الماس هو بلورة ذرة الكربون المفردة ، وهيكلها البلوري ينتمي إلى نظام البلورات المكعبية بمركز مستوي متساوي (نوع واحد من نظام البلورات بكثافة ذرية أعلى) ، ولأن الرابطة الترابطية بين ذرات الكربون في الماس هي رابطة تساهمية هجينية sp3 ، لها ثبات قوي وترابط قوي. الهيكل البلوري الفريد يجعل الماس يمتلك أعلى صلابة وصلابة ، معامل انكسار ، توصيل حراري ، مقاومة ممتازة للتآكل ، مقاومة للتآكل والاستقرار الكيميائي ، الخ. الخصائص الممتازة للماس الطبيعي يمكن أن تلبي معظم متطلبات الدقة وأدوات القطع بدقة فائقة ، وهي مادة مثالية لقطع الدقة. هيكل بلوري موحد للماس الطبيعي دون حدود الحبوب الداخلية يجعل حافة القطع تصل من الناحية النظرية إلى الاستقامة والحدة من المستوى الذري.الصلابة ، مقاومة التآكل ، تضمن مقاومة التآكل والاستقرار الكيميائي للماس الطبيعي فترة الخدمة الطويلة ه أداة القطع ، وضمان القطع العادي الطويل المستمر ، والحد من تأثير ارتداء أداة على أجزاء الدقة ؛ يمكن للموصلية الحرارية أعلى خفض درجة الحرارة قطع وتشويه حراري للأجزاء.الماس الطبيعي كمادة أداة قطع خارقة ، لذلك ، موقع مهم في مجال المعالجة الميكانيكية وقد تم تطبيقه على نطاق واسع ، خاصة في مجال تصنيع الآلات فائقة الدقة ، مثل المعالجة المستخدمة في المفاعلات النووية ، وغيرها من التقنيات العالية في مجال جميع أنواع المرآة المستخدمة في الصواريخ أو الصواريخ في جيروسكوب الملاحة ، الركيزة القرص الصلب للكمبيوتر ، مسرع بندقية الإلكترون والمكونات فائقة الدقة) ، باستخدام أداة الماس الطبيعي بغض النظر عن السعر أو على الدقة من طريقة المعالجة التقليدية لديها مزايا واضحة.الجدول 1 يقارن دقة وسعر مختلف المرايا معالجتها بواسطة أدوات الماس الطبيعية وطرق التلميع والطحن التقليدية.

بالإضافة إلى مجالات التكنولوجيا العالية ، فإن أدوات القطع بالألماس الطبيعية في مجال تصنيع المنتجات الصناعية والمدنية العادية تزداد عاماً بعد عام ، وقد تم تطويرها من المعالجة التقليدية لقطع الغيار إلى مكبس ألومنيوم ، مجوهرات ، قلم ، لوحات لامعة ، غير -معالجة أجزاء زخرفة المعادن ، يمكن أن يقول أدوات قطع الماس الطبيعي مزيد من حقول المعالجة الميكانيكية ، يلعب دورا أكثر وأكثر أهمية.

من ناحية أخرى ، بسبب الخصائص الفريدة للماس الطبيعي ، فإنه من الصعب جدا معالجته. بسبب الصلابة العالية للماس الطبيعي ، يجب أن تكون الأرض بطرق خاصة ، والتي تتطلب أيضا متطلبات فنية عالية للمشغلين. الاستقرار الكيميائي الجيد للماس الطبيعي ، كان غير قادر على أن يلحم لفترة طويلة في الماضي ، وكانت الطريقة الميكانيكية فقط تستخدم لربط الماس الكبير ، مما أدى إلى إهدار مواد الألماس وارتفاع سعر القطع الأدوات ، وأثرت أيضا على دقة أدوات القطع وقطع الغيار.

في السنوات المائة الماضية ، قام العلماء والفنيين بإجراء أبحاث وتطوير على المدى الطويل حول الدور الهام ، وآفاق التطبيق وطرق التنفيذ الخاصة بأدوات الماس في المعالجة الميكانيكية ، وحقق نتائج مثمرة. تم استعراض تطوير تكنولوجيا أداة قطع الماس الطبيعي في المراحل التالية.

