Utilizarea diamantelor în scopuri tehnice

În stadiul actual de dezvoltare a tehnologiei, multe industrii nu se pot descurca fără utilizarea diamantelor. Fără o unealtă cu diamant, este imposibil să se fabrice piese dintr-un material foarte dur cu o configurație complexă. S-a constatat că la ascuțirea unei scule din carbură cu diamante, durabilitatea acesteia se dublează. Economisirea de bani de la aplicații cu diamanteîn unele ramuri ale industriei se calculează în multe sute de mii de ruble.



La un moment dat, industria rusă a cunoscut o lipsă acută de diamante industriale. Zăcămintele din Ural nu puteau furniza o cantitate suficientă de materii prime, iar statele străine au impus tot felul de interdicții privind vânzarea diamantelor către Uniunea Sovietică. Prin urmare, am folosit pe scară largă diverși înlocuitori din aliaje dure, care au crescut costul de producție și nu au dat efectul de prelucrare dorit.
Descoperirea zăcămintelor unice de diamante în Yakutia și organizarea producției de diamante artificiale au creat condițiile pentru introducerea lor pe scară largă în industrie. Acum, industria noastră este furnizată cu suficiente diamante brute și este posibil să treceți complet de la unelte din carbură la cele cu diamante.
În legătură cu introducerea pe scară largă a diamantului în industrie din țara noastră, a fost organizat un studiu cuprinzător al proprietăților sale fizice și chimice. Sunt în curs de dezvoltare modalități și metode de aplicare tehnică a acestuia.
Cu ajutorul diamantelor se realizează: prelucrarea sculelor și pieselor de mașini din aliaje dure cermet; forarea sondelor de explorare si productie in formatiuni dure si abrazive; prelucrarea produselor din materiale foarte dure și rezistente la căldură - ceramică, corindon sintetic, cuarț, sticlă, materiale semiconductoare - germaniu și siliciu, și materiale de fațare și de construcție (granit, marmură etc.); îmbrăcarea discurilor abrazive;
strunjirea pieselor de mașini din metale și aliaje moi și neferoase, materiale plastice etc.; tragerea de sârmă fină din aur, platină, argint, cupru, wolfram, molibden etc.; controlul durității, preciziei, curățeniei suprafețelor pieselor și sculelor de mașini. Fiecare aplicație necesită cristale de o anumită calitate, dimensiune și greutate.

Utilizarea diamantului în industria tehnică

În stadiul actual de dezvoltare a tehnologiei, multe industrii nu se pot descurca fără utilizarea diamantelor.... Fără o unealtă cu diamant, este imposibil să se fabrice piese dintr-un material foarte dur cu o configurație complexă. S-a constatat că la ascuțirea unei scule din carbură cu diamante, durabilitatea acesteia se dublează. Economiile din utilizarea diamantelor în anumite industrii se ridică la multe sute de mii de ruble.
Un mare efect economic se obtine si din folosirea sculelor diamantate pentru gaurire, strunjire, slefuire, tragere sarma, taiere, etc. Piesele tratate cu diamant sunt de o calitate exceptional de inalta, in plus, sculele diamantate pot fi folosite pentru a realiza piese din materiale superdure care se disting prin durabilitate.
Uneltele diamantate sunt utilizate pe scară largă în industria de inginerie, aviație, auto, mașini-unelte, radio și industriile electrice.
Inginerul Leon Davis scria în 1955 că „pentru o țară atât de modernă dezvoltată din punct de vedere tehnic precum Statele Unite ale Americii, valoarea diamantelor industriale nu poate fi supraestimată. În Statele Unite, 12 milioane de carate de diamante brute în valoare de 50 de milioane de dolari sunt consumate anual. Se estimează că dacă această țară ar fi tăiată de la sursele de aprovizionare cu diamante, potențialul ei industrial ar scădea la jumătate într-un timp foarte scurt.
Industria noastră autohtonă a cunoscut o lipsă acută de diamante industriale. Zăcămintele din Ural nu puteau furniza o cantitate suficientă de materii prime, iar statele străine au impus tot felul de interdicții privind vânzarea diamantelor către Uniunea Sovietică. Prin urmare, am folosit pe scară largă diverși înlocuitori din aliaje dure, care au crescut costul de producție și nu au dat efectul de prelucrare dorit.
Descoperirea zăcămintelor unice de diamante în Yakutia și organizarea producției de diamante artificiale au creat condițiile pentru introducerea lor pe scară largă în industrie. Acum, industria noastră este furnizată cu suficiente diamante brute și este posibil să treceți complet de la unelte din carbură la cele cu diamante.
În legătură cu introducerea pe scară largă a diamantului în industrie din țara noastră, a fost organizat un studiu cuprinzător al proprietăților sale fizice și chimice. Sunt în curs de dezvoltare modalități și metode de aplicare tehnică a acestuia.
Diamantele sunt folosite pentru a produce:

