Il diamante è il cristallo di singolo atomo di carbonio ed il suo sistema cristallino appartiene al sistema cristallino cubico con il centro piano equiassiale (un genere di sistema cristallino con più alta densità dell'atomo). Poiché il legame di legame fra gli atomi di carbonio in diamante è legame covalente ibrido sp3, ha la forti stabilità e direzionalità obbligatorie. Il sistema cristallino unico fa il diamante avere il più alta durezza e rigidità, indice di rifrazione, la conducibilità termica, resistenza all'abrasione eccellente, resistenza della corrosione e la stabilità del prodotto chimico, ecc. Le proprietà eccellenti del diamante naturale possono soddisfare la maggior parte delle richieste dei materiali dell'utensile per il taglio di ultra-precisione e di precisione ed è un materiale ideale dell'utensile per il taglio di precisione. Il sistema cristallino uniforme del diamante naturale senza frontiera di grano interna fa teoricamente l'avanguardia raggiungere la rettitudine e l'acutezza del livello atomico. La durezza, la resistenza all'abrasione, la resistenza della corrosione e la stabilità del prodotto chimico del diamante naturale assicuri il tempo di impiego lungo dell'utensile per il taglio, assicuri il taglio normale lungo continuo e riduca l'impatto dell'usura dell'attrezzo su precisione delle parti; La sua più alta conducibilità termica può ridurre la temperatura di taglio e la deformazione del termale delle parti. Il diamante naturale come materiale superhard dell'utensile per il taglio, quindi, ha una posizione importante nel campo di elaborazione meccanica ed ampiamente si è applicato, particolarmente in campo di precisione eccellente che lavorano, come elaborazione utilizzata in reattori nucleari ed altra tecnologia avanzata nel campo di tutti i tipi di specchio, usato per il missile o il razzo nel giroscopio di navigazione, nelle componenti del substrato del disco rigido del computer, dell'acceleratore del cannone elettronico e di ultra-precisione), facendo uso dello strumento naturale del diamante nessuna materia sul prezzo o sulla precisione che il metodo lavorante tradizionale presenta gli ovvi vantaggi. La tabella 1 confronta l'accuratezza ed il prezzo di vari specchi elaborato con gli strumenti naturali del diamante ed i metodi tradizionali di lucidatura e della macinazione.

Oltre ai campi alta tecnologia, gli utensili per il taglio naturali del diamante nell'applicazione dell'industriale ordinario ed i prodotti civili che lavorano anche aumentato ogni anno, è stato sviluppato dalle parti tradizionali che elaborano al pistone di alluminio, i gioielli, la penna, i piatti lucidi, parti dell'orologio della decorazione del metallo non ferroso che elaborano, possono dire che gli utensili per il taglio naturali del diamante è stato più ulteriormente campi di elaborazione meccanica, svolge un ruolo sempre più importante.

D'altra parte, dovuto le proprietà uniche del diamante naturale, è molto difficile da elaborarlo. dovuto l'alta durezza del diamante naturale, deve essere frantumato con i metodi speciali, che inoltre richiede gli alti requisiti tecnici degli operatori. dovuto la buona stabilità chimica del diamante naturale, non poteva da essere saldato a lungo nel passato e soltanto il metodo meccanico è stato usato per premere il diamante del gran-grano, che ha provocato lo spreco dei materiali del diamante ed il prezzo elevato degli utensili per il taglio ed inoltre ha colpito la precisione degli utensili per il taglio e delle parti.

Durante i 100 anni scorsi, gli scienziati ed i tecnici hanno fatto ricerca e sviluppo a lungo termine sul ruolo, sulle prospettive dell'applicazione e sui metodi importanti di implementazione di strumenti del diamante nell'elaborazione meccanica e nei risultati fruttuosi raggiunti. Lo sviluppo della tecnologia naturale dell'utensile per il taglio del diamante è esaminato nelle seguenti fasi.

