כיצד מעובדים יהלומים?

יהלום הוא מינרל טבעי שהוא פחמן עם סריג קריסטל אלוטרופי. בשל המבנה המולקולרי שלו, זהו חומר קשיח במיוחד שניתן לאחסן ללא הגבלת זמן.

ההרכב הכימי של יהלום יכול להשתנות על ידי גורמים שונים: טמפרטורה גבוהה, לחץ ו/או ואקום. כתוצאה מפעולתם הופך היהלום ליסוד כימי נוסף - גרפיט, בעל הרכב שונה של מאפיינים איכותיים.

יהלומים מתקבלים על ידי כרייה טבעית וייצור מלאכותי. בשיטה השנייה, היסוד הכימי גרפיט נחשף לטמפרטורה וללחץ גבוהים. חומר הגרפיט משנה את המבנה המולקולרי שלו והופך ליהלומי גלם, ורוכש תכונות חוזק אופייניות.

ההיסטוריה של כריית יהלומים היא צעירה ביותר. זאת בשל המורכבות של החיפוש וההפקה של המינרל, כמו גם מהקשיים הקשורים בעיבודו. הטכנולוגיה של עיבוד החומר המתואר בעזרת יהלום אחר החלה לצבור פופולריות רק במאות XIV-XV לספירה. עד אז, שיטה זו שימשה רק מאסטרים הודים עתיקים, ששמרו בקפידה על סודות הטכנולוגיה.

בשטחה של רוסיה, פיתוח מרבצי מינרלים ופיתוח טכנולוגיות לעיבודו קיבלו בקנה מידה תעשייתי רק במחצית השנייה של המאה ה-19.כיום בסיביר מתבצעות עבודה להפקת מינרל זה במכרות שנמצאים ברשימת הגדולים בעולם. במקביל, כל סוגי עיבוד היהלומים עברו שליטה.

טכנולוגיית העיבוד ומערך המכשירים הטכניים המתאימים לכך נקבעים לפי שם המטרה הסופית שלשמה ישמש היהלום החתוך.

מאפייני היהלום מחייבים את השימוש בו במערכות טכנולוגיות, כלים והתקנים שונים. לדוגמה, חלק יהלום עדין - חצץ, משמש כציפוי מקרטט על משטחי העבודה של כל מכשירי חיתוך. ריסוס יהלום משמש ליישום על דיסקיות חיתוך, מסורים, להקות המיועדות לניסור מתכת, אבן, בטון, קרמיקה וחומרים נוספים.

למרות ההתנגדות של היהלום להשפעות של עומסים הרסניים בטווח רחב, זה חומר שביר... השימוש בטכנולוגיית לחיצת אימפקט מאפשר לטחון יהלומים לשבבים. ריסוק המינרל מתבצע באמצעות מכבש הידראולי (אפשרות עיבוד זו חלה לעתים רחוקות).

הטכנולוגיה של כרסום מתגלגל נמצא בשימוש נרחב יותר. כחלק מתהליך זה, חומר הגלם מוזרם דרך מסוע לתא מיוחד, בו מסתובבים גלילים גליליים המגעים זה עם זה. עוברים ביניהם, יהלומי גלם מתפוררים. בהתחשב בגורם החוזק של היהלום, המסוע משתמש במספר בלוקים עם גלילים מסתובבים שיש ביניהם גדלים שונים של הרווח. זה מאפשר להפחית את העומס על המנגנון, שכן ריסוק שלב אחר שלב מתבצע על פי העיקרון מגדול לקטן יותר.

פרמטרי הגודל של שבריר הפירורים נקבעים לפי שם המטרה הסופית שלשמה הוא ישמש. גריס יהלום גס משמש לעיבוד גס של חומרים בעלי מקדם חוזק מוגבר: קרמיקה, גרניט, כלי אבן פורצלן. לדוגמה, שבבים גסים משמשים כאלמנט חיתוך המוחל על קצה העבודה של כתרים עגולים המיועדים לחיתוך חורים עגולים בחומרים קשים: אריחי קרמיקה, בטון, לוחות גרניט ואחרים.

גרגיר יהלום בגודל גרגר עדין יותר משמש לעיבוד עדין של חומרים מסוימים. במסגרת עיבוד זה מחליקים, מבריקים, מבריקים חומרים. הליטוש מתבצע עם משחה מיוחדת המבוססת על אבק יהלומים. גרגיר יהלומים בגודל גרגר שונה מתקבל על ידי ריסוק ומסננת לאחר מכן.

תהליך השגת חומרי יהלום המתאימים ליישומים תעשייתיים הוא הליך מייגע יותר מאשר טכנולוגיית לחיצת השפעה. חומרים אלו כוללים, למשל, גלגלי חיתוך מזכוכית, טיפים לכלי סיבוב ועוד. הם אלמנטים העשויים כולו ממסת יהלומים. ייצור תוספות כאלה כרוך בביצוע הליכי ייצור הקשורים בעלויות משאבים ושימוש במספר טכנולוגיות עיבוד בו זמנית.

