Archiwa tagu: tarcza diamentowa

Narzędzia tnące na bazie diamentu syntetycznego

Czołem
Teraz nieco o diamentach, to będzie taki przedsłowie do opisu narzędzi diamentowych, głownie tarcz diamentowych i wierteł, ale o tym później.
Diament jest najtwardszym ze znanych minerałów, oraz przepięknym i olśniewającym, węgiel w postaci krystalicznej, bo tym jest w rzeczywistości, który od dawna zaprząta dusze i umysły wszystkich ludzi.


Charakteryzuje się nader małym współczynnikiem tarcia, ma najmniejszy współczynnik rozszerzalności termicznej, jest chemicznie obojętny i odporny na ścieranie, jest izolatorem elektrycznym i jednocześnie bardzo dobrym przewodnikiem ciepła. Jest przeźroczysty w widmie ultrafioletowym i podczerwonym.

Ze względu na tak unikalne cechy znajduje zastosowanie, włączając oczywiście zastosowanie jubilerskie, jako osłonowa powłoka diamentowa nanoszona na implanty stawów, w których zużywanie się ścierne ma zasadnicze znaczenie, czy zastawki serca człowieka.

Do szlifowania i docierania węglików spiekanych, drążenia skał, przeciągania drutów i prętów, obciągania ściernic ceramicznych.

Jako wgłębniki do pomiaru twardości i do pomiaru gładkości powierzchni, cięcia płyt wykonanych z szkła i ceramiki, obróbki ściernej szkła optycznego i zdobniczego, obróbki stopów nieżelaznych i ich stopów, obróbki tworzyw sztucznych, półprzewodników, materiałów ceramicznych, szlifowania brylantów i kamieni półszlachetnych, w narzędziach stomatologicznych i chirurgicznych. Niezmiernie powszechnie, materiał ścierny w formie diamentu wykorzystuje się do produkcji proszków, zawiesin, ściernic ze spoiwem żywicznym, metalowym, ceramicznym, ale także do preparowania preparatów mikroskopowych. Nas najbardziej interesuje wdrożenie umożliwiające nader dokładną obróbkę wszystkich znanych naturalnych i sztucznych materiałów.


Diament w naturze powstał w ekstremalnych warunkach, na dużych głębokościach pod powierzchnią ziemi w wyniku gigantycznego ciśnienia dochodzącego nawet do 70-80 ton na centymetr kwadratowy w temperaturze 1100 – 1300 stopni Celsjusza. Na nieszczęście, takie warunki powstawania diamentu warunkują zarówno rzadkość jego występowania jak i jego wysoką cenę. Dlatego tylko sztuczna synteza diamentu mogła dać produkt, który można by wdrożyć w sposób przemysłowy.


Pierwsze badania związane z syntezą diamentu nabrały rozpędu po tym jak pewien Smithson Tennat odkrył, że diament jest postacią krystaliczną węgla pierwiastkowego, a stało się to w 1766. Później starano się w laboratoriach stworzyć analogiczne warunki, co w naturze. Pierwsze patenty należą do GE, którego naukowcy w 1955 roku wyprodukowali pierwszą serię syntetycznych diamentów. Synteza polegała na zmianie grafitu w diament (zmiana obejmowała struktury geometrycznej) przy zastosowaniu ogromnych temperatur i ciśnień w obecności katalizatorów. W latach 80 tych wdrożono inną metodę CVD, polega ona na niskociśnieniowym wytwarzaniu diamentu syntetycznego z fazy gazowej. Technika ta umożliwia nakładanie diamentu na duże powierzchnie. Diament taki posiada znaczną jednorodność struktury krystalograficznej i czystość chemiczną.


Współcześnie, co roku wytwarza się tony tego minerału, który niczym nie ustępuje prawdziwemu (oprócz ceny), a poza tym w warunkach monitorowanych, jest możliwość wytwarzania ziaren o jednakowych parametrach, wielkości i struktury. Powszechność użycia go w technice wpłynęła znacząco na spadek jego ceny, a także ceny narzędzi z segmentami diamentowymi: tarcze diamentowe, wiertło diamentowe, ściernice diamentowe, i inne.


Przy produkcji narzędzi istotna jest klasa diamentu, im większe i bardziej regularne (zbliżone do naturalnego kryształu) ziarno diamentu, tym większe jego zdolności ścierająco-tnące. W zależności od zakresu zastosowania i rozmiaru narzędzia ustalono podział na ziarna w jednostkach mesh, który jest ilością oczek przypadającą na 1 cal. I tak: bardzo ogólna 8-12 mesh, ogólna 14-24 mesh, średnia 30-60 mesh, dokładna 70-120 mesh, bardzo dokładna 150-240 mesh, super dokładna 280-600 mesh.
W technice budowlanej (beton, grani, marmur, gres, terakota i asfalt) stosuje się przede wszystkim ziarna syntetyczne o wielkości 20 – 60 mesh. Wielkość tych ziaren uzależniona jest od rodzaju obrabianego materiału.

Do materiału gruboziarnistego używa się grubsze ziarno, do drobnoziarnistego drobne. Mniejsze kryształy diamentowe znacznie poprawiają, jakość cięcia, jego gładkość. Forma ziarna zależna jest dodatkowo od przybranej postaci krystalicznej. Im bardziej doskonała, tym większa wytrzymałość udarowa kryształu.