• prelucrarea sculelor și a pieselor de mașini din aliaje dure cermet;
• forarea sondelor de explorare si productie in formatiuni dure si abrazive;
• prelucrarea produselor din materiale foarte dure și rezistente la căldură - ceramică, corindon sintetic, cuarț, sticlă, materiale semiconductoare - germaniu și siliciu, și materiale de fațare și de construcție (granit, marmură etc.);
• îmbrăcarea discurilor abrazive;
• strunjirea pieselor de mașini din metale și aliaje moi și neferoase, materiale plastice etc.;
• tragerea de sârmă fină din aur, platină, argint, cupru, wolfram, molibden etc.;
• controlul durității, preciziei, curățeniei suprafețelor pieselor și sculelor de mașini.

Fiecare aplicație necesită cristale de o anumită calitate, dimensiune și greutate.

• Roți diamantate pentru șlefuirea și șlefuirea produselor din aliaje dure, minerale, sticlă
• Pânze diamantate pentru tăierea mineralelor, sticlei, aliajelor dure Burghii diamantate fine
• Creioane metalice diamantate
• Set de diamante pentru îmbrăcarea roților
• Ace diamantate pentru îmbrăcarea firelor de șlefuit Dispozitive diamantate Unelte diamantate Vârfuri diamantate pentru testarea durității Vârfuri diamantate pentru profilometre pentru determinarea curățeniei suprafețelor Burghie cu diamant Lagăre diamantate Freze diamantate pentru sticlă Pulbere de diamant pentru șlefuirea, leuirea și lustruirea pietrelor de ceas și tehnice, șlefuirea și lustruirea diamantelor și tari șlefuirea și finisarea (tăierea) cu aliaje a uneltelor diamantate și a diamantelor etc.

Tăierea cu diamant a aliajelor dure

Unul dintre principalele domenii de aplicare a sculelor diamantate este prelucrarea aliajelor dure: ascuțirea și finisarea sculelor de tăiere din aliaje dure, șlefuirea cu diamant a pieselor din aliaje dure ale matrițelor, scule de măsurare și alte părți ale mașinilor și dispozitivelor. În aceste scopuri se consumă o cantitate mare de diamante. Până la sfârșitul planului de șapte ani, peste 60% din diamantele industriale vor fi utilizate pentru șlefuirea aliajelor dure și a altor materiale cu duritate ridicată.
La Uzina de Automobile Gorki, de exemplu, durata de viață a sculei unei scule tăiate cu diamant a crescut de 2-2,5 ori; timpul petrecut la finisarea sculelor de tăiere cu roți diamantate a scăzut de 5-7 ori față de finisarea cu pastă de carbură pe talon etc. (Almaznye instrumenty, 1962).
La ascuțirea sculelor din carbură cu roți diamantate, se exclude posibilitatea deranjării suprafeței și a sculelor de tăiere, se îmbunătățește microgeometria suprafețelor și se previne formarea de fisuri pe plăcile aliajelor dure în timpul ascuțirii.
Uneltele din carbură ascuțite și asprute cu discuri de diamant se uzează aproximativ de două ori mai încet decât cele ascuțite cu abrazivi.
Se estimează că dacă durata de viață a sculei carburii este dublată, viteza de tăiere crește cu 15%, ceea ce, la rândul său, asigură o creștere cu 7% a productivității echipamentelor.
Economiile totale din utilizarea diamantelor în industria carburilor, luând în considerare toți factorii, sunt estimate la aproximativ 60 de milioane de ruble. in an. În plus, se obțin economii mari prin îmbunătățirea culturii de producție, reducerea deșeurilor și utilizarea sculelor diamantate în lucrările în care sculele din carbură nu pot fi utilizate.
Un efect economic deosebit de mare se obține din utilizarea diamantelor sintetice la ascuțirea și finisarea sculelor din carbură.

