Kim cương được xử lý như thế nào?

Kim cương là một khoáng chất tự nhiên là cacbon có mạng tinh thể dị hướng. Do cấu trúc phân tử của nó, nó là một vật liệu cực kỳ cứng có thể lưu trữ vô thời hạn.

Thành phần hóa học của kim cương có thể bị thay đổi bởi nhiều yếu tố khác nhau: nhiệt độ cao, áp suất và / hoặc chân không. Do tác động của chúng, viên kim cương biến thành một nguyên tố hóa học khác - graphit, có thành phần khác về đặc tính định tính.

Kim cương có được bằng cách khai thác tự nhiên và sản xuất nhân tạo. Trong phương pháp thứ hai, nguyên tố hóa học graphit tiếp xúc với nhiệt độ và áp suất cao. Vật liệu graphite thay đổi cấu trúc phân tử của nó và biến thành kim cương thô, có được các đặc tính sức mạnh đặc trưng.

Lịch sử khai thác kim cương còn rất trẻ. Điều này là do sự phức tạp của việc tìm kiếm và khai thác khoáng sản, cũng như những khó khăn liên quan đến quá trình chế biến nó. Công nghệ xử lý vật liệu được mô tả với sự trợ giúp của một viên kim cương khác chỉ bắt đầu phổ biến vào thế kỷ XIV-XV sau Công nguyên. Cho đến thời điểm đó, phương pháp này chỉ được sử dụng bởi các bậc thầy Ấn Độ cổ đại, những người cẩn thận giữ bí mật của công nghệ.

Trên lãnh thổ của Nga, sự phát triển của các mỏ khoáng sản và sự phát triển của công nghệ chế biến nó chỉ ở quy mô công nghiệp vào nửa sau của thế kỷ 19.Ngày nay ở Siberia, công việc khai thác khoáng sản này đang được tiến hành tại các mỏ nằm trong danh sách lớn nhất thế giới. Đồng thời, tất cả các loại hình gia công kim cương đã được thành thạo.

Công nghệ xử lý và bộ thiết bị kỹ thuật phù hợp cho việc này được xác định theo tên của mục đích cuối cùng mà viên kim cương cắt sẽ được sử dụng.

Các đặc tính của kim cương đòi hỏi nó phải được sử dụng trong các hệ thống công nghệ, công cụ và thiết bị khác nhau. Ví dụ, một phần kim cương mịn - sạn, được sử dụng làm lớp phủ phún xạ trên bề mặt làm việc của bất kỳ thiết bị cắt nào. Phun kim cương được sử dụng để ứng dụng trên đĩa cắt, cưa, dây đeo được thiết kế để cưa kim loại, đá, bê tông, gốm sứ và các vật liệu khác.

Mặc dù kim cương có khả năng chống lại các tác động của tải trọng phá hủy trên phạm vi rộng, nó là một vật liệu dễ vỡ... Việc sử dụng công nghệ ép va đập giúp cho việc mài kim cương thành chip. Việc nghiền khoáng được thực hiện bằng máy ép thủy lực (phương án xử lý này hiếm khi được áp dụng).

Công nghệ phay lăn được sử dụng rộng rãi hơn. Là một phần của quá trình này, nguyên liệu thô được đưa qua băng tải vào một buồng đặc biệt, trong đó các con lăn hình trụ tiếp xúc với nhau sẽ quay. Đi qua giữa chúng, những viên kim cương thô vỡ vụn. Xem xét hệ số sức mạnh của viên kim cương, băng tải sử dụng một số khối với các con lăn quay có kích thước khác nhau của khoảng cách giữa chúng. Điều này giúp giảm tải cho cơ cấu, do quá trình nghiền từng giai đoạn được thực hiện theo nguyên tắc từ lớn hơn đến nhỏ hơn.

Các thông số kích thước của phần vụn được xác định theo tên của mục đích cuối cùng mà nó sẽ được sử dụng. Grit kim cương thô được sử dụng để gia công thô các vật liệu có hệ số độ bền tăng lên: gốm sứ, đá granit, đồ đá bằng sứ. Ví dụ, phoi thô được sử dụng như một phần tử cắt được áp dụng cho cạnh làm việc của thân răng tròn được thiết kế để cắt lỗ tròn trên vật liệu cứng: gạch men, bê tông, tấm đá granit và các loại khác.

Hạt kim cương có kích thước hạt mịn hơn được sử dụng để gia công tinh các vật liệu nhất định. Là một phần của quá trình xử lý này, vật liệu được làm nhẵn, đánh bóng, đánh bóng. Việc đánh bóng được thực hiện bằng một loại bột nhão đặc biệt dựa trên bụi kim cương. Hạt kim cương có kích thước hạt khác nhau thu được bằng cách nghiền và sàng tiếp theo.

Quá trình thu được vật liệu kim cương phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp là một quy trình tốn nhiều công sức hơn so với công nghệ ép va đập. Những vật liệu này bao gồm, ví dụ, bánh xe cắt thủy tinh, đầu dao tiện và những vật liệu khác. Chúng là những nguyên tố được tạo nên hoàn toàn từ khối lượng kim cương. Việc sản xuất các chất bổ sung này bao gồm việc thực hiện các quy trình sản xuất liên quan đến chi phí tài nguyên và sử dụng một số công nghệ xử lý cùng một lúc.