תכונות החוזק של היהלום מקשות בהרבה על ייצור חלקים המעמידים דרישות גבוהות לפרמטרים ממדים ודיוק צורה.

השילוב הנכון של גורמים המשפיעים על כלי העיבוד והחומר לחיתוך מאפשר את העיבוד היעיל ביותר. לדוגמה, במקרים מסוימים, חומר העבודה המיועד לעיבוד מחומם בטווח טמפרטורות בינוני והטמפרטורה של כלי העיבוד נשמרת בטווח התרמי הנמוך. במקרה זה, ניתן לעבד את חומר העבודה המחומם, ואחוז בלאי הכלים מופחת.

דרך נוספת לעבוד עם יהלום היא ברזל חם. מינרל זה מסוגל להיכנס לתגובה כימית עם מתכת מחוממת לטמפרטורות גבוהות. ברזל חם מתחיל לספוג את מרכיב הפחמן של היהלום. בנקודת המגע של מתכת חמה עם מינרל, האחרון נמס ברמה המולקולרית.

לשיטה זו יעילות ייצור נמוכה, אולם רק בעזרתה ניתן להגיע לתוצאות מסוימות בעיבוד חומר יהלום.

שיטת הפלדה החמה משמשת כאשר יש צורך לחתוך נפח גדול של חומרי גלם עם יחס פסולת מינימלי. שיטה זו משתמשת בחוט פלדה זוהר המונע על ידי פירים מסתובבים. במקרה זה, קו החיתוך דק ככל האפשר, ואובדן חומר הגלם העיקרי ממוזער.

בשיטת הניסור החם ניתן לבצע רק מניפולציות עיבוד כלליות. חיתוך מפורט מתבצע באמצעות טכנולוגיות שחיקה מתוחכמות יותר. טכנולוגיית קידוח חם משמשת גם בשיטה זו. במקרה זה, אלמנט הפלדה הקידוח מחומם גם לטמפרטורות גבוהות. יעילות השיטה עולה גם עקב חימום של שני החלקים כתוצאה מחיכוך זה בזה.

קידוח יהלום משמש לביצוע פעולות חיספוס. חורים בקוטר הנדרש קודחים לאורך הקו המפוצל של חומר העבודה. מרחיבים עוגנים מיוחדים טובלים בהם. הטכנולוגיה מאפשרת לשלוט בהרחבת העוגנים בזה אחר זה או במקביל. הודות לכך, ניתן לבצע פיצול מבוקר של חומר העבודה לאורך קו נתון.

הכיוון העיקרי בטכנולוגיות העיבוד של מינרל זה הוא הטחינה שלו. הודות להליך זה, יהלומים מקבלים את צורתם הסופית, ובמקרים מסוימים הופכים לאבנים יקרות.

בעת ייצור יהלומים, בעלי מלאכה משתמשים בשיטות עיבוד שלב אחר שלב. חומר העבודה הגס מנוקה מזיהומים של מינרלים אחרים, אם בכלל. לאחר מכן מבוצע ניסור גס, שבגללו נוצרת הצורה העיקרית של המוצר העתידי. לאחר מכן, מתחיל חיתוך.

לטחינת מינרל יהלום, משתמשים במכשירים המצוידים בחיבורים מיוחדים - דיסקים או לוחות בעלי עובי, צורה וחומר ייצור התואמים לשם ההליך המבוצע. משטחי העבודה של קבצים מצורפים אלה מצופים בשברים של שבבי יהלום בקטרים ​​שונים.

אם החיתוך נעשה על מנת לקבל אבן יקרה - יהלום, אז נעשה שימוש במגוון טיפים עם מגוון רחב של פרמטרים ממדיים. הראשונים לשימוש הם צלחות או דיסקים עם גרגיר יהלומים בקוטר הגדול ביותר. ככל שהתהליך מתקדם, הפירוט של החרירים פוחת. הליטוש הסופי מתבצע באמצעות ננו-חלקיקי יהלומים.

הכלים שבהם מתבצע החיתוך שונים במטרה המיועדת ובעקרון הפעולה שלהם. חלקם מתפקדים עקב נוכחות התנועה הסיבובית של הרוטור, שעל הפיר הקצה שלו מחוברת דיסק שחיקה. כלים אחרים עובדים על העיקרון של תנועה הדדית. לוחות השחזה מוכנסים לתוך המהדקים המיוחדים של כלים אלה.

בתהליך העיבוד, יהלומים נטחנים למצב זכוכית שקוף. בשל העובדה שההיבטים של היהלום העתידי ממוקמים במיקומים מאומתים בקפדנות ובזווית נתונה, חומר הגלם הגולמי הופך לאבן יקרה. בשלב האחרון של העיבוד, הוא מלוטש למצב דמוי מראה.

תוכל למצוא מידע מעניין על כרייה ועיבוד יהלומים בסרטון הבא.