Sculele din carbură sunt prelucrate cu roți diamantate. Mai mult de 60% din toate diamantele industriale ar trebui să fie cheltuite pentru producția lor.
O roată diamantată este formată dintr-un corp din duraluminiu, oțel sau plastic cu un inel cu diamant. Acest inel include un diamant și un liant (metal sau organic). Liantul servește la fixarea diamantelor pe corp și la formarea suprafeței de lucru a cercului. Alegerea materialului de lipire potrivit este esențială pentru performanța unui diamant. Determină cea mai eficientă utilizare (cheltuială) a diamantelor în instrument. În 1958, când a vizitat o fabrică de scule cu diamante din Anvers, întrebat despre compoziția pachetului, proprietarul companiei a răspuns: „Acesta este cel mai important secret al companiei”. În țara noastră, rășina pulverbakelită este folosită pentru liant organic, iar ca umplutură se folosesc făină de lemn, minerale și pulbere metalică. Umplutura este necesară pentru a crea un suport rigid și puternic pentru diamantul din lipire. Legătura metalică servește la crearea unei legături mai puternice pentru diamant. În prezent, lianții metalici sunt utilizați pe o bază de tungsten-cobalt, fier-nichel și cupru-staniu. Între inelul purtător de diamant și corpul roților lipite cu metal există un strat intermediar, care este necesar pentru fixarea legăturii cu corpul și îndepărtarea căldurii generate în timpul funcționării roții. Inelul este atașat de corp prin apăsare.
Roțile pe o legătură organică sunt folosite pentru finisarea sculelor de tăiere cu aliaj dur, pentru șlefuirea pieselor din aliaj dur, a dispozitivelor și a mașinilor, a unor tipuri de ceramică, sticlă, precum și a materialelor de înaltă rezistență și casante. Roțile diamantate pe o bază metalică sunt folosite pentru finisarea șlefuirii și ascuțirea uneltelor din aliaj dur. În consecință, unealta este mai întâi prelucrată cu roți diamantate pe o bază metalică și apoi lustruită cu roți pe bază organică.
Cu ascuțirea cu diamant și reglarea fină a unei scule de tăiere cu carbură, durabilitatea sa este dublată, finisarea suprafeței este îmbunătățită semnificativ și complexitatea ascuțirii este redusă. Timpul petrecut la finisarea sculei este redus de 4-5 ori comparativ cu finisarea cu pastă de carbură de bor.
Consumul de diamant pentru prelucrarea produsului este semnificativ mai mic decât consumul altor materiale de măcinare. De exemplu, atunci când ascuți frezele cu inserții de carbură, 1 g de aliaj dur necesită 2 până la 18 g de carbură de siliciu și de diamant, în medie, până la 5 mg, adică de 400-3600 de ori mai puțin. Pentru a regla fin o freză, se consumă 100 mg de carbură de bor și doar 0,5-0,7 mg de diamant, adică de 150-200 de ori mai puțin. Acest lucru se explică și prin faptul că, pe lângă o diferență semnificativă de duritate, conținutul de diamant din inel în volum nu depășește 25% și este în medie de 12%, în timp ce conținutul de granule abrazive din roțile din carbură de siliciu este 60-70%, o caracteristică importantă roțile diamantate pe legături organice este capacitatea lor de auto-ascuțire, ceea ce contribuie la utilizarea cu succes în procesele de automatizare și mecanizare a fabricării de scule și alte piese.
La operarea roților, este importantă concentrația de diamant a roții, care este determinată de conținutul de diamant în 1 mm3 din inelul cu diamant. Pentru o concentrație de 100%, un conținut de 0,878 mg de diamant, sau 0,00439 carate, este luat în 1 mm3. Roțile diamantate sunt produse în concentrație de 25, 50 și 100%.

ferăstraie diamantate

Piatra naturală a fost mult timp materialul cel mai valoros în construcția clădirilor și structurilor monumentale. Majoritatea monumentelor istorice care au ajuns până la noi sunt realizate din piatră naturală. Aceste structuri încă ne uimesc imaginația cu puterea și frumusețea lor curată. Piatra naturală este utilizată pe scară largă în construcția clădirilor. Este suficient să menționăm structuri unice precum metroul din Moscova, Leningrad, Kiev, Universitatea din Moscova de pe Dealurile Lenin, Palatul Congreselor de la Kremlin etc., unde piatra naturală (granit, diabază, gresie, ardezie, marmură, calcar, jasp), ceramică, refractare, fibră de sticlă etc. Realizarea diferitelor piese din acestea, plăci de acoperire etc. necesită unelte foarte rezistente care ar putea tăia rapid și economic aceste materiale.
Cele mai eficiente în acest scop sunt uneltele diamantate: ferăstraie diamantate și roți de tăiat cu diamante.
Ferăstraiele cu diamant sunt fabricate în două tipuri: longitudinale și circulare. Ferăstrăile cu o lungime de lucru de 2,6 până la 4,5 m sunt folosite pentru tăierea plăcilor mari de piatră cu o viteză de 250 până la 500 mm / h, în funcție de duritatea pietrei. Ferăstraiele circulare cu diamante sunt folosite pentru tăierea pietrelor dure, a sticlei și a ceramicii. Dimensiunea ferăstrăilor este diferită: de la câțiva centimetri la 2 m sau mai mult.
Ferăstraiele sunt realizate în funcție de numărul de diamante de următoarele trei tipuri:

1. ferăstraie cu o concentrație scăzută de diamante - utilizate pentru tăierea marmurei, sticlei, porțelanului, ceramicii, cuarțului natural și altele;
2. ferăstraie cu concentrație medie de diamante - utilizate pentru tăierea granitului, betonului, cuarțului topit, materialelor de șlefuit semidure, produselor din argilă refractară etc.;
3. ferăstraie cu o concentrație mare de diamante – utilizate pentru tăierea materialelor extrem de dure.

Partea de tăiere a ferăstrăului nu are o acoperire continuă a suprafeței cu material diamantat, ci este formată din segmente separate, izolate unele de altele, de aproximativ 5 cm lungime fiecare. 10 segmente de tăiere sunt fixate la 1 m de ferăstrău. Acest ferăstrău taie gresie silicificată la aproximativ aceeași viteză ca un ferăstrău manual convențional din oțel.
Pentru tăierea pietrei naturale se folosesc predominant și roțile de tăiere segmentate (intermitente).
Roata de tăiere cu diamant (ferăstrău cu diamant) constă dintr-o lamă subțire de oțel și o piesă de tăiere. În funcție de designul piesei de tăiere, se disting două tipuri de roți de tăiere: cu o muchie de tăiere solidă și una intermitentă. Pentru tăierea pietrei naturale se folosesc în principal roțile de tăiere segmentate (intermitente).
Muchia taietoare a rotii este realizata prin metalurgia pulberilor si este atasata de discul de otel prin lipire, sudura sau mecanic. Pulberile metalice sunt folosite ca liant. Pentru stratul de tăiere se folosesc pulberi de diamant de diferite mărimi ale granulelor.
Tăierea materialelor nemetalice cu ferăstrău diamant are mai multe avantaje față de alte metode de tăiere. La tăierea materialelor foarte dure, sticlei, cuarțului, materialelor artificiale pe bază de siliciu și altele, datorită durabilității ridicate a roților de tăiere cu diamant, timpul de despărțire este redus și se obține o calitate înaltă a suprafeței tăiate. La tăierea materialelor semiconductoare (germaniu și siliciu), se obține o precizie dimensională ridicată a elementelor tăiate și pierderea de material valoros în tăieturi este redusă prin reducerea lățimii de tăiere. La tăierea pietrei naturale cu ferăstraie diamantate, viteza de tăiere și productivitatea procesului cresc de 3-4 ori în comparație cu roțile abrazive.
Performanța de tăiere conform datelor NIIAlmaz este după cum urmează:
Calculele efectuate la NIIAlmaz arată că, dacă toată piatra extrasă în 1963 în țara noastră (fără perete) este tăiată cu ferăstrău cu diamant, atunci economiile anuale se vor ridica la 40 de milioane de ruble, sau 40 de ruble. pe 1 carat de diamant folosit. Consumul de energie la tăierea pietrei este redus de 20 de ori. Durata de viață a sculei pentru piatra cu duritate medie este de 6 până la 18 luni cu trei schimburi, în timp ce ferăstraiele cu carbură de siliciu au doar 2-4 ore.
Instrumentul cu diamant asigură tăierea blocurilor mari de piatră în plăci și piese de prelucrat de dimensiuni precise. Capacitatea carierelor pentru extracția pietrei și a fabricilor crește de 10 ori atunci când se folosesc ferăstraie diamantate, iar costul produselor din piatră scade cu aceeași cantitate.
Introducerea sculelor diamantate în industria construcțiilor va crește semnificativ nivelul tehnic, va crește dramatic productivitatea și va îmbunătăți condițiile de muncă și va reduce costul construcției.

Tratarea suprafeței găurilor

Uneltele diamantate sunt folosite și pentru prelucrarea suprafețelor găurilor de diferite diametre și lungimi. Acest proces se numește șlefuire. Principalele instrumente pentru aceasta sunt barele de diamant (hones) și turele.
Principiul șlefuirii este de a combina mișcarea alternativă a capului de șlefuire și mișcarea de rotație a piesei de prelucrat. Ca urmare, suprafața interioară a piesei este în cele din urmă finisată și toate erorile în forma geometrică a găurilor sunt corectate.
Uneltele de șlefuire sunt fabricate după cum urmează.
Barele și boabele de diamant sunt folosite pentru a face bare, care sunt lipite pe suporturi din oțel. Apoi aceste pietre sunt adunate într-un cap de șlefuit, măcinate și lipite.