Tecnologia della trasformazione tradizionale degli strumenti naturali del diamante

Gli strumenti naturali del diamante sono stati sviluppati dopo che la seconda guerra mondiale per soddisfare le esigenze d'elaborazione dei pezzi di precisione, degli ornamenti leggeri e di scultura dei gioielli. Il processo di fabbricazione degli strumenti naturali del diamante è provenuto dalla tecnologia di lucidatura e della macinazione dei gioielli del diamante. Lo sviluppo degli strumenti naturali del diamante ha determinato i cambiamenti significativi nella tecnologia di fabbricazione degli orologi e dei prodotti relativi.

L'avvolgimento del metodo di processo dei gioielli del diamante è: sul piatto di macinazione del ghisa la superficie ha ricoperto la pasta della macinazione della polvere di diamante mista con olio d'oliva ed in e la polvere di diamante fatta intarsiata nei pori minuscoli sulla superficie del ghisa, riparata in pattino del morsetto con i diamanti su dal peso di macinazione sul piatto di macinazione che gira all'alta velocità.

1. Lama che elabora e che prova: la qualità della lama direttamente colpirà la qualità del parts.2 elaborato. Orientamento: la superficie di usura più violenta dello strumento è disposta sulla superficie del cristallo più dura del diamante, in modo da assicurare il tempo di impiego più lungo dello strumento. Il metodo tradizionale di orientamento USA generalmente l'occhio nudo orientation.3. Montaggio: nel corso del taglio, gli strumenti naturali del diamante dovrebbero sopportare le forze di taglio da tutte le direzioni. Per assicurare il taglio continuo e stabile, gli strumenti del diamante devono essere installati saldamente sulla barra dello strumento.

La tecnologia di brasatura del diamante ancora non era stata inventata, in modo dalla pressione meccanica era il solo modo. A causa del processo semplice e del basso costo degli utensili per il taglio tradizionali del diamante, ancora è utilizzata oggi nel lavorare approssimativo degli utensili per il taglio del diamante. Per più ulteriormente migliorare la tecnologia della trasformazione dello strumento del diamante, nel mezzo secolo di personale di scienza e tecnologia sulle proprietà fisiche e chimiche del cristallo del diamante e del meccanismo stridente dello strumento del diamante, il meccanismo di formazione della lama, tagliando la teoria, la tecnologia di brasatura, molto lavoro sull'attrezzatura della macinazione di precisione ed altri oggetti, come lo strumento naturale del diamante nello sviluppo tecnologico lavorante di ultra-precisione ha gettato la base solida, molta argomento di ricerca oggi sta continuando.

tecnologia lavorante di Ultra-precisione per gli strumenti naturali del diamante

Verso la fine degli anni 70, nella ricerca della tecnologia di fusione nucleare del laser, tantissimi riflettori molli di alta precisione del metallo devono essere elaborati e la precisione di forma e della rugosità di superficie di metallo molle è richiesta per raggiungere il livello di ultra-precisione. Quale l'uso di macinazione tradizionale, la lucidatura i metodi di lavorazione, non solo molto tempo di lavorazione, alto costo, l'operazione difficile e non è facile da raggiungere l'accuratezza richiesta. Di conseguenza, è urgente mettere a punto i nuovi metodi di lavorazione. Nella richiesta reale, determinata dalla tecnologia naturale di taglio dello specchio di ultra-precisione del diamante sta sviluppandosi rapidamente, in base alla tecnologia attuale di tornitura del diamante, migliorando l'accuratezza della macchina utensile e rigido, controlli rigorosamente il processo della vibrazione e la temperatura vanno alla deriva, lo sviluppo degli utensili per il taglio naturali del diamante di ultra-precisione, ecc., per formare il processo di taglio della lente e sviluppato in una tecnologia specializzata. Come una delle tecnologie chiave per il taglio del mirror di ultra-precisione, la tecnologia naturale dell'utensile per il taglio del diamante ha raggiunto l'innovazione e lo sviluppo significativi sia nella teoria che nella pratica, pricipalmente riflesse nei seguenti aspetti:

1. Sviluppo degli strumenti del diamante di ultra-precisione

(1) un bordo lucidato è introdotto fra l'avanguardia principale e l'avanguardia ausiliaria, di modo che la rugosità teorica della superficie lavorata è vicina a zero ed il bordo lucidato è esente dai difetti una volta individuato sotto un microscopio di 500 o più alto. (2) l'accuratezza lavorante dell'angolo chiave della taglierina di diamante raggiunge 2". (3) la precisione dell'arco della taglierina dell'arco utilizzata per il giro della superficie interna raggiunge il micron livellato.