تكنولوجيا المعالجة التقليدية لأدوات الماس الطبيعية

تم تطوير أدوات الماس الطبيعي بعد الحرب العالمية الثانية لتلبية احتياجات تصنيع الأجزاء الدقيقة والحلي الخفيفة ونحت المجوهرات. نشأت عملية تصنيع أدوات الماس الطبيعية من تكنولوجيا طحن وتلميع مجوهرات الألماس. جلب تطوير أدوات الماس الطبيعية تغييرات كبيرة في تكنولوجيا تصنيع الساعات والمنتجات ذات الصلة.

اللف من طريقة عملية الماس والمجوهرات هو: على سطح الحديد الزهر طحن سطح الماس المطلي مسحوق طحن معجون مختلطة مع زيت الزيتون وإلى ، وجعل مسحوق الماس مطعمة في المسام صغيرة على سطح الحديد الزهر ، ثابتة في لوح التزلج المشبك مع الماس على ذلك منذ وزن طحن على لوحة طحن الدورية بسرعة عالية.

1. معالجة و اختبار الشفرة: سوف تؤثر جودة الشفرة بشكل مباشر على جودة الأجزاء المجهزة. التوجيه: يتم وضع السطح الأكثر عنفًا للأداة على أصعب سطح الكريستال ، وذلك لضمان أطول عمر خدمة للأداة. تستخدم طريقة التوجيه التقليدية عمومًا اتجاه العين المجردة .3. التركيب: في عملية القطع ، يجب أن تتحمل أدوات الماس الطبيعية قوى القطع من جميع الاتجاهات. من أجل ضمان القطع المستمر والمستقر ، يجب تثبيت أدوات الماس بشكل ثابت على شريط الأدوات.

لم يتم اختراع تكنولوجيا الماس النحاسية حتى الآن ، لذلك كان التشبيك الميكانيكي هو السبيل الوحيد.وبسبب العملية البسيطة والتكلفة المنخفضة لأدوات قطع الماس التقليدية ، فإنه لا يزال يستخدم في الآلات الخام لأدوات قطع الماس اليوم. تكنولوجيا معالجة أداة الماس ، في نصف قرن من موظفي العلوم والتكنولوجيا على الخواص الفيزيائية والكيميائية للبلور الماس وأدوات طحن أداة الماس ، وآلية تشكيل شفرة ، ونظرية القطع ، وتكنولوجيا لحام ، الكثير من العمل على معدات طحن دقيقة ، و مواضيع أخرى ، كما وضعت أداة الماس الطبيعي في تطوير تكنولوجيا الآلات فائقة الدقة أساسا متينا ، العديد من الموضوعات البحثية اليوم مستمرة.

تكنولوجيا معالجة بالغة الدقة لأدوات الماس الطبيعي

في أواخر السبعينيات ، في أبحاث تكنولوجيا الانصهار النووي الليزري ، يجب معالجة عدد كبير من عاكسات المعادن الناعمة عالية الدقة ، ويتطلب دقة خشونة السطح ودقة الشكل للمعدن الناعم للوصول إلى مستوى الدقة الفائقة. مثل استخدام الطحن التقليدي ، وطرق معالجة التلميع ، ليس فقط وقت المعالجة الطويل ، والتكلفة العالية ، والتشغيل الصعب ، وليس من السهل تحقيق الدقة المطلوبة.ولذلك ، من الملح تطوير أساليب معالجة جديدة.في الطلب الحقيقي ، مدفوعة من قبل الماس الطبيعي تكنولوجيا قطع المرآة فائقة الدقة تتطور بسرعة ، على أساس تكنولوجيا تحول الماس الحالية ، من خلال تحسين دقة أداة الآلية والجامدة ، التحكم الدقيق في عملية الاهتزاز ودرجة الحرارة الانجراف ، وتطوير الماس الطبيعي فائقة الدقة أدوات القطع ، وما إلى ذلك ، لتشكيل عملية قطع العدسة ، وتطويرها إلى تقنية متخصصة. باعتبارها واحدة من التقنيات الرئيسية لقطع المرآة فائقة الدقة ، natur حققت تكنولوجيا أداة قطع الماس ابتكارًا وتطورًا هامًا من الناحية النظرية والممارسة ، تنعكس بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

1. تطوير أدوات الماس فائقة الدقة

(1) يتم إدخال حافة مصقولة بين حافة القطع الرئيسية وحافة القطع الإضافية ، بحيث تكون القساوة النظرية للسطح الميكانيكي قريبة من الصفر وتكون الحافة المصقولة خالية من العيوب عندما يتم الكشف عنها تحت مجهر 500 أو أعلى. (2) دقة المعالجة الرئيسية لزاوية قطع الماس تصل إلى 2 ". (3) الدقة القوسية للقاطع القوسي المستخدم لتحويل السطح الداخلي يصل إلى مستوى ميكرون.