Đặc tính sức mạnh của kim cương khiến việc chế tạo các bộ phận đòi hỏi cao về thông số kích thước và độ chính xác hình dạng trở nên khó khăn hơn nhiều.

Sự kết hợp đúng đắn giữa các yếu tố ảnh hưởng đến dụng cụ gia công và vật liệu được cắt cho phép gia công hiệu quả nhất. Ví dụ, trong một số trường hợp, phôi cần gia công được nung nóng trong phạm vi nhiệt độ trung bình và nhiệt độ của dụng cụ gia công được giữ trong phạm vi nhiệt thấp. Trong trường hợp này, phôi được gia nhiệt có thể được gia công và phần trăm mài mòn của dụng cụ được giảm bớt.

Một cách khác để làm việc với kim cương là với bàn là nóng. Khoáng chất này có khả năng tham gia phản ứng hóa học với kim loại được nung ở nhiệt độ cao. Sắt nóng bắt đầu hấp thụ thành phần carbon của kim cương. Tại điểm tiếp xúc của một kim loại nóng với một khoáng chất, chất này nóng chảy ở cấp độ phân tử.

Phương pháp này có hiệu quả sản xuất thấp, tuy nhiên, chỉ với sự trợ giúp của nó, người ta mới có thể đạt được những kết quả nhất định trong quá trình xử lý vật liệu kim cương.

Phương pháp thép nóng được sử dụng khi cần cắt khối lượng lớn nguyên liệu thô với tỷ lệ phế phẩm tối thiểu. Phương pháp này sử dụng dây thép phát sáng dẫn động bằng trục quay. Trong trường hợp này, đường cắt càng mỏng càng tốt và giảm thiểu thất thoát nguyên liệu chính.

Với phương pháp cưa nóng, chỉ có thể thực hiện các thao tác gia công chung. Cắt chi tiết được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ mài tinh vi hơn. Công nghệ khoan nóng cũng được sử dụng trong phương pháp này. Trong trường hợp này, phần tử thép khoan cũng được nung ở nhiệt độ cao. Hiệu quả của phương pháp cũng tăng lên do sự nóng lên của cả hai bộ phận do ma sát với nhau.

Khoan kim cương được sử dụng để thực hiện các hoạt động gia công thô. Các lỗ có đường kính yêu cầu được khoan dọc theo đường chia của phôi. Các bộ mở rộng mỏ neo đặc biệt được ngâm trong chúng. Công nghệ này làm cho nó có thể kiểm soát sự mở rộng của các neo từng cái một hoặc đồng thời. Nhờ đó, có thể thực hiện chia phôi có kiểm soát dọc theo một đường nhất định.

Hướng chính trong công nghệ chế biến khoáng sản này là nghiền. Nhờ quy trình này, kim cương có hình dạng cuối cùng, và trong một số trường hợp có thể biến thành đá quý.

Khi chế tác kim cương, những người thợ thủ công sử dụng phương pháp xử lý từng bước. Phôi thô được làm sạch tạp chất của các khoáng chất khác, nếu có. Sau đó, một quá trình cưa thô được thực hiện, do đó hình dạng chính của sản phẩm tương lai được hình thành. Sau đó, quá trình cắt bắt đầu.

Để mài một khoáng kim cương, các thiết bị được sử dụng, được trang bị với các phụ kiện đặc biệt - đĩa hoặc đĩa có độ dày, hình dạng và vật liệu chế tạo tương ứng với tên của quy trình đang được thực hiện. Các bề mặt làm việc của những phần đính kèm này được phủ một lớp kim cương vụn có đường kính khác nhau.

Nếu việc cắt được thực hiện để lấy một viên đá quý - một viên kim cương, thì một loạt các mẹo với nhiều thông số kích thước sẽ được sử dụng. Loại đầu tiên được sử dụng là đĩa hoặc đĩa có sạn kim cương có đường kính lớn nhất. Khi quá trình tiếp tục, độ chi tiết của đầu phun giảm. Việc đánh bóng cuối cùng được thực hiện bằng cách sử dụng các hạt nano kim cương.

Các dụng cụ cắt được thực hiện khác nhau về mục đích và nguyên tắc hoạt động dự kiến ​​của chúng. Một số trong số chúng hoạt động do sự hiện diện của chuyển động quay của rôto, trên trục cuối có gắn một đĩa mài. Các công cụ khác hoạt động trên nguyên tắc chuyển động qua lại. Các tấm mài được lắp vào các kẹp đặc biệt của các dụng cụ này.

Trong quá trình xử lý, kim cương được mài đến trạng thái thủy tinh trong suốt. Do các mặt của viên kim cương tương lai nằm ở những vị trí đã được xác minh nghiêm ngặt và ở một góc nhất định, vật liệu thô thô được chuyển thành đá quý. Ở giai đoạn cuối của quá trình xử lý, nó được đánh bóng đến trạng thái như gương.

Bạn có thể tìm thấy thông tin thú vị về khai thác và chế biến kim cương trong video tiếp theo.