Poiché l'attrezzatura tradizionale della macinazione non può soddisfare le richieste lavoranti degli strumenti del diamante di ultra-precisione, la macchina per la frantumazione del bordo e dell'arco con il cuscinetto dell'aria è stata sviluppata e la precisione della macinazione può raggiungere 0,1 m.3. La tecnologia e l'attrezzatura di orientamento di precisione sono usate per orientare gli strumenti del diamante allo scopo di non solo la fornitura della vita dello strumento più lunga, ma anche minimizzare l'attrito fra la superficie dello strumento e la superficie lavorata e lo sforzo sulla superficie di fenditura vicino alla lama. Per fare questo, un diffractometer più specializzato dei raggi x è necessario.

Il vuoto che brasa è una delle innovazioni più importanti nella tecnologia di fabbricazione dello strumento del diamante. Da un lato, il metodo di pressione meccanico tradizionale può condurre allo spostamento ed alla vibrazione minuscoli della taglierina di diamante nel processo di taglio, che colpirà la qualità lavorante. D'altra parte, dovuto la stabilità chimica estremamente alta del diamante stessa, è difficile da reagire con altri metalli per raggiungere la saldatura nelle condizioni generali, cioè, il diamante è non saldabile. Per risolvere questo problema, lo stato speciale di brasatura del diamante (ambiente di alto vuoto) e di brasatura della lega (a lega basata a argento con il titanio come elemento attivo) è stato trovato dopo la ricerca e l'esplorazione a lungo termine.

L'istituzione del meccanismo dell'usura dell'attrezzo con lo studio ha trovato che nel processo di taglio, l'usura dell'attrezzo del diamante è pricipalmente usura del legame chimico e c'è una piccola quantità di usura meccanica e di altre forme di usura. L'istituzione del meccanismo dell'usura dell'attrezzo determina il principio di orientamento dello strumento: la superficie di cristallo con la migliore stabilità chimica è disposta sulla superficie posteriore dello strumento

6. Ricerca sistematica sul metodo meccanico della macinazione

Con lo studio approfondito sulla teoria del diamante, è trovato che la deformazione di plastica macroscopica del diamante (nel passato, è stato creduto che il diamante abbia avuto soltanto una piccola quantità di deformazione elastica ma di nessuna deformazione di plastica); Le impurità della traccia nell'a cristallo del diamante sono state studiate. Secondo le impurità differenti, il diamante è stato diviso in quattro generi, in modo dai generi differenti di diamante potrebbero essere selezionati secondo gli USI differenti inoltre, con la ricerca teorica sistematica sulle caratteristiche di frattura, sulle caratteristiche di fenditura e sul meccanismo di formazione di superficie del diamante, un gran numero di dati sono stati ottenuti, le varie teorie sono state formate e una comprensione più scientifica e più profonda del diamante è stata guadagnata. Le caratteristiche dello sviluppo della tecnologia dell'utensile per il taglio del diamante in questa fase sono come segue: mentre l'utensile per il taglio del diamante si applica in campi alta tecnologia ed altro della difesa nazionale, un gran numero di fondi sono collocati e le attrezzature di avanguardia, gli strumenti e gli ultimi metodi scientifici sono utilizzati nella ricerca, facente un salto in via di sviluppo.

