Kuidas teemante töödeldakse?

Teemant on looduslik mineraal, mis on allotroopse kristallvõrega süsinik. Oma molekulaarstruktuuri iseärasuste tõttu on tegemist ülikõva materjaliga, mida säilib lõputult.

Teemandi keemiline koostis võib muutuda erinevate tegurite mõjul: kõrge temperatuur, rõhk ja/või vaakum. Nende tegevuse tulemusena muutub teemant teiseks keemiliseks elemendiks - grafiidiks, millel on erinev kvalitatiivsete omaduste koostis.

Teemante saadakse loodusliku ja kunstliku kaevandamise teel. Teise meetodi osana allutatakse keemiline element grafiit kõrgele temperatuurile ja rõhule. Grafiitmaterjal muudab oma molekulaarstruktuuri ja muutub toores teemandiks, omandades iseloomulikud tugevusomadused.

Teemantide kaevandamise ajalugu on äärmiselt noor. Selle põhjuseks on mineraali otsimise ja kaevandamise keerukus, samuti selle töötlemisega seotud raskused. Kirjeldatud materjali töötlemise tehnoloogia teise teemandi abil hakkas populaarsust koguma alles XIV-XV sajandil pKr.Kuni selle ajani kasutasid seda meetodit ainult iidsed India meistrid, kes hoidsid hoolikalt tehnoloogia saladusi.

Venemaa territooriumil sai maavarade areng ja selle töötlemise tehnoloogiate väljatöötamine tööstuslikuks mastaabiks alles 19. sajandi teisel poolel. Siberis käib praegu töö selle mineraali kaevandamiseks kaevandustest, mis on maailma suurimate nimekirjas. Samas on valdatud kõik teemantide töötlemise tüübid.

Töötlemistehnoloogia ja selleks sobiv tehniliste seadmete komplekt määratakse kindlaks lõpliku otstarbe nimetuse järgi, milleks töödeldud teemant hakatakse kasutama.

Teemantide omadused nõuavad selle kasutamist erinevates tehnoloogilistes süsteemides, tööriistades ja seadmetes. Näiteks peent teemantfraktsiooni - puru - kasutatakse kattena, mis katab mis tahes lõikeseadmete tööpinnad. Teemantpihustamist kasutatakse lõikeketaste, saagide, metalli, kivi, betooni, keraamika ja muude materjalide saagimiseks mõeldud lintide pealekandmiseks.

Vaatamata teemandi vastupidavusele paljudele hävitavatele koormustele, see on habras materjal. Löökpressimise tehnoloogia kasutamine võimaldab lihvida teemante puruks. Mineraali purustamine toimub hüdraulilise pressi abil (seda töötlemisvõimalust kasutatakse harva).

Laialdasemalt kasutatakse valtslihvimise tehnoloogiat. Selle protsessi osana juhitakse tooraine konveieri kaudu spetsiaalsesse kambrisse, milles pöörlevad üksteisega kontaktis olevad silindrilised rullid. Nende vahelt möödudes mureneb töötlemata teemant.Arvestades teemandi tugevustegurit, kasutatakse konveieril mitmeid pöörlevate rullikutega plokke, mille vahel on erinevad vahed. See võimaldab vähendada mehhanismi koormust, kuna etapiviisiline purustamine toimub põhimõttel suuremast väiksemani.

Purufraktsiooni suuruse parameetrid määratakse selle kasutusotstarbe nimetuse järgi, milleks seda kasutatakse. Jämedama tera suurusega teemantliistu kasutatakse kõrgendatud tugevusteguriga materjalide töötlemata töötlemiseks: keraamika, graniit, portselanist kivikeraamika. Näiteks kasutatakse suuri laaste lõikeelemendina ümmarguste kroonide tööservale, mis on mõeldud ümmarguste aukude lõikamiseks kõvadesse materjalidesse: keraamilised plaadid, betoon, graniitplaadid ja muud.

Teatud materjalide peentöötluseks kasutatakse peenemate teradega teemantlaaste. Selle töötlemise osana materjale puhastatakse, lihvitakse, poleeritakse. Poleerimine toimub spetsiaalse pastaga, mis põhineb teemanditolmul. Erineva tera suurusega teemantlaastude saamine saavutatakse purustamise ja sellele järgneva sõelumise teel.

Tööstuslikuks kasutamiseks sobivate teemantmaterjalide saamise protsess on töömahukam protseduur kui löökpressimise tehnoloogia. Nende materjalidena kasutatakse näiteks klaasi lõikamiseks mõeldud ringe, treiriistade otsi ja muud.Need on elemendid, mis koosnevad täielikult teemantmassist. Selliste lisandite valmistamine hõlmab ressursikuludega seotud tootmisprotseduuride rakendamist ja mitme töötlemistehnoloogia üheaegset kasutamist.