نظرًا لأن معدات الطحن التقليدية لا يمكنها تلبية متطلبات الآلات الخاصة بأدوات الماس فائقة الدقة ، فقد تم تطوير آلة الطحن القوسية والحادة ذات تأثير الهواء ، ويمكن أن تصل دقة الطحن إلى 0.1 m.3. تُستخدم تكنولوجيا ومعدات التوجيه الدقيقة لتوجيه أدوات الماس بغرض توفير أطول أداة للحياة ، وكذلك تقليل الاحتكاك بين سطح الأداة والسطح الميكانيكي والتوتر على سطح الانقسام بالقرب من الشفرة. ، هناك حاجة إلى مقياس الانكسار الأشعة السينية أكثر تطورا.

يعتبر الفرملة الفراغ أحد أهم الاختراقات في تكنولوجيا تصنيع أداة الماس. من ناحية ، قد تؤدي طريقة التثبيت الميكانيكية التقليدية إلى الإزاحة الصغيرة واهتزاز قطع الماس في عملية القطع ، والتي سوف تؤثر على جودة الآلات. من ناحية أخرى ، بسبب الاستقرار الكيميائي المرتفع للغاية للماس نفسه ، فمن الصعب أن تتفاعل مع المعادن الأخرى لتحقيق اللحام في ظل الظروف العامة ، وهذا هو الماس غير قابل للحام. من أجل حل هذه المشكلة ، فإن حالة خاصة من حام تم العثور على الماس (بيئة عالية فراغ) وسبائك مختلط (سبائك الفضة مقرها مع التيتانيوم كعنصر نشط) بعد البحث والاستكشاف على المدى الطويل.

لقد وجد إنشاء آلية ارتداء الأدوات من خلال الدراسة أنه في عملية القطع ، ارتداء الماس أداة هو أساسا ارتداء السندات الكيميائية ، وهناك كمية صغيرة من التآكل الميكانيكي وغيرها من أشكال التآكل. إنشاء آلية ارتداء أداة يحدد المبدأ لتوجيه الأداة: يتم وضع سطح البلورة مع أفضل استقرار كيميائي على السطح الخلفي للأداة

6. بحث منهجي عن طريقة الطحن الميكانيكي

من خلال الدراسة المتعمقة لنظرية الماس ، وجد أن تشوه الماكروسكوبي للماسة (في الماضي ، كان يعتقد أن الماس فقط كان لديه كمية صغيرة من التشوه المرن ولكن لا تشوه البلاستيك) ؛ الشوائب النادرة في بلورات الماس تم دراستها. وفقا للشوائب المختلفة ، تم تقسيم الماس إلى أربعة أنواع ، لذلك يمكن اختيار أنواع مختلفة من الماس وفقا لمختلف الاستخدامات. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال البحث النظري المنتظم عن خصائص الكسر وخصائص الانقسام وآلية تشكيل السطح للماس ، تم الحصول على كمية كبيرة من البيانات ، وقد تم تشكيل العديد من النظريات ، وتم اكتساب فهم أكثر علمية وعميقة للماس.وخصائص تطوير تكنولوجيا أداة قطع الماس في هذه المرحلة هي كما يلي: كما يتم تطبيق أداة قطع الماس في الوطنية الدفاع ، والتكنولوجيا الفائقة وغيرها من المجالات ، تستثمر كمية كبيرة من الأموال ، وتستخدم أحدث المعدات والأدوات وأحدث الأساليب العلمية في البحث ، مما يجعل قفزة في التنمية.

أحدث تكنولوجيا معالجة لأدوات الماس الطبيعي

في أواخر الثمانينات من القرن العشرين ، تطورت الآلات الدقيقة كحقل بحثي جديد بسرعة. استخدام المعالجة الميكانيكية لتصنيع مكونات صغيرة متناهية الصغر (مثل: 0.1mm ، والعتاد الدقيق ، والمحرك الصغير 0.3mm ، وما إلى ذلك) ، مطلوب طرف أداة نصف قطرها 3 ~ 5 متر ، ويمكن التحكم بدقة القوس ، ويمكن أن تصل إلى طول حياة الأداة.

