Elmas, tek karbon atomunun kristalidir ve kristal yapısı, eş merkezli düzlem merkezli (en yüksek atom yoğunluğuna sahip bir tür kristal sistemi) kübik kristal sistemine aittir. Elmastaki karbon atomları arasındaki bağ bağı sp3 hibrit kovalent bağ olduğundan, Güçlü bağlanma kararlılığı ve yönlendiriciliği vardır. Eşsiz kristal yapı elmasın en yüksek sertliğe ve sertliğe, kırılma indisine, termal iletkenliğe, mükemmel aşınma direncine, korozyon direncine ve kimyasal kararlılığa sahip olmasını sağlar. Doğal elmasın mükemmel özellikleri, hassas ve çok hassas kesici takım malzemeleri ve ideal bir hassas kesici takım malzemesidir. Dahili elmas sınırı olmadan doğal elmasın homojen kristal yapısı, kesici kenarı teorik olarak atom seviyesinin düzlüğüne ve keskinliğine ulaşmasını sağlar. Sertlik, aşınma direnci, korozyon direnci ve doğal elmasın kimyasal stabilitesi uzun ömürlü olmasını sağlar kesme takımının e, sürekli uzun normal kesimi sağlayın ve takım aşınmasının parçaların hassasiyeti üzerindeki etkisini azaltın; Yüksek termal iletkenliği, kesme sıcaklığını ve parçaların termal deformasyonunu azaltabilir. Bu nedenle, superhard kesici takım malzemesi olarak doğal elmas, mekanik işleme alanında önemli bir konuma sahip olup, özellikle nükleer reaktörlerde kullanılan işleme ve füze veya roket için kullanılan her türlü ayna alanındaki diğer yüksek teknoloji gibi süper hassas işleme alanında yaygın olarak uygulanmıştır. navigasyon jiroskopu, bilgisayar sabit diski substratı, elektron tabancası hızlandırıcı ve ultra hassas bileşenler), geleneksel elmaslı taşlama yöntemine göre fiyat veya hassasiyetten bağımsız olarak doğal elmas aleti kullanılmasının belirgin avantajları vardır. Tablo 1, çeşitli aynaların doğruluğunu ve fiyatını karşılaştırmaktadır. doğal elmas aletleri ve geleneksel taşlama ve parlatma yöntemleriyle işlenir.

Yüksek teknolojili alanlara ek olarak, sıradan endüstriyel ve sivil ürünlerin işlenmesinde kullanılan doğal elmas kesme aletleri de yıldan yıla artmış, geleneksel saat parça işlemeden alüminyum piston, mücevher, kalem, parlak plakalara, demir metal dekorasyon parçaları işleme, doğal elmas kesme aletleri daha mekanik işleme alanları olmuştur diyebiliriz, giderek daha önemli bir rol oynamaktadır.

Öte yandan, doğal elmasın benzersiz özellikleri nedeniyle, işlenmesi çok zordur. Doğal elmasın yüksek sertliği nedeniyle, operatörler için de yüksek teknik gereklilikler gerektiren özel yöntemlerle topraklanması gerekir. Doğal elmasın iyi kimyasal stabilitesi, geçmişte uzun süre kaynak yapılamadı ve elmas malzemelerinin israfı ve yüksek kesme fiyatıyla sonuçlanan büyük taneli elmasın kelepçelenmesinde yalnızca mekanik yöntem kullanıldı. takımlar ve ayrıca kesici takımların ve parçaların hassasiyetini de etkiledi.

Son 100 yılda, bilim adamları ve teknisyenleri, elmas işleme araçlarının mekanik işlemedeki önemli rolü, uygulama umutları ve uygulama yöntemleri konusunda uzun vadeli araştırma ve geliştirme yapmış ve verimli sonuçlar elde etmişlerdir. aşağıdaki aşamalar.

