¿Cómo se procesan los diamantes?
El diamante es un mineral natural que es carbono con una red cristalina alotrópica. Debido a su estructura molecular, es un material extremadamente duro que puede almacenarse indefinidamente.
La composición química de un diamante puede verse alterada por varios factores: alta temperatura, presión y / o vacío. Como resultado de su acción, el diamante se convierte en otro elemento químico: el grafito, que tiene una composición diferente de características cualitativas.
Los diamantes se obtienen mediante minería natural y producción artificial. En el segundo método, el elemento químico grafito se expone a altas temperaturas y presiones. El material de grafito cambia su estructura molecular y se convierte en diamantes en bruto, adquiriendo propiedades de resistencia características.
La materia prima obtenida necesita un procesamiento adicional antes de su uso posterior. El factor de mayor dureza del diamante requiere un enfoque especial de los métodos de su implementación.
Historia
La historia de la minería de diamantes es muy reciente. Esto se debe a la complejidad de la búsqueda y extracción del mineral, así como a las dificultades asociadas con su procesamiento. La tecnología de procesamiento del material descrito con la ayuda de otro diamante comenzó a ganar popularidad solo en los siglos XIV-XV d.C. Hasta ese momento, este método fue utilizado solo por antiguos maestros indios, quienes guardaron cuidadosamente los secretos de la tecnología.
En el territorio de Rusia, el desarrollo de depósitos minerales y el desarrollo de tecnologías para su procesamiento adquirieron una escala industrial solo en la segunda mitad del siglo XIX.Hoy en Siberia, se está trabajando para extraer este mineral en minas que se encuentran en la lista de las más grandes del mundo. Al mismo tiempo, se han dominado todos los tipos de procesamiento de diamantes.
Funciones de procesamiento
La tecnología de procesamiento y el conjunto de dispositivos técnicos adecuados para esto están determinados por el nombre del propósito final para el que se utilizará el diamante tallado.
Las características del diamante requieren su uso en diversos sistemas, herramientas y dispositivos tecnológicos. Por ejemplo, una fracción fina de diamante, el grano, se utiliza como recubrimiento de pulverización catódica en las superficies de trabajo de cualquier dispositivo de corte. La pulverización de diamante se utiliza para su aplicación en discos de corte, sierras, bandas diseñadas para aserrar metal, piedra, hormigón, cerámica y otros materiales.
A pesar de la resistencia del diamante a los efectos de cargas destructivas de una amplia gama, es un material frágil... El uso de la tecnología de prensado por impacto hace posible triturar diamantes en virutas. La trituración del mineral se realiza mediante una prensa hidráulica (esta opción de procesamiento rara vez se aplica).
La tecnología del laminado es más utilizada. Como parte de este proceso, la materia prima se alimenta a través de un transportador a una cámara especial, en la que giran rodillos cilíndricos en contacto entre sí. Pasando entre ellos, los diamantes en bruto se desmoronan. Teniendo en cuenta el factor de resistencia del diamante, el transportador utiliza varios bloques con rodillos giratorios que tienen diferentes tamaños de espacio entre ellos. Esto permite reducir la carga sobre el mecanismo, ya que la trituración paso a paso se realiza según el principio de mayor a menor.
La superficie de trabajo de los rodillos está recubierta con un recubrimiento de diamante, ya que ningún otro material puede soportar esta carga en un equivalente tan efectivo.
Los parámetros de tamaño de la fracción de miga están determinados por el nombre del propósito final para el que se utilizará. El grano de diamante grueso se utiliza para el procesamiento en bruto de materiales con un factor de resistencia aumentado: cerámica, granito, gres porcelánico. Por ejemplo, las virutas gruesas se utilizan como elemento de corte aplicado al borde de trabajo de coronas circulares diseñadas para cortar agujeros redondos en materiales duros: baldosas de cerámica, hormigón, losas de granito y otros.
El grano de diamante de tamaño de grano más fino se utiliza para el procesamiento fino de ciertos materiales. Como parte de este procesamiento, los materiales se alisan, pulen y pulen. El pulido se realiza con una pasta especial a base de polvo de diamante. El grano de diamante de diferente tamaño de grano se obtiene mediante trituración y posterior tamizado.
El paso de diamante triturado a través de paneles de malla con diferentes tamaños de malla permite obtener fracciones de un diámetro fijo.
El proceso de obtención de materiales de diamante adecuados para aplicaciones industriales es un procedimiento más laborioso que la tecnología de prensado por impacto. Estos materiales incluyen, por ejemplo, ruedas de corte de vidrio, puntas de herramientas de torneado y otros. Son elementos hechos íntegramente de masa de diamante. La producción de tales adiciones implica la realización de procedimientos de producción asociados con los costos de recursos y el uso de varias tecnologías de procesamiento al mismo tiempo.
