Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  – «Как и Почему»

Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают? – «Как и Почему»

В каких странах добывают алмазы?

Мест по добыче алмазов на Земле присутствует большое множество. Сейчас человечество не испытывает дефицита в данном камне, причем добыча осуществляется на территории нескольких стран. Однако из-за сложности обработки он по-прежнему остается дорогим.

На данный момент лидерами по добыче алмазов являются:

  • Намибия – 1,3%;
  • ЮАР – 6,2%;
  • Ангола – 7%;
  • Зимбабве – 8%;
  • Канада – 8,1%;
  • Австралия – 9%;
  • Демократическая республика Конго – 10%;
  • Ботсвана – 18%;
  • Россия – 29%.
Мировая добыча алмазов
Мировая добыча алмазов

Таким образом, Российская Федерация является лидером по добыче алмазов в мире, поскольку на нее приходится большая доля залежей. В других странах, не вошедших в список, в общей сумме добывается лишь 3,4% от общего количества.

Алмазы добываются из кимберлитовых трубок – мест на планете, где происходит их месторождение. Камни формируются глубоко под землей, после чего постепенно поднимаются наверх и выходят наружу вместе с лавой.

История

История добычи алмазов чрезвычайно молода. Это объясняется сложностью поиска и добычи минерала, а также трудностями, сопряженными с его обработкой. Технология обработки описываемого материала при помощи другого алмаза стала набирать популярность лишь к XIV-XV веку нашей эры. До этого времени данный метод применялся лишь древними индийскими мастерами, которые тщательно хранили секреты технологии.

На территории России разработка залежей минерала и освоение технологий его обработки приняли промышленный масштаб лишь во второй половине XIX века. На сегодняшний день в Сибири ведется работа по добыче данного полезного ископаемого на рудниках, находящихся в списке крупнейших в мире. При этом освоены все виды обработки алмазов.

Резание камня

Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  - «Как и Почему»Пила для резки камня.Обработка поделочных природных камней – это одно из древнейших ремёсел человека. Драгоценные камни для украшений широко использовались в древние времена и используются сегодня.
Минералы, которые идут на изготовления разных изделий, украшающих нашу жизнь, называют поделочными камнями. Чётких границ между драгоценными и поделочными и облицовочными камнями нет – почти любой камень можно использовать по-разному. Можно встретить высокохудожественные и действительно прекрасные изделия, изготовленные из простого строительного камня, не представляющего особой ценности. Ценность художественных изделий из недорогих по цене камней – во вложенном труде и красоте камня и изделия.Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  - «Как и Почему»

В чем же начало искусства обработки поделочного камня?

В большинстве случаев каменное сырье почти не пригодно для непосредственной обработки, если оно предварительно не разрезано на мелкие куски. Поэтому используют несколько типов алмазных пил, крепя их в станке, конструкция которого зависит от размеров разрезаемых камней и цели распиловки камня:

  • самые большие пилы применяются для распиловки камня на пластины или блоки
  • пилы меньшего размера – для распиловки на на пластины и подрезки
  • маленькие пилы – для распиловки ценного камня, чтобы свести отходы к минимуму.

Многие, видя алмазную пилу для камня, удивляются: как она может пилить камень, если на ней нет острых зубьев? Когда человек проводит пальцем по краю диска такой пилы, то не чувствует ничего, кроме небольшой шероховатости. Но дело тут в том, что пилит не сам диск, а мельчайшие невидимые частицы алмаза, расположенные по краю диска. Алмазная пила – это тонкий диск с мелкими алмазами по краю. Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  - «Как и Почему»

Сейчас читают:  Походная (складная) лучковая пила -

Сегодня с помощью алмазной пилы обработкой камня стали заниматься тысячи любителей, а не несколько сот мастеров, как это было раньше.

Когда алмазных пил не было, для резки камня использовали специальные абразивные порошки – наждак или карбид кремния, которыми «заряжали» стальные диски или полотна. Эти абразивы при работе подавалась к периферии диска в виде жидкой суспензии или шлама – отработанного абразива, смешанного с каменной пылью и охлаждающей жидкостью.

Использование алмазного порошка для резки камня известно с древних времён.

Алмаз применялся как абразивный материал уже задолго до того, как был найден способ его полировки. Сейчас почти все любительские камнерезные пилы содержат алмазный порошок. При распиловке крупных блоков, идущих на каменную кладку или изготовление памятников, до сих пор используют большие пилы со свободным абразивом, но большинство предприятий постепенно переходят на алмазные пилы – они пилят гораздо быстрее.Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  - «Как и Почему»Алмазный порошок.