Doğal elmas aletlerinin geleneksel işlem teknolojisi

II. Dünya Savaşı'ndan sonra hassas parçaların, hafif süslemelerin ve mücevher oymacılığının işleme gereksinimlerini karşılamak için doğal elmas aletleri geliştirilmiştir. Doğal elmas aletlerin üretim süreci, elmas mücevherlerin taşlama ve parlatma teknolojisinden kaynaklanmaktadır. Doğal elmas aletlerinin geliştirilmesi, saatlerin ve ilgili ürünlerin imalat teknolojisinde önemli değişiklikler meydana getirmiştir.

Elmas kuyumculuk işlem yönteminin lapalanması: dökme demir öğütme tabağı yüzeyinde kaplanmış elmas tozu öğütme macunu, zeytinyağı ve içine karıştırılır ve dökme demir yüzeyindeki minik gözeneklere kakma yapılmış, elmaslı kelepçe kayışı içine sabitlenmiş elmas tozu yapılır. üzerinde taşlama plakası üzerinde taşlamanın ağırlığı yüksek hızda döndüğünden beri.

1. Bıçak işleme ve test: bıçağın kalitesi doğrudan işlenen parçaların kalitesini etkileyecektir. Oryantasyon: Aletin en şiddetli aşınma yüzeyi, aletin en uzun hizmet ömrünü sağlamak için en sert elmas yüzeyine yerleştirilir. Geleneksel oryantasyon yöntemi genellikle çıplak göz oryantasyonunu kullanır.3. Montaj: Kesme işleminde, doğal elmas aletleri her yönden kesme kuvvetlerini taşımalıdır. Kesintisiz ve sabit kesim yapılmasını sağlamak için, elmas aletlerin alet çubuğuna sıkıca takılması gerekir.

Elmas lehimleme teknolojisi henüz icat edilmemişti, bu nedenle mekanik sıkma tek yoldu. Geleneksel elmas kesici takımların basit işlemi ve düşük maliyeti nedeniyle, bugün hala elmas kesici takımların kaba işlenmesinde kullanılmaktadır. elmas alet işleme teknolojisi, yarım asırdır bilim ve teknoloji personelinin elmas kristal ve elmas alet taşlama mekanizmasının fiziksel ve kimyasal özelliklerine dair unsurları, bıçak oluşum mekanizması, kesme teorisi, sert lehimleme teknolojisi, hassas taşlama ekipmanları konusunda birçok çalışma ve diğer konular, ultra hassas işleme teknolojisi geliştirme doğal elmas aracı sağlam bir temel attı gibi, bugün birçok araştırma konusu devam ediyor.

Doğal elmas aletleri için ultra hassas işleme teknolojisi

1970'lerin sonlarında, lazer nükleer füzyon teknolojisinin araştırılmasında, çok sayıda yüksek hassasiyetli yumuşak metal reflektörün işlenmesi gerekir ve yumuşak metalin yüzey pürüzlülüğü ve şekil hassasiyetinin ultra hassasiyet seviyesine ulaşması gerekir. Gibi geleneksel taşlama kullanımı, parlatma işleme yöntemleri, sadece uzun işlem süresi değil, yüksek maliyet, zor işlem ve gerekli doğruluk elde etmek kolay değildir.Bu nedenle, yeni işleme yöntemleri geliştirmek için acil. Gerçek talep, tahrik Doğal elmas ultra-hassas ayna kesme teknolojisi, mevcut elmas tornalama teknolojisi temelinde, takım tezgahının ve sertliğin doğruluğunu artırarak, kesinlikle titreşim ve sıcaklık kayması, ultra-hassas doğal elmasın gelişimini kontrol eder. lens kesme işlemini oluşturmak için kesici aletler, vb. ve özel bir teknoloji haline geldi. Ultra hassas ayna kesimi için anahtar teknolojilerden biri olarak, doğal al elmas kesici takım teknolojisi, temel olarak aşağıdaki hususlara da yansıyan hem teoride hem de pratikte önemli yenilikler ve gelişmeler sağlamıştır:

1. ultra hassas elmas araçları Geliştirme

(1) ana kesme kenarı ve yardımcı kesme kenarı arasına bir cilalı kenar sokulur, böylece işlenmiş yüzeyin teorik pürüzlülüğü sıfıra yakındır ve cilalanmış kenar 500 veya daha yüksek bir mikroskop altında tespit edildiğinde kusurlardan arındırılır. (2) anahtarın işleme doğruluğu Elmas kesicinin açısı 2 "'ye (3) ulaşır. (3) iç kesiciyi döndürmek için kullanılan yay kesicinin yay hassasiyeti mikron seviyesine ulaşır.