Las propiedades de resistencia del diamante hacen que sea mucho más difícil fabricar piezas que imponen grandes exigencias a los parámetros dimensionales y la precisión de la forma.
El único material que se puede utilizar para procesar eficazmente diamantes en bruto es el propio diamante.
La combinación correcta de factores que afectan la herramienta de mecanizado y el material a cortar permite el mecanizado más eficiente. Por ejemplo, en algunos casos, la pieza a procesar se calienta dentro de un rango de temperatura media y la temperatura de la herramienta de procesamiento se mantiene en el rango térmico bajo. En este caso, la pieza de trabajo calentada se puede mecanizar y se reduce el porcentaje de desgaste de la herramienta.
El uso de este método se debe a las propiedades del diamante, que adquiere bajo la influencia de altas temperaturas. Cuanto mayor sea la temperatura, menor será el factor de dureza del mineral.
¿Cómo hacer un split?
Otra forma de trabajar con un diamante es con hierro caliente. Este mineral es capaz de entrar en una reacción química con un metal calentado a altas temperaturas. El hierro caliente comienza a absorber el componente de carbono del diamante. En el punto de contacto de un metal caliente con un mineral, este último se funde a nivel molecular.
Este método tiene una baja eficiencia de producción, sin embargo, solo con su ayuda es posible lograr ciertos resultados en el procesamiento de material de diamante.
El método del acero caliente se utiliza cuando es necesario cortar un gran volumen de materias primas con una proporción mínima de desperdicio. Este método utiliza alambre de acero incandescente impulsado por ejes giratorios. En este caso, la línea de corte es lo más delgada posible y se minimiza la pérdida de la materia prima principal.
Con el método de aserrado en caliente, solo se pueden realizar manipulaciones generales de procesamiento. El corte detallado se lleva a cabo utilizando tecnologías de rectificado más sofisticadas. La tecnología de perforación en caliente también se utiliza dentro de este método. En este caso, el elemento de acero de perforación también se calienta a altas temperaturas. La efectividad del método también aumenta debido al calentamiento de ambas partes como resultado de la fricción entre sí.
La perforación con diamante se utiliza para realizar operaciones de desbaste. Se perforan orificios del diámetro requerido a lo largo de la línea de división de la pieza de trabajo. En ellos se sumergen expansores de ancla especiales. La tecnología permite controlar la expansión de los anclajes uno a uno o simultáneamente. Gracias a esto, es posible realizar una división controlada de la pieza de trabajo a lo largo de una línea determinada.
El ángulo en el que se perforan los orificios juega un papel clave en la efectividad del método. Cualquier desviación de los valores especificados puede afectar la precisión de la división.
¿Cómo se pule un diamante?
La dirección principal en las tecnologías de procesamiento de este mineral es su molienda. Gracias a este procedimiento, los diamantes toman su forma final y, en algunos casos, se convierten en piedras preciosas.
Al hacer diamantes, los artesanos utilizan métodos de procesamiento paso a paso. La pieza de trabajo en bruto se limpia de impurezas de otros minerales, si los hay. Luego se realiza un aserrado en bruto, debido a lo cual se forma la forma principal del producto futuro. Después de eso, comienza el corte.
Para moler un mineral de diamante, se utilizan dispositivos equipados con accesorios especiales: discos o placas que tienen un grosor, forma y material de fabricación correspondiente al nombre del procedimiento que se está realizando. Las superficies de trabajo de estos accesorios están recubiertas con fracciones de virutas de diamante de varios diámetros.
Si el corte se realiza para obtener una piedra preciosa, un diamante, se utilizan una variedad de puntas con una amplia gama de parámetros dimensionales. Los primeros que se utilizan son placas o discos con grano de diamante del mayor diámetro. A medida que avanza el proceso, la granularidad de las boquillas disminuye. El pulido final se realiza mediante nanopartículas de diamante.
Las herramientas con las que se realiza el corte difieren en su finalidad prevista y principio de funcionamiento. Algunos de ellos funcionan debido a la presencia del movimiento giratorio del rotor, en el eje del extremo del cual se adjunta un disco abrasivo. Otras herramientas funcionan según el principio de movimiento alternativo. Las placas de molienda se insertan en las abrazaderas especiales de estas herramientas.
En el proceso de procesamiento, los diamantes se muelen hasta un estado vidrioso transparente. Debido al hecho de que las facetas del futuro diamante están ubicadas en posiciones estrictamente verificadas y en un ángulo dado, la materia prima en bruto se transforma en una piedra preciosa. En la última etapa de procesamiento, se pule a un estado similar a un espejo.
La reproducción de todo el proceso lleva una gran cantidad de tiempo (a veces años), lo que se explica por la resistencia del mineral a las influencias externas.
Puede encontrar información interesante sobre la extracción y el procesamiento de diamantes en el siguiente video.
