1723

Алмаз и его свойства

Контрольная

География, геология и геодезия

Бриллиант идеальной огранки. Идеальная огранка круглого бриллианта по Толковскому. Схема предпологаемого технологического процесса. Краткая характеристика операций технологического процесса. Анализ потерь по каждой операции. Технологическая инструкционная карта огранки.

Русский

2013-01-06

1.12 MB

57 чел.

1.Алмаз и его свойства .

      Твердость :

Различают два вида твердости.

  1.  Абсолютная твердость – определяется методом царапанья .

                                                                                             Таблица 1

n/n

     Материал

        Твердость

      1.

Тальк

             2,4

      2.

Гипс

             3,6

     3.

Кальцит

            109

     4.

Флюорит

           189

     5.

Апатит

           536

     6.

Ориклаз

           795

     7.

Кварц

          1120

     8.

Топаз

          1427

     9.

Курунд

          2060

   10.

Алмаз

        10060

     Твердость алмаза определяется микротвердометром конструкции Хрущева и Берковича. Прибор называется ПМТ-3 (прибор микротвердости).

  1.  Также твердость – определяется методом вдавливания алмаза пирамидки в образец и определяется по формуле :

                  p

H=1,854  d2

  H – Твердость ; p – Величина ; d – диагональ насадки в мм.  Для индентора Виккерса .    H=10060 кг/мм2  - по Виккерсу .

Твердость граней алмаза различна , т.е. появляется анизотропия.

   Прочность :

   Прочность – это способность минерала сопротивляться разрушению. Прочность определяется модулем упругости. Модуль упр-90000 кг/мм2 .

   На прочность оказывают влияние следующие факторы: to, скорость увеличения нагрузки, длительность и число повторений нагрузки, ориентация кристалла на прочность, внутренние дефекты.

  Коэффициент сжатия алмаза в 4 раза меньще, чем у железа. Кристалл с резкой ступенчатостью прочнее чес кристаллы агрегаты. Прочность анизитропная.

       Хрупкость:

   Обладая высокой прочностью, алмаз хрупок, т.е. раскалывается при ударе. Это обусловлено совершенной спаянностью алмаза по плоским сеткам октаэдра, а также с наличием больших напряжений трещин и других дефектов.

      Износостойкость:

   Алмаз обладает самым низким коэффициентом трения из всех известных природных абразивов. Чем и обьясняется его высокая износостойкость.

   Алмазный резец в 150 раз служит дольше, чем резец твердого сплава.

       Спаянность:

    Алмаз обладает совершенной спаянностью по плоским сеткам октаэдра т.к между парами плоских сеток наибольшее расстояние равное 0,154 нм.

       Плотность:

    Плотность – это соотношение массы к обьему. Алмаз по плотности принадлежит к группе средних минералов.

                    Плотность алмаза:            p(po)=3,52 г/см3

                    Удельный вес алмаза:     d=3,52 г/см3

     р определяется:

  1.  Гидростатическим взвешиванием (по закону Архимеда).
  2.  Пикиметрически.
  3.  С помощью тяжелых жидкостей, т.е. жидкостей с заранее известной плотностью.

Тепловые свойства:

    Все формы алмазов в тепловом отношении – изотропны. Алмаз обладает очень большой теплопроводимостью и высокой удельной теплопроводимостью. Алмаз быстро забирает тепло и быстро отдает.

   Теплоемкость у алмаза в 30 раз больше, чем у остальных минералов, кроме металлов, to плавления алмаза  t=3700оС – образуется СО2.

   Графитизация алмаза начинается при t=650оС и выше. Коэффициент обьемного расширения алмаза практически равен 0оС, делает возможным обрабатывать его всухую, резко охлаждать без разрушения.

          Электрические свойства:

   Алмаз – диэлектрик, за исключением кристаллов содержащих примеси федросплавов. Такие кристаллы являются полупроводниковыми и могут реагировать на изменение toС  с точностью до 0,002оС.

  Диэлектрическая способность алмаза широко используется в приборостроении алмаз служит изолятором.      

          Магнитные свойства:

   Алмаз не магнит, за исключением кристаллов, обладающих парамагнитными свойствами, т.е. способны усиливать чужое магнитное поле. Некоторые алмазы обладают фотопроводимостью.

        Оптические свойства:

    Все алмазы относятся к оптическим изотропным телам. Важнейшей оптической характеристикой является показатель преломления:

                                                    N=sin a /sin b = 2,42

    С уменьшением N увеличивается длинна волны и наоборот.

