Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Сущность процесса шлифования

Сущность процесса шлифования

19.11.2017

Общие сведения. При огранке алмазов в бриллианты применяют плоское шлифование поверхностей кристалла алмаза на чугунном диске, шаржированном алмазным порошком. Несмотря на то, что история обработки алмазов алмазным порошком насчитывает сотни лет и кажется простым процессом, до настоящего времени отсутствует единая научно обоснованная теория, объясняющая сущность явлений, происходящих при шлифовании алмазов.

Из опубликованных работ отечественных и зарубежных ученых по вопросу физической сущности процесса шлифования алмазов наиболее четко определяются две точки зрения.

Одна из них основывается на термическом механизме процесса превращения алмаза в графит под действием высоких температур, возникающих в зоне контакта кристалла алмаза с диском, а вторая базируется на механическом способе отделения от обрабатываемого кристалла мельчайших осколков в результате разрушения микронеровностей обрабатываемой поверхности от действия сил трения.

Большая группа исследователей, сторонников термической теории процесса шлифования, экспериментально подтвердила возрастание интенсивности обработки алмаза с повышением температуры окружающей среды.

Так, например, Р. Ринкель определил, что при шлифовании алмазов увеличение температуры окружающей среды до 323° С удваивает эффективность процесса.

Р. Гродзинским описаны интенсивно проходящие термические методы сверления отверстий в алмазе и обработки его граней. В этом случае время обработки по сравнению с механическим способом сокращается с нескольких часов до нескольких минут.

При термической обработке алмаз не испытывает механических нагрузок и плоскости обрабатываются независимо от кристаллографических направлений. Процесс износа алмаза при высоких температурах происходит за счет окисления алмаза и перехода его в другую аллотропическую модификацию — графит.

Наряду с гипотезой о термическом механизме процесса обработки алмаза с помощью алмазного порошка существует другая теория, определяющая механическую сущность этого процесса.

Так, по предположению М. Толковского, алмаз состоит из маленьких октаэдрических и тетраэдрических блоков, связанных кливажными плоскостями, которые при шлифовании кристалла удаляются алмазным порошком.

В связи с тем, что алмаз менее прочен при растяжении, чем при сжатии, а наиболее слабым при растяжении является направление, нормальное к плоским сеткам октаэдра, процесс обработки алмаза можно рассматривать, как скалывание микроскопических кусочков алмаза по октаэдрическим плоскостям.

Усилия растяжения, необходимые для процесса обработки, возникают за счет сил трения между алмазом и обрабатывающей частицей и силой поверхностного натяжения алмаза.

Изложенная гипотеза подтверждалась экспериментальными работами.

Рассмотренные две точки зрения на процессы, происходящие при обработке алмаза диском, шаржированным алмазным порошком, основываются на действии сил трения, возникающих при шлифовании и не исключают одна другую.

Тот факт, что отходы, получаемые при обработке алмазов, содержат мелкие кристаллики алмазов и аморфный углерод, может служить основанием для предположения, что при обработке алмаза с помощью алмазного порошка имеют место термические и механические процессы.

На основании многолетнего опыта обработки алмаза алмазным порошком на чугунном диске установлено, что интенсивность процесса шлифования, определяемая величиной съема алмаза в единицу времени, зависит от ориентации алмаза, скорости шлифования, удельного давления на контактную поверхность, зернистости и концентрации алмазного порошка на рабочей поверхности ограночного диска.