Le diamant est un minéral naturel constitué de carbone et d’un réseau cristallin allotropique. En raison des particularités de la structure moléculaire, il s’agit d’un matériau extrêmement dur qui peut être stocké indéfiniment.
La composition chimique d'un diamant peut être modifiée sous l'influence de divers facteurs: température élevée, pression et / ou vide. En raison de leur action, le diamant se transforme en un autre élément chimique, le graphite, qui présente une composition différente de caractéristiques qualitatives.
Les diamants sont produits par l'exploitation minière naturelle et artificielle. Dans le cadre de la seconde méthode, l'élément chimique graphite est soumis à des températures et pressions élevées. Le graphite change de structure moléculaire et se transforme en matière première en diamant, acquérant ainsi les propriétés caractéristiques de la résistance.
Avant toute utilisation ultérieure, la matière première résultante nécessite un traitement supplémentaire. La dureté du diamant augmentée en facteur nécessite une approche particulière des méthodes de mise en œuvre
Histoire
L'histoire de l'extraction de diamants est extrêmement jeune. 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 époque. Jusqu'à cette époque, cette méthode n'était utilisée que par d'anciens maîtres indiens, qui gardaient soigneusement les secrets de la technologie.
Sur le territoire de la Russie, la mise en valeur des gisements minéraux et celle de ses technologies de traitement n’ont pris une ampleur industrielle que dans la seconde moitié du XIXe siècle. Aujourd'hui, en Sibérie, des travaux sont en cours sur l'extraction de ce minéral dans les mines qui figurent sur la liste des plus grandes du monde. Simultanément, maîtrisé tous les types de traitement du diamant.
Caractéristiques de traitement
La technologie de traitement et un ensemble de dispositifs techniques appropriés sont déterminés par le nom de l'objectif ultime pour lequel le diamant traité sera utilisé.
Les caractéristiques du diamant nécessitent son utilisation dans divers systèmes, outils et dispositifs technologiques. Par exemple, une petite fraction de diamant, une chapelure, est utilisée comme revêtement par pulvérisation recouvrant les surfaces de travail de tout appareil de coupe. Le placage au diamant est utilisé pour les disques de coupe, les scies et les bandes conçus pour scier le métal, la pierre, le béton, la céramique et d'autres matériaux.
Malgré la stabilité du diamant face aux effets de charges destructives à large spectre, il est un matériau fragile. L'utilisation de la technologie de compression des percussions permet de broyer des diamants en copeaux. Le broyage des minéraux est effectué à l'aide d'une presse hydraulique (cette option de traitement est rarement applicable).
La technologie la plus largement utilisée est le laminage. Dans le cadre de ce processus, la matière première est acheminée par un convoyeur vers une chambre spéciale dans laquelle tournent des rouleaux cylindriques en contact les uns avec les autres. En passant entre eux, le diamant brut s'effrite. Compte tenu du coefficient de résistance du diamant, plusieurs blocs avec des rouleaux rotatifs séparés par des espaces différents sont utilisés sur le convoyeur. Cela vous permet de réduire la charge sur le mécanisme car il s'agit d'un écrasement progressif sur le principe du plus au moins.
La surface de travail des rouleaux est recouverte d'un revêtement en diamant, car aucun autre matériau n'est capable de supporter cette charge avec un équivalent aussi efficace.
Les paramètres dimensionnels de la fraction de miettes sont déterminés par le nom de l'objectif final pour lequel elle sera utilisée. Le grain de diamant plus gros est utilisé pour le traitement grossier des matériaux à facteur de résistance élevé: céramique, granit, porcelaine. Par exemple, les gros morceaux sont utilisés comme élément coupant sur le bord de travail des couronnes circulaires conçues pour percer des trous ronds dans des matériaux durs: carreaux de céramique, béton, dalles de granit et autres.
La mie de diamant de plus petite granularité s’applique à la mise en oeuvre du traitement en couche mince de ces matériaux. Dans le cadre de ce traitement, les matériaux sont nettoyés, polis et polis. Le polissage est effectué avec une pâte spéciale à base de poussière de diamant. L'obtention de fragments de diamant de différentes tailles de grain est obtenue par concassage puis tamisage.
Passer des diamants concassés à travers des panneaux maillés de différentes tailles de cellules permet d’obtenir des fractions de diamètre fixe.
L'obtention de matériaux diamantés adaptés à une utilisation en production est une procédure plus laborieuse que la technologie de pressage par choc. Comme ces matériaux sont utilisés, par exemple, des cercles pour couper du verre, des conseils d’outils de tournage et autres. Ce sont des éléments constitués entièrement de masse de diamant. Ces ajouts impliquent la mise en oeuvre de procédures de production associées au coût des ressources et à l’utilisation simultanée de plusieurs technologies de traitement.