        Блеск:

    Блеск характеризируется величиной интенсивности света, отраженного от поверхности тела. Блеск зависит от N и частоты поверхности тела.

    Степень блеска (R) или показатель отражения для оптически-изотропных тел находятся по формуле:

       (N+1)2

R =   (N-1)2     = 17,2%

               

       Химические свойства:

   Химический состав в совершенных кристаллах количество примесей не превышает до 0,05% . Алмаз химически не активен с кислотами. Алмаз растворяется только в расплавленной натриевой или калиевой селитры и соли.

    Расплавленные карбонаты щелочей при t=1000oC – 1200oC превращает алмаз в окись углерода. Сера слабо реагирует с алмазом свыше 6000оС.

    При t=800оС и выше, в присутствии ферросплавов, алмаз растворяется.

    Алмаз гидрофобен, т.е. не смачивается водой, но обладает возможностью прилипать к некоторым жирным смесям.

     Элементы ограненного брилианта.

Брилиант состоит из трех частей : Верх или корона, Рундист , Низ или павильон .       

                                                                                 .                                               

     Корона: часть бриллианта расположенная между плоскостью рундиста и плоскостью площадки. Предназначен для отражения падающих лучей света, отраженных от граней низа. Имеет три яруса граней.

        1 ярус – 16 граней треугольной формы (нижние клинья).

        2 ярус – 8  граней в форме ромба (называемые грани верха).

        3 ярус – 8 граней треугольной формы (верхние клинья верха, одиночные клинья).

    Рундист: база, за которую брилиант крепится в укращение, или закрепленный поясок – часть бриллианта, отделяющая верх от низа, поределяет форму бриллианта.

   Павильон: часть бриллианта расположенная между плоскостью рундиста и шипом или плоскостью каллеты. Предназначен для отражения падающих на них лучей света изнутри бриллианта. Внизу имеется два яруса :

      1 ярус – 16 граней треугольной формы (клинья низа).

      2 ярус – 8 граней в форме дельтоида.

   Площадка – единичная грань, самая большая грань бриллианта, обеспечивающая прилив светового потока на грани низа.

   Щип – это точка пересеченния ребер граней низа (место шипа может быть каллета), единичная самая маленькая грань, расположенная параллельно плоскости рундиста, имеющая фору правильного треугольника.

 

    Классификация по типам огранки.

      Тип огрнки характеризуется формой и взаиморасположением граней. Различают следующие типы огранки:

   

    1.Бриллиантовый тип:

     Формы граней распологаются в шахматном порядке, относительно друг друга. Площадка представлена в виде правильного многоугольника. Данным типом огранки гранятся бриллианты круглых и фантазийныз форм.

  

    2.Ступенчатый тип:

    Форма граней трапеция, треугольник. Ярусы граней распологаются строго друг под другом, площадка в виде прямоугольника, иногда со срезанными углами. Гранятся бриллианты прямоугольных и некоторых других форм.

      3.Клиньевая огранка:

    Камневая разновидность бриллиантового типа огранки, все грани представлены клиньями.

      4.Смешанный или комбинированный тип:

   Огранка данного типа используется, если на одном бриллианте встречаются элеиенты двух или более типов огранки.

   Бриллиант идеальной огранки. Идеальная огранка круглого бриллианта по Толковскому.

    В начале XX века (1919г.) английский ученым Марсель Толковским, была рассчитана

оптимальная форма для круглого бриллианта, которая обеспечивала наивысшую степень внешней красоты и игру бриллианта. В настоящее время за рубежом форму огранки, предложенную М. Толковским, считают идеальной формой огранки, а бриллиант круглой формы, огранненый по параметрам идеальной огранки – классическим.

         2. Технологическая часть :

  2.1 Рисунок кристалла (на следующей странице);

  2.2 Характеристика исходного алмазного сырья, описание;

Характеристика сырья :  Z1Q – 1BRN – 4GR . Кристаллы целые и правильной формы  с незначительным искажением, гладкограненный и с незначительной рельефностью.

Алмаз выглядит чистым. При просмотре 6-кратной лупы дефектов не видно. Незначительный коричневый оттенок в перефериной зоне. Для работы дан кристалл массой 1,19 кар.

  

    2.3 Прогозирование:

1)Разные варианты разметки – несимметричное распиливание, должно получиться две неодинаковых по размерам заготовки.

2)Задание параметров – изучение алмазных заготовок на предмет принадлежности к данной партии пред явленной как перед началом так и в процессе её обработки.

Присвоение кодов технологической операции. Изучение алмазных заготовок и полуфабрикатов на предмет наличия внутренних и внешних дифектов, которые могут привести к сколу или расколу.