Utilizarea sculelor de șlefuit cu diamant are un efect economic mare. Rezistența pietrelor de diamant este de 100-120 de ori mai mare decât a celor abrazive. De exemplu, la prelucrarea găurilor de piese cu diametrul de 27 mm, o bară de diamant funcționează timp de 117-200 de ore, iar una abrazivă doar 1,0-2 ore. ... Precizia formei geometrice a găurilor și finisarea suprafeței pieselor în timpul șlefuirii cu diamante sunt foarte mari.
Capacitatea mare de tăiere, durabilitatea și, în consecință, productivitatea ridicată a pietrelor de diamant permit automatizarea procesului de șlefuire.
Pentru a obține un finisaj de înaltă calitate a suprafeței, șlefuirea este urmată de șlefuire. Pentru aceasta operatie se folosesc strapurile de diamant, care sunt realizate in acelasi mod ca si pietrele de slefuire. Turele sunt plate, rotunde și triunghiulare.
Utilizarea turelor de diamant facilitează foarte mult munca lucrătorului și crește productivitatea muncii.

Istoria forajului cu diamant

Începutul dezvoltării forajului cu diamant datează din cele mai vechi timpuri. Potrivit mărturiei omului de știință englez V.M. Flinders Petrie, egiptenii foloseau unelte de bronz cu vârfuri întărite cu diamante pentru a prelucra cele mai dure roci.

În Europa, primul burghiu cu diamant a fost propus de ceasornicarul elvețian Georg Lescho în 1862. Era o țeavă, a cărei capăt era întărită cu diamante negre. Țeava a fost conectată la o tijă metalică goală, care a fost rotită. Orificiul de jos a fost curățat de butași și bitul a fost răcit cu apă, care a fost alimentată la fund printr-o tijă goală.
Dezvoltarea designului mașinii de găurit cu diamante a fost continuată de fiul lui Georg Lescho - Rudolph Lescho, care, împreună cu mecanicul Piguet, a construit o mașină de găurit cu diamante. Această platformă a forat în calcar cu o viteză de aproximativ 2 m/h. Inginerul francez Perret, care a proiectat prima mașină de forat cu diamante și a demonstrat-o la Expoziția Mondială de la Paris din 1867, a contribuit foarte mult la dezvoltarea în continuare a instalațiilor de foraj cu diamante portabile.
Primele instalații de foraj pentru foraj cu diamante cu acționare mecanică (de la o mașină cu abur) au fost folosite în 1864 la conducerea unui tunel între Franța și Italia. Mașina de găurit cu diamant a fost propusă în 1867 de M. Bullock. A fost alimentat de un motor cu abur și a rotit bitul de diamant cu o viteză de aproximativ 250 s/min. În 1870 au apărut instalații de foraj cu motor cu abur cu o capacitate de 5-7 litri. cu., care a rotit un bit de diamant cu o viteză de aproximativ 300 rpm. În 1872, englezul Beaumont a proiectat o mașină de găurit cu diamante, iar în 1875 a făcut o gaură adâncă de 697,5 m cu această mașină.
În 1878, în SUA, Albert Hall a proiectat o mașină de găurit cu diamant (Sullivan), care a găsit mai târziu o largă aplicație practică. Ceva mai târziu, în 1884-1885, în Suedia, inginerul Krelius a dezvoltat o instalație de foraj cu diamant, care se remarcă prin marea sa simplitate, ușurința de întreținere și greutatea redusă. Mașinile-unelte de tip „Krelius” s-au răspândit și au servit
baza pentru dezvoltarea unui număr de mașini de găurit cu scop similar în Germania și Australia.
În 1889, inginerul rus S. Voislav a dezvoltat designul unei instalații de foraj cu diamante de mână, care se distingea prin simplitatea sa și avea o serie de avantaje față de platformele străine.
Din primul moment al apariției lor, mașinile de găurit cu diamante au găsit o largă aplicație pentru explorarea zăcămintelor de diferite minerale. Prima gaură de foraj cu diamant la 230 m adâncime a fost forată în 1880 la Pottsville (Pennsylvania, SUA) în timpul explorării unui zăcământ de cărbune. Ulterior, adâncimea găurilor de foraj cu diamant a crescut și la sfârșitul secolului al XIX-lea a ajuns la 2000 m. La mina Helen din Canada a fost forată cu diamante o sondă record de 1770 m. În Statele Unite, cea mai adâncă sondă forată cu un unealta diamantată are o adâncime de 1820 m.
Cele mai adânci găuri de foraj cu diamant în explorarea mineralelor solide au fost forate în Africa de Sud. Unul dintre ele de la zăcământul de aur Witwatersrand are o adâncime de 4200 m. În Statele Unite, forarea cu diamante la o adâncime de 800 m a fost folosită în explorarea mineralelor lichide și gazoase.