من تحليل مواد أدوات القطع ، يمكن للماس الطبيعي البلوري الوحيد الوفاء بالمتطلبات المذكورة أعلاه. في نفس الوقت ، بعد ما يقرب من عشر سنوات من التطور السريع ، اكتسبت نظرية وتقنية أدوات قطع الماس ثروة من الخبرة ، وهم مجهزة أساسا بالقدرة على تطوير أدوات القطع عالية الدقة المذكورة أعلاه.ومع ذلك ، لا تزال هناك فجوة بين متطلبات أدوات قطع الماس معالجتها بواسطة تكنولوجيا الآلات فائقة الدقة المذكورة أعلاه من أدوات قطع الماس وتلك أدوات الآلات الدقيقة وهناك حاجة لمزيد من تطوير أساليب المعالجة المتقدمة. في السنوات الأخيرة ، تم تطوير مجموعة متنوعة من الأساليب لطحن أدوات الماس مع آليات كيميائية مختلفة.

1. الطريقة الحرارية الكيميائية لآلية الطرق الكيميائية الحرارية: عندما تكون درجة الحرارة 800 ℃ ، إذا كان اتصال سطح الماس بالحديد ، فإن بلورات الماس تكون قادرة على التخلص من شبكتها من ذرات الكربون ، تنتشر إلى الحديد في الكريستال شعرية. باستخدام طريقة الكيميائية الحرارية لعملية طحن: قرص طحن الحديد في جو الهيدروجين تسخينها إلى 800 ℃ ، الماس على اتصال مع القرص طحن والشريط النسبي انزلاق ، وشبكة من ذرات الكربون تنتشر إلى الحديد في الكريستال شعرية ، تحقيق الغرض من طحن الماس ؛ تتفاعل ذرات الكربون التي تدخل الشبيكة الحديدية مع الهيدروجين لتكوين الميثان ، والذي يتم إطلاقه في الهواء بواسطة التيارات الهوائية. باستخدام طريقة الحرارة ، تكون سرعة الطحن 40 ~ 2000 طبقات ذرية في الثانية.

2. تلميع البلازما الفراغي الكيميائي ، أولا وقبل كل شيء ، باستخدام طريقة ترسيب البخار المادي للبلازما الفراغية على سطح قرص الطحن تصفيح طبقة من أكسيد السيليكون الحبيبي الناعم ، ومن ثم تنشيط سطح الماس في الفراغ العالي ، في نفس الوقت إلى اتصال مع دوران قرص الطحن ، يتفاعل سطح الماس في حالة تنشيط ذرات الكربون مع السليكا على قرص الطحن ، طحن تشكيل الماس ؛ يتم ضخ أول أكسيد الكربون الناتج أو غاز ثاني أكسيد الكربون من غرفة التفاعل. معدل هذه الطريقة هو 1 ~ 3000 م 3 / ثانية (حوالي 0.25 ~ 750 طبقات ذرية في الثانية).

3. طريقة تلميع ميكانيكية كيميائية غير ضارة: تم إضافة كمية معينة من مسحوق الماس الناعم وحتى مسحوق السيليكون (مستوى النانو) الأدق إلى محلول NaOH ، وسيتم امتصاص مسحوق السيليكون ذو القوة الكهروستاتيكية القوية على جسيم واحد من الماس أكبر من ذلك لتشكيل مسحوق الماس طحن مع طبقة الامتزاز السيليكون ، ثم تم طليها على القرص طحن مسامي الحديد الزهر.خلال طحن الماس ، ومسحوق السيليكون الممتزة على مسحوق طحن الماس من جهة يمنع التأثير المباشر لل مسحوق الماس على سطح الماس المعالج ويحمي سطح الماس المعالج من التلف العميق ؛ من ناحية أخرى ، فإنه يتفاعل مع سطح الألماس المعالج ويزيل طبقة التفاعل بواسطة عمل الطحن الضعيف. سرعة الطحن لهذه الطريقة منخفضة جدًا ، فقط طبقة ذرية واحدة لكل دقيقة.