3)Прогноз массы бриллианта – M1=0,41кар.  M2=0,13кар.  

4)Прогноз общего выхода годного – ОВГ = 0,54:1,04*100% = 51,9%.

5)Прогноз стоимости бриллианта – 615 + 73 = 688 $ (цена за 2бр-а).

6)Определенние коэффициента эффективности – 688:394=1,75.

2.4Чертежи вариантов разметки в масштабе 10:1 (на предыдущей странице)

2.5Выбор наилучшего варианта – рекомендации по рациональной обработке алмазных заготовок.

2.6Акт оценки бриллиантов (следующая страница)

   3.Схема предпологаемого технологического процесса.

Производственное иследование и разметка

Технологический процесс распиливания

Контроль и сортировка

Подшлифовка

Технологический процесс обдирки

Контроль и сортировка

      Огранка

  О.Т.К

 Промывка

   Оценка бриллианта

        3.1 Краткая характеристика операций технологического процесса;

  Разметка: изученние морфологических особенностей кристал алмаза, наличие дифектов, сопоставленние стоимости сырья и стоимости бриллиантов, выхода годного, нанесенние лини разметки.

  Распиловка: приближенние кристалла к форме будущего бриллианта, увеличение выхода годного. Потери около 2-4%.

  Распиловка механическая – режущий инструмент бронзовый диск.

  Распиловка лазерная – режущий инструмент луч лазера.

  Колка – разделенние кристаллов-алмазов по плоскости спайности, на части, с целью уменьшенния безвозвратных потерь. Потери 1-2,5%.

 Обдирка: задание формы для бриллианта круглой и овальных форм. Потери 19,5-25%.

  Механическая, черновая – предварительная обдирка до заданого диаметра с последующей подшлифовкой граней короны и павильона.

  Механическая, чистовая доводкадо заданого диаметра, обточеная поверхность дожна соответствовать ГОСТ Р52913-2008, приложенние “Г” пункт 4.

  Обдирка полуавтоматическая – обдирка алмазных заготовок на полуавтоматических станках с програмированием процесса обработки, черновая, чистовая.

  Огранка: подшлифовка разного назначенния алмазных заготовок и огранка бриллиантов по заданым параметрам, в соответствии с ГОСТ Р52913-2008, приложенние “Г”.

  Подшлифовка окна – шлифовка “смотровых” окон на кристаллах алмазах по точкам разметки и указаниям разметчика.

  Подшлифовка черновая – подшлифовка площадки, верхней, нижней части создаваемой модели бриллиантов и фантазийных форм огранки.

  Подшлифовка перекос площадки, подшлифовка грани верха или низа, выведенние пороков.

  Ограка фантазийных форм – чистовая огранка по заданным параметрам брилиантов

Фантазийных форм.

  О.Т.К.: Гост Р529113 – 2008 контроль по качеству огранки.

  Промывка: - промывка бриллианта в специальных лабораторных условиях.

  Оценка: бриллианта по качеству огранки, цвету, чистоте, форме огранки, определенние стоимости бриллианта ГОСТ-Р529113-2008 пункты 5,3 ; 5,4; 5,5 приложенние 5.

                  3.2Анализ потерь по каждой операции;

Распиловка : 0,02 кар. – 1,9 %

Обдирка : 0,20 кар. – 19,5%

Огранка : 0,28 кар. – 26,7%

Выход годного : 0,54 кар. – 51,9%

                  4. Технологическая инструкционная карта огранки.

       1)   Оборудование:

   Для шлифования и полирования плоских поверхностей бриллианта применяют станки, в которых рабочим инструментом является чугунный диск, шаржированный алмазным порошком.

         К ограночным станкам предьявляются следующие требования:

  1.   Станок должен быть простой конструкции, удобен в эксплуатации и выполнен из недорогостоящих материалов.
  2.  Конструция пощипников должна обеспечивать при высоких скоростях плавное вращение ограночного диска с минимальным трением и износом.
  3.  Вибрация диска и стола, мешающая равномерному соприкосновеннию поверхности обрабатываемого кристалла с шлифующей поверхностью диска должна быть минимальна.
  4.  Конструкция станка должна обеспечивать возможность проведенния тщательной балансировки диска и шпинделя.

По характеристике конструкции подшипников для опоры шпинделя все ограночные станки можно разделить на две группы :

а. Станки, шпиндель которых имеет 2 опорных пошипника – нижний и верхний, а диск закреплен в средней части шпинделя.

