimum beperkt.
Met de hete zaagmethode kunnen alleen algemene bewerkingsmanipulaties worden uitgevoerd. Gedetailleerd snijden wordt uitgevoerd met behulp van meer geavanceerde slijptechnologieën. Binnen deze methode wordt ook de hete boortechnologie gebruikt. In dit geval wordt ook het boorstalen element tot hoge temperaturen verwarmd. De effectiviteit van de methode neemt ook toe door verhitting van beide delen als gevolg van wrijving tegen elkaar.
Diamantboren wordt gebruikt om voorbewerkingen uit te voeren. Gaten met de vereiste diameter worden geboord langs de splitlijn van het werkstuk. Er worden speciale ankerexpanders in ondergedompeld. De technologie maakt het mogelijk om de uitzetting van de ankers één voor één of gelijktijdig te regelen. Hierdoor wordt het mogelijk om het werkstuk gecontroleerd langs een bepaalde lijn te splijten.
De hoek waaronder de gaten worden geboord, speelt een belangrijke rol in de effectiviteit van de methode. Elke afwijking van de opgegeven waarden kan leiden tot verminderde splitsingsnauwkeurigheid.
Hoe wordt een diamant gepolijst?
De belangrijkste richting in de verwerkingstechnologieën van dit mineraal is het malen. Dankzij deze procedure krijgen diamanten hun uiteindelijke vorm en veranderen ze in sommige gevallen in edelstenen.
Bij het maken van diamanten gebruiken ambachtslieden stapsgewijze verwerkingsmethoden. Het ruwe werkstuk wordt ontdaan van eventuele onzuiverheden van andere mineralen. Vervolgens wordt een ruwe zaagbewerking uitgevoerd, waardoor de hoofdvorm van het toekomstige product wordt gevormd. Daarna begint het snijden.
Voor het slijpen van een diamantmineraal worden apparaten gebruikt die zijn uitgerust met speciale hulpstukken - schijven of platen met een dikte, vorm en fabricagemateriaal die overeenkomen met de naam van de procedure die wordt uitgevoerd. De werkoppervlakken van deze hulpstukken zijn gecoat met fracties van diamantschilfers van verschillende diameters.
Als het snijden wordt gedaan met het doel een edelsteen te verkrijgen - een diamant, dan wordt een verscheidenheid aan tips met een breed scala aan dimensionale parameters gebruikt. De eerste die worden gebruikt zijn platen of schijven met diamantkorrel met de grootste diameter. Naarmate het proces vordert, neemt de korreligheid van de mondstukken af. Het uiteindelijke polijsten wordt uitgevoerd met behulp van diamanten nanodeeltjes.
De gereedschappen waarmee het snijden wordt uitgevoerd, verschillen in doel en werkingsprincipe. Sommige functioneren door de aanwezigheid van de roterende beweging van de rotor, op de eindas waarvan een slijpschijf is bevestigd. Andere tools werken volgens het principe van heen en weer gaande beweging. In de speciale klemmen van deze gereedschappen worden slijpplaten gestoken.
Tijdens het verwerkingsproces worden diamanten vermalen tot een transparante glasachtige staat. Doordat de facetten van de toekomstige diamant zich in strikt gecontroleerde posities en onder een bepaalde hoek bevinden, wordt de ruwe grondstof omgezet in een edelsteen. In de laatste fase van de verwerking wordt het gepolijst tot een spiegelachtige staat.
De reproductie van het hele proces kost enorm veel tijd (soms jaren), wat wordt verklaard door de weerstand van het mineraal tegen invloeden van buitenaf.
Interessante informatie over diamantwinning en -verwerking is te vinden in de volgende video.