Foraj cu diamant în Rusia

În Rusia, forajele cu diamante la scară mică și-au găsit aplicații în explorarea minerală la sfârșitul secolului al XIX-lea. În Urali în 1890-1898 forajul cu diamant a fost efectuat la zăcământul de cărbune Lunevskoye: în 1893-1894. la mina Vysokogorsky au fost forate manual șase puțuri cu foraj cu diamant, în plus, s-au efectuat foraje cu diamant la minele Pyshmensky-Klyuchevsky și Bogoslovsky. În Donbass, cam în aceiași ani, s-au efectuat foraje cu diamante la Makeevka și la mina de antracit Blagoveshchensky. La sfârșitul secolului al XIX-lea și chiar la începutul secolului al XX-lea, forarea cu diamant a fost folosită la forarea a două sonde în Anomalia magnetică Kursk, precum și în explorarea zăcămintelor de cupru polimetalic din Kazahstan, Altai, Urali și Siberia de Est. .
În 1923-1925. Forajul cu diamant a fost utilizat pe scară largă în regiunea anomaliei magnetice Kursk, precum și în Urali, Ucraina, Altai, Siberia, Caucaz și Kazahstan. Înainte de Marele Război Patriotic, din cauza deficitului de diamante, forajul cu diamant era folosit doar în operațiuni subterane din industria minieră. Forajul carotelor în formațiuni dure s-a efectuat cu pobedit și împușcătură de fontă.
Odată cu descoperirea zăcămintelor bogate de diamante, a fost creată posibilitatea unei introduceri mai largi a forajului cu diamant în practica explorării geologice și a exploatării miniere.
Forarea cu diamant este cea mai eficientă și mai economică modalitate de a găuri roci. Calculele geologilor și economiștilor arată că, odată cu volumele planificate de foraj, utilizarea sculelor diamantate, în comparație cu împușcătura, oferă mari economii de costuri.
Eficiența uneltelor cu diamante, de exemplu, în forajele adânci și ultra-profunde pentru petrol și gaze oferă o idee.
Există următoarele instrumente de foraj cu diamant: burghie de carotare pentru forarea puțurilor cu eșantionare, burghii de carotare pentru forarea puțurilor de petrol, biți de diamant pentru forarea găurilor complete, burghii de diamant pentru forarea puțurilor de petrol adânci și cochilii de alezare cu diamant pentru refacerea diametrului necesar forajului.
În Uniunea Sovietică se produc coroane cu un singur strat, multistrat și impregnate. În coroanele cu un singur strat se folosesc diamante mari de 20-60 de boabe per carat, în cele multistrat - diamante mici 60-200 de boabe per carat. Burghiile cu un singur strat sunt folosite pentru forarea rocilor cu putina abraziune din categoriile de cetati VII-X. Diamantele pot fi extrase din bitul uzat și utilizate pentru găurirea rocilor abrazive din categoriile de duritate XI-XII. În aceste coroane, cristalele sunt amplasate în inelul cu diamant în mai multe straturi, diamantele fiecărui strat sunt aproape complet prelucrate. Bițile impregnate sunt utilizate pentru găurirea formațiunilor abrazive dure.
Un bit de diamant prin designul său este un cilindru gol din oțel, la un capăt al căruia se află un inel cu diamant, în care cristalele de diamant sunt fixate într-o anumită ordine cu ajutorul diferitelor legături.
Multă vreme, diamantele mari cu o greutate de 1-2 carate, precum „ballas” și „carbonado”, au fost folosite pentru unelte de găurit în diferite țări. Dar odată cu dezvoltarea forajului cu diamant, cererea de diamante industriale a crescut și, prin urmare, prețurile pentru acestea au crescut semnificativ. Timp de 15 ani, de exemplu, din 1940 până în 1955, diamantele industriale de pe piața mondială au crescut de 24 de ori. Consumatorii de diamante pentru burghie au început să caute o cale de ieșire din această situație. Sunt dezvoltate pe scară largă burghiele de diamant mici, pentru care se folosesc diamante mici cu o greutate de la 0,016 la 0,0025 carate.