От пил с использованием свободных абразивов алмазные пилы отличаются тем, что абразив в них включен непосредственно в стальной диск.

Есть несколько способов закрепления алмаза по периферии диска, и в зависимости от применяемого способа алмазная пила называется по-разному.

Сам диск обычно делают из мягкой стали, а бывают также и небольшие диски из бронзы и меди. Пилы диаметром до 100 мм применяют для резки ценных материалов, диаметром 200 мм – для подрезки, пилы до нескольких десятков сантиметров применяют для распиловки камня на пластины и блоки.

Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  - «Как и Почему»В основном любители применяют пилы с дисками из мягкой стали. Они разнообразны по диаметру, толщине, концентрации алмазного порошка, и при этом по цене недорогие.

Как закрепляют алмаз на пилах? Для закрепления алмаза по периферии диска делают надезы и заполняют их металлическим порошком с равномерно распределенными в нем алмазными частицами. Затем край обкатывают, чтобы надрезы закрыть и сделать его более толстым по сравнению с остальной частью диска.

Надрезы на пилах такого типа делают перпендикулярно или наклонно к краю диска. Они одинаково хорошо работают независимо от направления движения, но часть пил второго типа необходимо вращать в направлении, указанном изготовителем. Но многие любители переворачивают их, когда считают нужным, и не замечают каких-либо различий в эффективности их работы. Пилы нужно переворачивать, потому что независимо от аккуратной или неаккуратной эксплуатации одна сторона пилы изнашивается быстрее, чем другая, и это приводит к отклонению плоскости резания в сторону. Если пилу время от времени переворачивать, то износ ее становится более равномерным, сохраняя  большую точность распиловки камня.Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  - «Как и Почему»

Для изготовления пил с металлокерамическим ободком алмазный порошок смешивают с металлическим и прессуют в виде тонкого кольца. Затем его нагревают до высокой температуры, пока частицы не сплавятся воедино, и припаивают к металлическому диску.

Сейчас читают:  Пиратские напитки: «Йо-хо-хо и бутылка рому», или что на самом деле пили пираты, Мир Приключений

На практике применяют оба типа пил, но пила с надрезами предпочтительнее, так как дешевле и меньше подвержена повреждениям. Но зато пилы с металлокерамическим ободком работают ровнее, при аккуратной эксплуатации служат очень долго и имеют преимущества при выполнении некоторых операций по резке. Эти пилы могут работать в любом направлении, хотя время от времени их тоже нужно переворачивать (почему – смотрите выше).

Принцип действия всех алмазных пил одинаков. Камень, которого касается пила, соскабливает с нее металл до тех пор, пока на ее поверхности не появятся частицы алмаза. В этот момент пила начинает резать камень. По мере «высвобождения» все большего числа зерен алмаза на диске эффективность работы пилы увеличивается. Этот процесс выведения зерен алмаза из металла называется у камнерезов “вскрытие пилы”.Если алмаз самый твердый материал, то чем его обрабатывают?  - «Как и Почему»

Алмаз – самый твердый из известных минералов, и именно это свойство делает его очень ценным для резки других минералов, даже таких твердых, как сапфир и хризоберилл.

А вот алмазы ювелирного качества являются наиболее чистыми, но они слишком легко раскалываются и поэтому для распиловки их использовать нельзя. К тому же они очень дорого стоят.

Для абразивных целей используют загрязнённые развидности алмаза, которые называют карбонадо. Они более вязкие и поэтому гораздо дольше служат. Измельченный и рассортированный по размерам, алмазный порошок продается на караты и может применяться для обдирки, полировки и т.п.

Порошок синтетического алмаза применяется во всех операциях обработки камня точно так же, как и порошок природного алмаза.

Чем обрабатывают алмаз?

Сравнение алмаза (справа) и обработанного бриллианта (слева)
Сравнение алмаза (справа) и обработанного бриллианта (слева)

Для обработки драгоценного камня также используется алмаз. В первую очередь ювелиры изучают попавший к ним образец. Главной задачей является определение места с наименьшей прочностью. Именно в этой точке и начнется обработка материала. Во время работы используются специальные диски, покрытые алмазной крошкой.