L'ultima tecnologia della trasformazione degli strumenti naturali del diamante

Verso la fine degli anni 80, macchinario micro- come un nuovo campo della ricerca si è sviluppato rapidamente. L'uso di elaborazione meccanica per la fabbricazione di micro-componenti del micro-robot (come? Per il micro ingranaggio di precisione di 0.1mm, motore di 0.3mm il micro, ecc.), il raggio dell'arco di estremità attrezzo di 3 ~ 5 m. sono richieste e la precisione dell'arco può essere controllata e può raggiungere una considerevole lunghezza di vita dello strumento.

Dall'analisi dei materiali dell'utensile per il taglio, soltanto il diamante naturale del monocristallo può soddisfare le richieste di cui sopra. Allo stesso tempo, dopo quasi dieci anni di sviluppo rapido, la teoria e la tecnologia degli utensili per il taglio del diamante hanno accumulato una ricchezza di esperienza e sono fornite basicamente della capacità di sviluppare gli utensili per il taglio di alta precisione detti precedentemente. Tuttavia, c'è ancora una lacuna fra i requisiti degli utensili per il taglio del diamante elaborati dalla tecnologia lavorante di ultra-precisione suddetta degli utensili per il taglio del diamante e quelli degli strumenti micro-lavoranti ed i metodi di lavorazione più avanzati devono più ulteriormente essere messi a punto. Negli ultimi anni, vari metodi sono stati messi a punto per gli strumenti stridenti del diamante con i vari meccanismi chimici.

1. Il metodo termochimico per il meccanismo dei metodi chimici termici: quando la temperatura è ℃ 800, se il contatto della superficie del diamante con ferro, cristalli del diamante dentro da potere liberarsi della sua grata degli atomi di carbonio, diffusione al ferro nel reticolo cristallino. Facendo uso del metodo chimico termico di macinazione il processo è: il disco di macinazione del ferro in atmosfera dell'idrogeno riscaldata a ℃ 800, il diamante in contatto con il disco di macinazione e lo scivolamento relativo, grata di diamante degli atomi di carbonio si spargeranno al ferro nel reticolo cristallino, raggiungono lo scopo del diamante della macinazione; Gli atomi di carbonio che entrano nella grata del ferro reagiscono con idrogeno al metano della forma, che è scaricato nell'aria dalle correnti di aria. Facendo uso del metodo termochimico, la velocità della macinazione è 40 ~ 2000 strati atomici al secondo.

2. La lucidatura chimica del plasma di vuoto, in primo luogo, facendo uso del metodo fisico di applicazione a spruzzo del plasma di vuoto sulla superficie di disco della macinazione che placca uno strato dell'ossido di silicio granuloso fine e poi attiva la superficie del diamante nell'alto vuoto, allo stesso tempo nel contatto con la rotazione del disco di macinazione, superficie del diamante nello stato di attivazione degli atomi di carbonio reagirà con la silice sul disco di macinazione, macinazione della formazione di diamante; Il monossido di carbonio o il gas risultante dell'anidride carbonica è pompato dalla camera della reazione. La velocità di reazione di questo metodo è 1 ~ 3000 m3/s (circa 0,25 ~ 750 strati atomici al secondo).

3. metodo chimico meccanico Non offensivo di lucidatura: una certa quantità di polvere di diamante fine e perfino (nanometro livellato) di polvere più fine del silicio si sono aggiunte nella soluzione del NaOH e la polvere del silicio con forte forza elettrostatica negativa sarebbe adsorbita su una singola particella del diamante molto più grande di per formare la polvere della macinazione del diamante con lo strato dell'adsorbimento del silicio e poi era rivestita sul disco di macinazione poroso del ghisa. Durante la macinazione del diamante, la polvere del silicio adsorbita sulla polvere della macinazione del diamante da un lato impedisce l'impatto diretto della polvere di diamante sulla superficie del diamante elaborato e protegge la superficie del diamante elaborato da danno profondo; d'altra parte, reagisce con la superficie del diamante elaborato e rimuove lo strato della reazione tramite azione debole della macinazione. La velocità della macinazione di questo metodo è molto bassa, soltanto 1 strato atomico al minuto.