Le diamant est un minéral naturel, qui est du carbone avec un réseau cristallin allotropique. En raison de sa structure moléculaire, c'est un matériau extrêmement dur qui peut être stocké indéfiniment.
La composition chimique du diamant peut être modifiée sous l'influence de divers facteurs: température élevée, pression et / ou vide. À la suite de leur action, le diamant se transforme en un autre élément chimique - le graphite, qui a une composition différente de caractéristiques qualitatives.
Les diamants sont obtenus par production naturelle et par production artificielle. Dans la deuxième méthode, l'élément chimique graphite est soumis à une température et une pression élevées. Le matériau graphite change sa structure moléculaire et se transforme en diamants bruts, acquérant les propriétés caractéristiques de résistance.
Avant d'être réutilisée, la matière première obtenue nécessite un traitement supplémentaire. Le facteur d'augmentation de la dureté du diamant nécessite une approche particulière des méthodes de sa mise en œuvre.
L'histoire
L'histoire de l'extraction de diamants est extrêmement récente. Cela est dû à la complexité de la recherche et de l'extraction du minéral, ainsi qu'aux difficultés liées à son traitement. La technologie de traitement du matériau décrit à l'aide d'un autre diamant n'a commencé à gagner en popularité qu'au XIVe-XVe siècle de notre ère. Jusqu'à cette époque, cette méthode n'était utilisée que par les anciens maîtres indiens qui gardaient soigneusement les secrets de la technologie.
En Russie, le développement des gisements minéraux et le développement des technologies de traitement n'ont pris une ampleur industrielle que dans la seconde moitié du XIXe siècle.À ce jour, des travaux sont en cours en Sibérie pour produire ce minéral dans des mines qui figurent sur la liste des plus importantes au monde. Dans le même temps, tous les types de traitement du diamant ont été maîtrisés.
Caractéristiques de traitement
La technologie de traitement et l'ensemble des dispositifs techniques appropriés sont déterminés par le nom de l'objectif final pour lequel le diamant traité sera utilisé.
Les caractéristiques du diamant déterminent la nécessité de son utilisation dans divers systèmes, outils et dispositifs technologiques. Par exemple, une fine fraction de diamant - miettes, est utilisée comme revêtement de pulvérisation qui recouvre les surfaces de travail de tout dispositif de coupe. La pulvérisation au diamant est utilisée pour l'application sur les disques de coupe, les scies, les bandes conçues pour scier le métal, la pierre, le béton, la céramique et d'autres matériaux.
Malgré la résistance du diamant aux effets des charges destructrices d'un large spectre, c'est un matériau fragile. L'utilisation de la technologie de choc-pressage vous permet de broyer des diamants en miettes. Le concassage minéral est réalisé à l'aide d'une presse hydraulique (cette option de traitement est rarement applicable).
Technologie de laminoir plus largement utilisée. Dans le cadre de ce processus, les matières premières sont acheminées par un convoyeur vers une chambre spéciale dans laquelle tournent des rouleaux cylindriques en contact les uns avec les autres. En passant entre eux, les diamants bruts s'effondrent. Compte tenu du facteur de résistance du diamant, plusieurs blocs avec des rouleaux rotatifs ayant différentes tailles de l'espace entre eux sont utilisés sur le convoyeur. Cela vous permet de réduire la charge sur le mécanisme, car le concassage étape par étape est effectué selon le principe du plus grand au plus petit.
La surface de travail des rouleaux est recouverte d'une pulvérisation au diamant, car aucun autre matériau n'est capable de résister à cette charge dans un équivalent aussi efficace.
Les paramètres de taille de la fraction de miettes sont déterminés par le nom de l'objectif final pour lequel elle sera utilisée. Les copeaux de diamant à gros grains sont utilisés pour le traitement grossier de matériaux à haut coefficient de résistance: céramique, granit, grès cérame. Par exemple, les copeaux grossiers sont utilisés comme élément de coupe appliqué sur le bord de travail des couronnes circulaires conçues pour couper des trous ronds dans des matériaux solides: carreaux de céramique, béton, dalles de granit et autres.
La mie de diamant de granularité plus fine est utilisée pour effectuer un traitement fin de certains matériaux. Dans le cadre de ce traitement, les matériaux sont nettoyés, rectifiés, polis. Le polissage se fait avec une pâte spéciale à base de poussière de diamant. L'obtention de copeaux de diamant de différentes tailles de grain est obtenue par broyage et tamisage ultérieur.
Le passage du diamant concassé à travers des panneaux de maille avec différentes tailles de cellules permet d'obtenir des fractions d'un diamètre fixe.
Le processus d'obtention de matériaux diamantés adaptés à un usage industriel est une procédure plus longue que la technologie de pressage par impact. Comme ces matériaux sont utilisés, par exemple, des cercles pour couper le verre, des pointes d'outils de tournage et autres. Ce sont des éléments entièrement constitués de masse de diamant. La fabrication de tels ajouts implique la mise en œuvre de procédures de production associées aux coûts des ressources et l'application de plusieurs technologies de traitement en même temps.