Teemandi tugevusomadused muudavad mõõtmete parameetritele ja kuju täpsusele kõrgeid nõudeid esitavate detailide valmistamise palju keerulisemaks.

Töötlemistööriista ja töödeldavat materjali mõjutavate tegurite õige kombinatsioon võimaldab töötlust teostada võimalikult tõhusalt. Näiteks mõnel juhul kuumutatakse töödeldavat detaili keskmise temperatuuri vahemikus ja töötlemistööriista temperatuuri hoitakse madalas termilises vahemikus. Sel juhul saab kuumutatud detaili töödelda ja tööriista kulumise protsent väheneb.

Teine võimalus teemandi töötlemiseks on töötada kuuma rauaga. See mineraal on võimeline astuma keemilisse reaktsiooni kõrge temperatuurini kuumutatud metalliga. Kuum raud hakkab neelama teemandi süsinikusisaldust. Kuuma metalli kokkupuutepunktis mineraaliga sulab viimane molekulaarsel tasemel.

Sellel meetodil on madal tootmistõhusus, kuid ainult selle abil on võimalik saavutada teemantmaterjali töötlemisel teatud tulemusi.

Kuuma terase meetodit rakendatakse siis, kui on vaja lõigata suures koguses toorainet minimaalse jäätmekoefitsiendiga. See meetod kasutab kuuma terastraati, mida juhivad pöörlevad võllid. Sel juhul saadakse lõikejoon võimalikult õhuke ja peamise tooraine kadu vähendatakse miinimumini.

Kuumsaagimise meetodil saab teha ainult üldisele töötlemisele suunatud manipuleerimisi. Detailne lõikamine toimub keerukamate lihvimistehnoloogiate abil. Selle meetodi raames kasutatakse ka kuumpuurimise tehnoloogiat. Sel juhul kuumutatakse ka puurimise teraselement kõrge temperatuurini. Meetodi efektiivsust tõstab ka mõlema osa kuumutamine üksteise vastu hõõrdumise tagajärjel.

Teemantpuurimist kasutatakse karestamise teostamiseks. Soovitud läbimõõduga augud puuritakse piki tooriku poolitusjoont. Neisse on sukeldatud spetsiaalsed ankrulaiendid. Tehnoloogia võimaldab juhtida ankrute paisumist ükshaaval või samaaegselt. Tänu sellele on võimalik töödeldava detaili kontrollitud poolitamine piki etteantud joont.

Selle mineraali töötlemise tehnoloogia peamine suund on selle jahvatamine. Selle protsessi käigus omandavad teemandid oma lõpliku kuju ja mõnel juhul muudetakse need vääriskivideks.

Teemantide valmistamisel kasutavad käsitöölised samm-sammult töötlemismeetodeid.Kare toorik puhastatakse muude mineraalide lisanditest, kui neid on. Seejärel tehakse töötlemata saagimine, tänu millele moodustub tulevase toote põhikuju. Pärast seda algab lõikamine.

Teemantmineraali lihvimiseks kasutatakse seadmeid, mis on varustatud spetsiaalsete düüsidega - ketaste või plaatidega, mille paksus, kuju ja valmistamise materjal vastavad teostatava protseduuri nimetusele. Nende düüside tööpindadele ladestatakse erineva läbimõõduga teemantlaastude fraktsioonid.

Kui lõikamine toimub vääriskivi - teemandi saamiseks, siis kasutatakse palju laia mõõtmetega düüse. Kõigepealt kasutatakse suurima läbimõõduga teemantlaaste plaate või kettaid. Protsessi edenedes düüside teralisus väheneb. Lõplik poleerimine toimub teemantnanoosakeste abil.

Lihvimiseks kasutatavad tööriistad erinevad eesmärgi ja tööpõhimõtte poolest. Osa neist toimib tänu rootori pöörlevale liikumisele, mille otsavõllile on kinnitatud lihvketas. Teiste tööriistade töö põhineb edasi-tagasi liikumise põhimõttel. Lihvimisplaadid sisestatakse nende tööriistade spetsiaalsetesse klambritesse.

Töötlemise käigus poleeritakse teemandid läbipaistvaks klaasjaks. Tulenevalt asjaolust, et tulevase teemandi servad asuvad rangelt reguleeritud asendites ja etteantud nurga all, muudetakse töötlemata tooraine vääriskiviks. Töötlemise viimases etapis poleeritakse see peegelolekusse.

Huvitava teabega teemantide kaevandamise ja töötlemise kohta saate tutvuda järgmises videos.