Pe lângă prețuri, trecerea la diamantele mici a fost influențată de faptul că în lume sunt extrase mai puține diamante mari decât cele mici.
Forajul cu diamant a devenit utilizat pe scară largă în țara noastră după organizarea exploatării industriale a diamantelor în Yakutia. La Expoziția Realizărilor Economiei Naționale de la Moscova sunt expuse biți de diamant din diamante Yakut. Aceste biți sunt foarte eficiente și rentabile. Bitul ADU-2 a forat 181,2 m în timp ce a găurit calcar dur și silstone, ceea ce este de 38 de ori mai mult decât găurirea cu burghie convenționale. Sa constatat că un bit de diamant înlocuiește 19 biți convenționali. Testele cu carote de diamant au arătat că rata de penetrare pentru un astfel de bit este de 20-35 de ori mai mare decât pentru un burit convențional, la aceleași viteze de foraj, iar costul de găurire a 1 m este cu 25-40% mai mic.

Prelucrare diamantată a discurilor de șlefuit

Prelucrarea abrazivă a pieselor și sculelor de mașini este utilizată pe scară largă în industrie, iar acuratețea și calitatea mecanismelor, mașinilor și dispozitivelor fabricate depind de dezvoltarea ulterioară a acesteia.
Importanța procesului de îmbrăcare a discurilor abrazive este determinată de influența acestuia asupra tehnicii și economiei prelucrării abrazive.
Practica lucrărilor de șlefuire și cercetările științifice arată că cei mai importanți parametri ai procesului de șlefuire (productivitate, precizie și calitate a pieselor de prelucrat, durabilitatea roții) sunt indisolubil legați și depind de procesul de îmbrăcare, metodele și modul de îmbrăcare, designul pansamentului. unealta și rezistența sa la uzură.
Prelucrarea cu diamant a discurilor abrazive este unul dintre cele mai importante domenii de aplicare a diamantului în inginerie mecanică. Această operațiune este necesară pentru a restabili acuratețea formei și capacitatea de tăiere a discurilor de șlefuit.
Îmbrăcarea cu diamant a discurilor de șlefuit are avantaje semnificative față de alte metode de îmbrăcare. Datorită suprafeței foarte mici de contact a diamantului cu discul de șlefuit, în timpul lucrului se realizează forțe maxime care, în combinație cu rezistența ridicată la uzură a diamantului, creează condiții pentru obținerea unei precizii ridicate a formei geometrice a roții, și prin urmare acurateţea ridicată şi curăţenia suprafeţei produselor lustruite.
Rezistența ridicată la uzură a sculelor de pansare cu diamant face posibilă automatizarea procesului de pansare.
Uneltele diamantate pentru această operațiune sunt folosite sub formă de creioane diamant-metal, diamante de formă naturală fixate în rame, unelte diamantate tăiate (frețe, ace) și role diamantate. Cele mai utilizate sunt creioanele diamant-metal și boabele de diamant în rame. Alte tipuri de scule diamantate sunt folosite pentru îmbrăcarea și profilarea discurilor abrazive, în principal pentru tipuri speciale de șlefuire.
Creioanele diamant-metal sunt cilindri metalici în care sunt presate inserții cu cristale de diamant dispuse într-o anumită ordine. Avantajul acestui tip de unealta este ca este produs conform standardului si nu necesita inlocuirea diamantelor pana cand acestea sunt complet uzate. Diamantele ieftine și de calitate scăzută sunt folosite pentru creioanele diamant-metal.
Un diamant setat este un cristal fixat ferm într-o montură de metal pe cel puțin 3/4 din lungimea sa. Este fabricat din diamante de mai bună calitate și, prin urmare, are o rezistență mai mare la uzură.
Pe langa aceste doua tipuri de scule folosite la dresarea discurilor abrazive, mai exista si scule diamantate fatate utilizate pentru dresarea discurilor de profil complex, care sunt realizate sub forma unor freze cu profil diamant diferit.
Rolele diamantate sunt un nou instrument promițător pentru pansament automat. Rola constă din particule de diamant ținute împreună printr-o legătură de metal sub formă de pulbere. Îmbrăcarea cu o astfel de unealtă se realizează prin șlefuire (plunge-in) sau cu un avans longitudinal.
În comparație cu metodele convenționale, șlefuirea roților abrazive cu role diamantate are următoarele avantaje:

• a) timpul de îmbrăcare și profilare (darea profilului corect) a roților abrazive este redus drastic, deoarece îmbrăcarea se realizează prin metoda tăierii în plonjare de-a lungul întregului profil al roții și poate fi efectuată fără întreruperea procesului de șlefuire;
• b) rezistența dimensională la uzură este de 50-100 de ori mai mare decât cea a sculelor diamantate convenționale, ceea ce simplifică automatizarea proceselor de îmbrăcare;
• c) pentru roțile diamantate se pot folosi diamante brute de dimensiuni mici, care sunt cele mai puțin rare și mai ieftine.