Les propriétés de résistance du diamant compliquent considérablement la fabrication de pièces qui exigent des paramètres dimensionnels et une précision de forme élevés.
Le seul matériau qui peut être utilisé pour traiter efficacement les diamants bruts est le diamant lui-même.
La combinaison correcte de facteurs affectant l'outil de traitement et le matériau en cours de traitement permet d'effectuer le traitement le plus efficacement possible. Par exemple, dans certains cas, la pièce à chauffer est chauffée dans la plage de température moyenne et la température de l'outil de traitement est maintenue dans la plage thermique basse. Dans ce cas, la pièce chauffée peut être traitée et le pourcentage d'usure de l'outil est réduit.
L'utilisation de cette méthode est due aux propriétés du diamant, qu'il acquiert sous l'influence des températures élevées. Plus la température est élevée, plus le coefficient de résistance minérale est faible.
Comment faire une scission?
Une autre méthode de traitement du diamant est le traitement au fer chaud. Ce minéral est capable d'entrer en réaction chimique avec un métal chauffé à des températures élevées. Le fer chaud commence à absorber la composante carbone du diamant. Au point de contact entre le métal chauffé au rouge et le minéral, ce dernier fond au niveau moléculaire.
Cette méthode a une faible efficacité de production, cependant, seulement avec son aide, il est possible d'obtenir certains résultats dans le traitement du matériau diamant.
L'utilisation de la méthode de l'acier à chaud est effectuée lorsqu'il est nécessaire de scier un grand volume de matières premières avec un facteur de déchets minimal. Dans le cadre de cette méthode, un fil d'acier chauffé est utilisé, entraîné par des arbres rotatifs. Dans ce cas, la ligne de coupe est aussi fine que possible et la perte de la matière première principale est minimisée.
En utilisant la méthode de sciage à chaud, seules les manipulations visant à traiter un caractère général peuvent être effectuées. La découpe détaillée est effectuée à l'aide de technologies de broyage plus sophistiquées. Dans le cadre de cette méthode, la technologie du forage à chaud est également utilisée. Dans ce cas, l'élément en acier de forage est également chauffé à des températures élevées. L'efficacité de la méthode est augmentée en chauffant les deux parties en raison du frottement l'une contre l'autre.
Le forage au diamant est utilisé pour effectuer l'ébauche. Des trous du diamètre souhaité sont percés le long de la ligne de séparation de la pièce. Des expanseurs d'ancrage spéciaux y sont immergés. La technologie vous permet de gérer l'expansion des ancres alternativement ou simultanément. Pour cette raison, il devient possible d'effectuer une division contrôlée de la pièce le long d'une ligne donnée.
La clé de l'efficacité de la méthode réside dans l'angle sous lequel les trous sont percés. Tout écart par rapport aux valeurs définies peut entraîner une violation de la précision du fractionnement.
Comment polir un diamant?
La direction principale de la technologie de traitement de ce minéral est son broyage. Grâce à cette procédure, les diamants acquièrent leur forme définitive et, dans certains cas, se transforment en gemmes.
Pour fabriquer des diamants, les artisans recourent à des méthodes de traitement progressif. Le blanc brut est nettoyé des impuretés d'autres minéraux, le cas échéant. Ensuite, un sciage grossier est effectué, grâce auquel la forme principale du futur produit est formée. Après cela, la coupe commence.
Pour polir le diamant minéral, on utilise des dispositifs équipés de buses spéciales - disques ou plaques ayant une épaisseur, une forme et un matériau de fabrication correspondant au nom de la procédure en cours. Sur les surfaces de travail de ces buses, des fractions de copeaux de diamant de différents diamètres sont appliquées.
Si la coupe est faite afin d'obtenir une pierre précieuse - un diamant, alors de nombreuses buses avec un large éventail de paramètres dimensionnels sont utilisées. Les premiers à utiliser sont des plaques ou des disques avec des éclats de diamant de plus grand diamètre. Au fur et à mesure du déroulement du processus, la granularité des buses diminue. Le polissage final est réalisé à l'aide de nanoparticules de diamant.
Les outils avec lesquels la coupe est effectuée diffèrent par leur destination et leur principe de fonctionnement. Certains d'entre eux fonctionnent en raison de la présence d'un mouvement de rotation du rotor, sur l'arbre d'extrémité auquel est fixé un disque de broyage. Le travail d'autres outils est basé sur le principe du mouvement alternatif. Des plaques de ponçage sont insérées dans les pinces spéciales de ces outils.
Pendant le traitement, les diamants sont broyés à un état vitreux transparent. Du fait que les facettes du futur diamant sont situées dans des positions strictement calibrées, et à un angle donné, la matière première brute se transforme en gemme. À la dernière étape du traitement, il est poli à l'état miroir.
La reproduction de l'ensemble du processus prend énormément de temps (parfois des années), ce qui s'explique par la résistance du minéral aux influences extérieures.
Des informations intéressantes sur l'extraction et le traitement des diamants sont disponibles dans la vidéo suivante.