Процесс огранки алмаза
Процесс огранки алмаза

Интересный факт: толщина покрытия одного диска, используемого для обработки, равна нескольким сотым долям миллиметра.

Когда начинается обработка, диск соприкасается с поверхностью алмаза, происходит распил. Однако поскольку соприкасаются два однородных материала, прочность которых практически не отличается, процедура длится очень долго. В среднем, мастеру на распил нужно потратить несколько часов. За время всего процесса теряется примерно половина исходной массы камня, поскольку она превращается в крошку.

Огранка алмаза
Огранка алмаза

Сейчас все чаще используют специальные лазеры. Они помогают быстрее осуществить распил и сохранить целой большую часть драгоценного камня.

Чем сделать раскол?

Другим способом обработки алмаза является обработка с применением горячего железа. Данный минерал способен вступать в химическую реакцию с металлом, нагретым до высоких температур. Горячее железо начинает поглощать углеродную составляющую алмаза. В точке соприкосновения раскалённого металла с минералом, на молекулярном уровне происходит расплавление последнего.

Сейчас читают:  Монтажная отрезная пила по металлу DeWALT DW 872 — купить в Москве, цена и характеристики в интернет-магазине Powertool

Данный метод имеет низкую производственную эффективность, однако, лишь с его помощью можно добиться определенных результатов в обработке алмазного материала.

Применение метода горячей стали производится при необходимости распилки большого объема сырья с минимальным отходным коэффициентом. В рамках этого метода используется раскаленная стальная проволока, приводимая в движение вращающимися валами. В данном случае линия распила получается максимально тонкой, а потеря основного сырьевого материала свидится к минимуму.

При помощи метода горячего пиления можно производить лишь манипуляции, направленные на обработку общего характера. Детальная огранка выполняется с применением более сложных технологий шлифовки. В рамках данного метода используется и технология горячего сверления.

Сверление алмаза применяется для выполнения черновой обработки. Вдоль линии раскола заготовки просверливаются отверстия нужного диаметра. В них погружаются специальные анкерные расширители. Технология позволяет осуществлять управление расширением анкеров поочередно или одновременно. Благодаря этому, появляется возможность выполнить контролируемый раскол заготовки по заданной линии.

Ключевую роль для эффективности метода играет угол, под которым просверливаются отверстия. Любое отклонение от заданных значений может привести к нарушению точности раскалывания.

Чем шлифуют алмаз?

Главным направлением в технологиях обработки этого минерала является его шлифовка. Благодаря данной процедуре, алмазы приобретают свою конечную форму, и в некоторых случаях превращаются в драгоценные камни.

Изготавливая бриллианты, мастера прибегают к методам поэтапной обработки. Черновая заготовка очищается от примесей других минералов, если таковые имеются. Затем производится грубая распиловка, благодаря которой формируется основная форма будущего изделия. После этого начинается огранка.

Для шлифовки алмазного минерала используются приспособления, оснащенные специальными насадками – дисками или пластинами, имеющими толщину, форму и материал изготовления, соответствующие наименованию проводимой процедуры. На рабочие поверхности этих насадок нанесены фракции алмазной крошки различного диаметра.

Если огранка производится с целью получения драгоценного камня – бриллианта, то применяется множество насадок с широким спектром размерных параметров. Первыми используются пластины или диски с алмазной крошкой наибольшего диаметра. По мере протекания процесса зернистость насадок уменьшается. Конечная полировка осуществляется с применением алмазных наночастиц.

Инструменты, при помощи которых производится огранка, отличаются по целевому назначению и принципу работы. Некоторые из них функционируют за счет наличия вращательного движения ротора, на концевой вал которого прикрепляется шлифовальный диск. Работа других инструментов основана на принципе осуществления возвратно-поступательного движения. В специальные зажимы данных инструментов вставляются шлифовальные пластины.

В процессе обработки алмазы отшлифовывают до прозрачного стекловидного состояния. Благодаря тому, что грани будущего бриллианта располагаются в строго выверенных положениях, и под заданным углом, происходит превращение чернового сырья в драгоценный камень. На последнем этапе обработки его полируют до зеркального состояния.

На воспроизводство всего процесса уходит огромное количество времени (иногда годы), что объясняется устойчивостью минерала к внешнему воздействию.


С интересной информацией о добыче и обработке алмазов можно познакомиться в следующем видео.

Оставьте комментарий

Adblock
detector