б.Станки, шпиндель которых крепится консольно и имеет только нижнюю опору.

2)   Инструменты:

   На рабочем месте огранщика должны быть все необходимые  инструменты:

-  Отвертка;                          -  Пасатижи;

-  10x измерительная лупа;   -  пинцет;

      3)Приборы:

      -  угломеры для проверки углов наклона низа и верха бриллианта;

-  рундистометр;

4)    Спецматериалы:

 -  Асбест;    

 -  флакон с насыщенным раствором буры;

 -  10% раствор соляной кислоты;

 -  Растительное масло;

 -  Спирт;

 -  Алмазный порошок;

     5)Организация рабочего места;

   Рабочим местом огранщика называется участок рабочей площади, закрепленный за данным рабочим и предназначенный для выполнения огранки и размещенния необходимой технологической оснастки инструмента.

   Для бесперебойной работы каждый огранщик должен иметь на рабочем месте два приспособленния типа <<Малютка>> или  <<Кристалл>>, а также кассету с цангами и оправками всех размеров (от 1,2 до 10мм).

     Место  должно быть обеспеченно приспособлениями ПОА-3 ( для огранки прямоуголных бриллиантов) и приспособленнием для шлифования площадки.

6) Последовательность огранки алмазного полуфабриката – технологическая карта.

   Квадрант – приспособленние предназначенное для подшлифовки плоских, больщихповерностей кристаллов п/ф (обработка площадей).

   Кристалл – универсальный, предназначен для обработки верха и низа полуфабриката 10% раствора кислоты HCI. Кислота предназначается для удаления жира и грязи.

   Ограночный диск – должен обладать пористостью и твердостью. Диск не должен иметь раковин, трещин, выбоин. Биение диска не должно превышать 0,01 мм. Чистота поверхности диска не ниже 6. Шпиндель изготовлен из конструкционной стали, длина 500мм, диаметр 31мм., на концах шпинделя имеются конусы из ВК-9. Центр конуса должен быть на одной оси и совпадать с осью шпинделя. На диск наносится алмазный порошок.  Асбест, капрон,подшипники, бязь.

  1.      Охрана труда и техника безопасности.

      Перед началом работы необходимо :

1.Привести в порядок одежду рабочего.

2.Осмотреть рабочее место и привести его в порядок.

3.Проверить исправность станка.

4.Проверить прочность крепленния конусов шпинделя в опорах подшиповников

И диска на шпинделе.

5.Проверить устойчивость крепления обрабатываемого кристалла в приспособлении.

     Во время работы рабочий обязан:

  1.  Не оставлять станок без присмотра.
  2.  При обнаруженнии неисправности выключить станок и вызвать мастера.
  3.  Выполнять только порученную работу.
  4.  При полученнии травмы немедленно сообщить мастеру и обратиться в медпункт.
  5.  Периодически проверять устойчивость крепленния.
  6.  Соблюдать правила личной гигиены.

  Рабочему запрещается:

  1.  Выполнять работу на неисправном станке.
  2.  Пользоваться неисправным инструментом и технологической оснасткой.
  3.  Снимать и одевать приводной ремень на рабочем станке.
  4.  Останавливать руками вращающийся диск станка.
  5.  Снимать с вращающихся частей ограждающее устройство.
  6.  Работать на станке, вращающие детали которого не огранены.
  7.  Пользоваться переносной лампой с мощностью более 36В.

По окончании работы рабочий должен:

  1.  Привести в порядок рабочее место.
  2.  Сдать оборудование сменщику или мастеру, предупредив их обо всех недостатках в работе оборудования и инструмента.

Используемая литература, другие источники.

  1.  Васильева Н.В., Галигузова Р.Г., Моисеев В.Ф. Кристаллография и минералогия. Черчение. Технология обработки алмазов .   

  

   2.   Пономарев Е.П., Моисеев В.Ф., Махонина О.М. Программы производственного обучения и производственной практики .

   3.   Дьяков А.А. Гаврин П.С. Последовательность обработки бриллианта Кр-57 при огранке низа с клиньев и огранке низа с граней.

   4.    Дьяков А.А. Рациональные методы подшлифовки алмазных полуфабрикатов под бриллианты круглой формы(учебно-методическое пособие).

  1.  Ерохин В.А. «Обработка верхней части бриллианта Кр-57: огранка парных клиньев верха бриллианта»(учебно-методическое пособие).