Geleneksel taşlama ekipmanı, ultra hassasiyetli elmas aletlerin işleme gereksinimlerini karşılayamadığından, hava yataklı yay ve kenar taşlama makinesi geliştirilmiştir ve taşlama hassasiyeti 0.1 m.3'e ulaşabilir. Hassas oryantasyon teknolojisi ve ekipmanı, elmas takımlarını sadece en uzun takım ömrünü sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda takım yüzeyi ile işlenmiş yüzey arasındaki sürtünmeyi ve bıçağın yanındaki yarma yüzeyindeki baskıyı azaltmak amacıyla yönlendirmek için kullanılır. daha sofistike bir X ışını difraktometresine ihtiyaç vardır.

Vakumlu lehimleme, elmas işleme imalat teknolojisindeki en önemli gelişmelerden biridir. Bir yandan, geleneksel mekanik sıkıştırma yöntemi, işleme sürecinde işleme kalitesini etkileyecek olan kesme işleminde elmas kesicinin küçük yer değiştirmesine ve titreşimine yol açabilir. Diğer taraftan, elmasın son derece yüksek kimyasal kararlılığından dolayı, genel şartlar altında kaynak elde etmek için diğer metallerle reaksiyona girmek zordur, yani elmas kaynaklanamaz. Bu sorunu çözmek için, lehimlemenin özel durumu Uzun süreli araştırma ve araştırmalardan sonra elmas (yüksek vakumlu ortam) ve sert lehim alaşımı (aktif element olarak titanyum ile gümüş bazlı alaşım) bulunmuştur.

Çalışmada takım aşınma mekanizmasının kurulması, kesme işleminde elmas takım aşınmasının esas olarak kimyasal bağ aşınması olduğunu ve az miktarda mekanik aşınma ve diğer aşınma şekilleri olduğunu tespit etmiştir. Takım aşınma mekanizmasının kurulması ilkeyi belirler. Oryantasyon: En iyi kimyasal stabiliteye sahip kristal yüzey, aletin arka yüzeyine yerleştirilir

6. Mekanik taşlama yönteminde sistematik araştırma

Elmas teorisinin derinlemesine çalışılmasıyla, elmasın makroskopik plastik deformasyonunun (geçmişte, elmasın sadece küçük bir miktar elastik deformasyona sahip olduğu, ancak plastik deformasyonun olmadığı); çalışıldı. Farklı safsızlıklara göre, elmas dört türe ayrılmıştır, bu nedenle farklı KULLANIMLAR uyarınca farklı türlerde elmaslar seçilebilir. Ayrıca, kırılma özellikleri, ayrılma özellikleri ve elmasın yüzey oluşum mekanizması hakkındaki sistematik teorik araştırmalar sonucunda, büyük miktarda veri elde edilmiş, çeşitli teoriler oluşturulmuştur ve elmasın daha bilimsel ve derin bir anlayışı elde edilmiştir. Bu aşamada elmas kesici takım teknolojisinin gelişim özellikleri aşağıdaki gibidir: elmas kesici takım ulusal olarak uygulandığı için Savunma, ileri teknoloji ve diğer alanlar, büyük miktarda fon yatırılır ve araştırmada son teknoloji donanımlar, araçlar ve en son bilimsel yöntemler kullanılır ve gelişimde bir sıçrama yapılır.