Îmbrăcarea roților cu role diamantate prin șlefuire creează condiții favorabile pentru rezolvarea problemelor de automatizare complexă a proceselor de șlefuire.
Utilizarea pe scară largă a pansării cu diamant va face posibilă creșterea eficienței discurilor de șlefuit cu 25-50%, ceea ce, având în vedere utilizarea pe scară largă a sculelor abrazive, are o mare importanță economică națională.

Strunjirea diamantelor

Ingineria mecanică modernă se caracterizează prin automatizarea extinsă a prelucrării pieselor și dispozitivelor, utilizarea de noi aliaje și materiale de înaltă rezistență, rezistente la uzură și rezistente la temperatură, cu rezerve minime posibile pentru prelucrare, asigurarea unui tratament de suprafață de înaltă calitate. de piese, permițând crearea de mașini complexe și de înaltă precizie cu proprietăți bune de performanță și aparate.
Implementarea acestor sarcini este posibilă numai cu condiția creării unei astfel de scule de tăiere care să aibă o stabilitate dimensională ridicată în funcționare și să asigure o acuratețe foarte mare a suprafețelor prelucrate ale produselor pentru o lungă perioadă de timp, fără a reajusta sau schimba instrumentul. .
Aceste cerințe sunt îndeplinite de o unealtă de tăiere cu diamant.
Utilizarea frezelor cu diamant realizează o precizie de prelucrare extrem de ridicată și finisarea suprafeței piesei.
După prelucrarea piesei cu o freză diamantată, nu este necesară șlefuirea și lustruirea. O modalitate nouă, foarte promițătoare de extindere eficientă a domeniului de prelucrare a diamantelor este dezvoltarea procesului de netezire a suprafețelor metalice.
Uneltele principale pentru strunjire sunt frezele de diamant, care sunt tije metalice cu cristale de diamant fațetate brazate sau fixate mecanic. Cristalele ar trebui să aibă formă octaedră, dodecaedru rombic sau tranziție. Cristalul trebuie să aibă o structură densă, fără defecte.
Prelucrarea suprafețelor cilindrice se realizează pe strunguri, iar suprafețele plane pe rindele. Scula diamantată este instalată în suportul mașinii-unelte și are aceleași mișcări ca o unealtă convențională. Procesul continuă fără îndepărtarea așchiilor la o presiune de-a lungul axei sculei de aproximativ 15 kg. Acest instrument poate manipula suprafețele externe și interne ale produselor din diferite grade de oțel, cupru, aluminiu, alamă și alte metale.
În plus, diamantul este utilizat pe scară largă în prelucrarea unor astfel de materiale dure și casante precum ceramica, corindon sintetic, carbură de bor, cuarț, sticlă, materiale semiconductoare - germaniu, siliciu etc. și, în multe cazuri, este în general imposibil să le procesăm fără un diamant.
Pentru freze se folosesc cristale de diamant cu o greutate de 0,2-0,6 carate sau mai mult.
Frezele cu diamante sunt folosite pentru alezarea și strunjirea pieselor din diverse
metale neferoase și materiale plastice în inginerie mecanică, fabricarea de instrumente și alte industrii.
La prelucrarea pieselor din bronz și alamă, durabilitatea tăietorilor cu diamant este de 100 de ori mai mare decât cea a tăietorilor din aliaje dure, iar la prelucrarea pieselor din plastic, rezistența tăietorilor cu diamante este de 150-200 de ori mai mare decât cea a tăietorilor din aliaje dure. .
Testele efectuate la fabricile autohtone au arătat că 9000 de biele pot fi prelucrate cu un tăietor cu diamant pe o mașină de alezat fără reajustări. Durata de viață a sculei a fost de 45 de schimburi de lucru, sau mai mult de 300 de ore, ceea ce corespunde la 1000 km din distanța parcursă în loc de 10 km la lucrul cu freze din carbură.
Utilizarea tăietorilor cu diamant în industrie oferă o mare eficiență tehnică și economică.

Când este testat pentru duritate

Vârfurile de diamant sunt folosite pentru a măsura duritatea metalelor și aliajelor. Vârful este un con diamant cu unghi de 120 ° fixat într-un cadru de oțel prin lipire cu argint, al cărui vârf trece într-o emisferă cu o rază de 0,2 mm. Greutatea diamantelor folosite este de 0,18-0,6 carate.
Rezistența vârfurilor de contact cu diamant este de aproximativ 50 de ori mai mare decât cea a vârfurilor de contact din aliaj dur și de 1000 de ori mai mare decât cea a oțelului.
Dispozitivele cu vârfuri de contact diamantate nu necesită aproape nicio schimbare.