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30752. Разборно-переставная опалубка. Область применения, конструкция 15.58 KB
  Технологический процесс устройства опалубки состоит в следующем. Щиты опалубки или собранные из них крупные опалубочные элементы устанавливают вручную или краном и закрепляют в проектном положении. Масса элемента этой опалубки до 70 кг. Щиты опалубки изготовляют из досок толщиной 19.
30753. Объёмно-переставная опалубка. Конструкция, область применения 17.24 KB
  Секции при соединении образуют туннели опалубки на квартиру или на всю ширину здания. Секции опалубки могут иметь переменную ширину в зависимости от принятого шага стен и различную длину. П и Гобразные секции опалубки устанавливают на перекрытии ранее забетонированного этажа выверяют и закрепляют между собой в продольном и поперечном направлениях. Общие конструктивные признаки опалубки: наличие системы механических домкратов для выверки и установки в проектное положение; катучие опоры для перемещения секций опалубки при монтаже и...
30754. Скользящая опалубка. Технология бетонирования стен в скользящей опалубке 14.52 KB
  При бетонировании следят за вертикальностью домкратного стержня и за бетонной поверхностью Применение скользящей опалубки особенно эффективно при строительстве высотных зданий и сооружений с минимальным количеством оконных и дверных проемов конструктивных швов и закладных элементов. К ним относятся силосы для хранилища материалов дымовые трубы и градирни ядра жесткости высотных зданий резервуары для воды радиотелевизионные башни. Другая потенциальная область использования скользящей опалубки строительство зданий атомных реакторов...
30755. Состав арматурных работ на строительной площадке. Классификация арматуры. Арматурные изделия. Устройство защитного слоя арматуры 17.79 KB
  Классификация арматуры. Устройство защитного слоя арматуры. При монтаже сборных железобетонных конструкций выполняются сварка выпусков арматуры и закладных деталей натяжение проволоки и канатов преднапряженных конструкциях а также создание каркаса или внешнего армирования при усилении конструкции реконструируемых зданий и сооружений. В состав арматурных работ на строительной площадке входят: разгрузка приемка и складирование поступающих арматурных изделий и товарной арматуры; изготовление нестандартных арматурных изделий; укрупнительная...
30756. Сущность зимнего бетонирования. Модуль поверхности конструкций, его влияние на выбор метода бетонирования. Понятие критической прочности 17.93 KB
  Продолжительность твердения и конечные свойства бетона в значительной степени зависят от температурного режима и состава бетона в том числе от вида цемента. Для твердения бетона наиболее благоприятной температурой является 1528гр. Кроме того вода образует вокруг крупного заполнителя обволакивающую ледяную пленку которая при оттаивании нарушает сцепление монолитность бетона. При раннем замораживании по тем же причинам резко снижается сцепление бетона с арматурой увеличивается пористость что влечёт за собой снижение прочности...
30757. Классификация методов зимнего бетонирования. Выбор метода зимнего бетонирования 16.24 KB
  Беспрогревные основаны на сохранении начального тепла введённого в бетонную смесь при изготовлении тепла выделяющегося в результате гидратации цемента экзотермия а также тепла введённого в бетонную смесь до укладки в опалубку: термос предварительный электроразогрев бетонной смеси использование хим. Термос основан на использовании тепла введённого в бетон до укладки его в опалубочную форму в момент приготовления на РБУ растворобетонный узел и тепла выделяемого цементом в процессе твердения бетона. Mn 3 термос до 15...
30758. Сущность метода термоса. График температурного режима 15.31 KB
  Термос основан на использовании тепла введённого в бетон до укладки его в опалубочную форму в момент приготовления на РБУ растворобетонный узел и тепла выделяемого цементом в процессе твердения бетона. модуль поверхности^2 tв Температура бетоной смеси поступающей на объёкт и температура после укладки рассчитываются согласно эмпирическим зависимостям.
30759. Сущность метода предварительного электроразогрева бетонной смеси. График 15 KB
  Сущность метода предварительного электроразогрева бетонной смеси. Предварительный электроразогрев основан на кратковременном электроразогреве бетонной смеси от 05градусов до 7090 градусов в специальных установках бункер кузов опалубка от сети 380 В. Назначаем температуру приготовления бетонной смеси. Если прочность ниже требуемой повышаем температуру разогрева бетонной смеси.
30760. Прогревные методы зимнего бетонирования. Режимы электропрогрева. Область применения 18.23 KB
  Подведение электрической энергии к бетону: Пластинчатые электроды 2фазы Полосовые электроды 2 фазы сквозной прогрев 3 фазы периферийный прогрев Стержневые электроды 3 фазы в виде плоских групп3 фазы одиночные стержневые Струнные 2 фазы по периметру.