Les propriétés de résistance du diamant rendent difficile la fabrication de pièces qui exigent des paramètres dimensionnels et une précision de forme élevés.
Le diamant est le seul matériau avec lequel vous pouvez produire un traitement efficace des diamants bruts.
La combinaison correcte des facteurs affectant l'outil de traitement et le matériau en cours de traitement permet un traitement plus efficace. Par exemple, dans certains cas, la pièce est chauffée dans la plage de température moyenne et la température du dispositif de traitement est maintenue dans la zone de faible performance thermique. Dans ce cas, la pièce préchauffée 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 de hautes températures. Plus la température est élevée, plus le coefficient de résistance du minéral est faible.
Comment faire une scission?
Une autre façon de traiter un diamant consiste à utiliser du fer chaud. Ce minéral peut entrer en réaction chimique avec le métal chauffé à haute température. Le fer chaud commence à absorber la composante carbone du diamant. Au point de contact du métal chaud avec le minéral, au niveau moléculaire, ce dernier fond.
Cette méthode a une faible efficacité de production, mais seule son aide permet d’obtenir certains résultats lors du traitement du diamant.
L'application de la méthode de l'acier à chaud est effectuée lorsqu'il est nécessaire de couper de grands volumes de matières premières avec un taux de déchets minimal. Le procédé utilise un fil d'acier chaud entraîné par des arbres en rotation. Dans ce cas, la ligne de coupe est aussi fine que possible et la perte de matière première principale est minimisée.
Avec la méthode de sciage à chaud, seules des manipulations visant à traiter un caractère général peuvent être effectuées. La découpe détaillée est réalisée à l'aide de techniques de meulage plus sophistiquées.Cette méthode utilise également la technologie de forage à chaud. Dans ce cas, l'élément en acier de forage est également chauffé à haute température. L'efficacité du procédé est également augmentée en chauffant les deux pièces à la suite d'un frottement l'une contre l'autre.
Le forage au diamant est utilisé pour l'ébauche. Le long de la ligne de partage de la pièce, des trous du diamètre souhaité sont percés. Des expandeurs d'ancrage spéciaux y sont immergés. La technologie vous permet de gérer l'expansion des ancres en alternance ou simultanément. De ce fait, il est possible d’effectuer une division contrôlée de la pièce le long d’une ligne donnée.
Le rôle clé de l'efficacité de la méthode est joué par l'angle sous lequel les trous sont percés. Tout écart par rapport aux valeurs spécifiées peut conduire à une précision de la panne.
Que sont les diamants polis?
La technologie de traitement de ce minéral est principalement orientée vers son broyage. Grâce à cette procédure, les diamants acquièrent leur forme définitive et, dans certains cas, se transforment en pierres précieuses.
Fabriquant des diamants, les maîtres ont recours à des méthodes de traitement étape par étape. Le brut est débarrassé des impuretés d'autres minéraux, le cas échéant. Ensuite, une ébauche est réalisée, permettant de former la forme principale du futur produit. Après cela, la coupe commence.
Pour broyer un diamant minéral, on utilise des dispositifs équipés de buses spéciales - des disques ou des plaques d'épaisseur, de forme et du matériau de fabrication correspondant au nom de la procédure exécutée. Les surfaces de travail de ces buses sont recouvertes de particules de diamant de différents diamètres.
Si la coupe est faite dans le but d’obtenir une pierre précieuse - un diamant, de nombreuses buses avec une large gamme de paramètres dimensionnels sont utilisées. Les premiers ont utilisé des plaques ou des disques avec des grains de diamant du plus grand diamètre. Au fur et à mesure que le processus avance, la granularité des buses diminue. Le polissage final est effectué à l'aide de nanoparticules de diamant.
Les outils utilisés pour couper sont différents dans leur but et leur principe de fonctionnement. Certaines d'entre elles fonctionnent en raison de la présence d'un mouvement de rotation du rotor sur l'arbre d'extrémité duquel est fixé un disque de meulage. Le travail des autres outils est basé sur le principe du mouvement alternatif. Les plaques de meulage sont insérées dans des pinces spéciales de ces outils.
Pendant le traitement, les diamants sont broyés dans un état vitreux transparent. En raison du fait que les bords du futur diamant sont situés dans des positions strictement ajustées, et sous un angle donné, le matériau brut est transformé en une pierre précieuse. À la dernière étape du traitement, il est poli pour devenir un 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 effets externes.
Vous trouverez des informations intéressantes sur l'extraction et le traitement du diamant dans la vidéo suivante.