Doğal elmas takımlarının en son işlem teknolojisi

1980'lerin sonlarında, yeni bir araştırma alanı olarak mikro - makineler hızla gelişti. Mikro-robot mikro bileşenlerinin üretimi için mekanik işlemenin kullanımı (örneğin;? 0.1 mm mikro hassas dişli, 0.3 mm mikro motor, vb. , takım ucu yay yarıçapı 3 ~ 5 m gereklidir ve yay hassasiyeti kontrol edilebilir ve kayda değer bir takım ömrü uzunluğuna ulaşabilir.

Kesici takım malzemelerinin analizinden, yalnızca tek kristal doğal elmas yukarıdaki gereklilikleri karşılayabilir. Aynı zamanda, neredeyse on yıllık hızlı bir gelişimden sonra, elmas kesici takımların teorisi ve teknolojisi zengin bir tecrübe birikimi kazanmıştır. temelde yukarıda belirtilen yüksek hassasiyetli kesici takımları geliştirme kabiliyetine sahiptir. Bununla birlikte, elmas kesme takımlarının yukarıda belirtilen ultra-hassas işleme teknolojisi ve mikro-işleme takımındakilerin işleme gereklilikleri arasında hala bir fark vardır. ve daha ileri işleme yöntemlerinin daha da geliştirilmesi gerekmektedir. Son yıllarda, elmas takımlarının çeşitli kimyasal mekanizmalarla taşlanması için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir.

1. Termal kimyasal yöntemlerin mekanizması için termokimyasal yöntem: sıcaklık 800 when olduğunda, elmas yüzeyi demirle temas ederse, elmas kristalleri karbon atomlarının kafeslerinden kurtulabilmeleri için elmas kristalleri Kristal kafes.Temizleme işleminin termal kimyasal yöntemini kullanarak: hidrojen atmosferindeki demir öğütme diski 800 ℃ 'ye kadar ısıtılır, öğütme diski ile temas halindeki elmas ve buna bağlı kayan, karbon atomlarının elmas örgüsü kristaldeki demire yayılır. kafes, elmas öğütme amacına ulaşmak; demir kafes içine giren karbon atomları, hava akımları ile havaya salınan metan oluşturmak için hidrojenle reaksiyona girer. Termokimyasal yöntem kullanılarak, öğütme hızı saniyede 40 ~ 2000 atomik katmandır.

2. Vakum plazma kimyasal cilalama, her şeyden önce, ince taneli bir silikon oksit tabakası kaplayan taşlama diski yüzeyinde vakum plazması fiziksel buhar biriktirme yöntemini kullanarak ve daha sonra aynı zamanda temas halinde yüksek vakumda elmas yüzeyini aktive edin öğütme diskinin dönmesiyle, karbon atomlarının aktivasyon durumundaki elmas yüzeyi, öğütme diski üzerindeki silika ile reaksiyona girer, elmas oluşumunun öğütülmesi; Elde edilen karbon monoksit veya karbondioksit gazı, reaksiyon bölmesinden dışarı pompalanır. Bu yöntemin oranı 1 ~ 3000 m3 / s'dir (saniyede yaklaşık 0.25 ~ 750 atomik katman).

3. Zarar vermeyen mekanik kimyasal cilalama yöntemi: NaOH çözeltisine belirli miktarda ince elmas tozu ve hatta daha ince (nanometre seviyesi) silikon tozu eklenmiştir ve güçlü negatif elektrostatik kuvvetli silikon tozu, tek bir elmas parçacığına emdirilecektir. silikon adsorpsiyon tabakası ile elmas öğütme tozu oluşturmak için daha büyük, ve daha sonra gözenekli dökme demir öğütme diski üzerine kaplandı. Elmasın öğütülmesi sırasında, bir yandan elmas öğütme tozu üzerine adsorbe edilen silikon tozu, doğrudan işlenmiş elmasın yüzeyindeki elmas tozu ve işlenmiş elmasın yüzeyini derin hasarlardan korur; Öte yandan, işlenmiş elmasın yüzeyi ile reaksiyona girer ve reaksiyon tabakasını zayıf taşlama işlemi ile giderir. Bu yöntemin taşlama hızı çok düşüktür, dakikada sadece 1 atom tabakasıdır.