Предприятия обработки алмазов. Обработка алмазов в бриллианты

Без обработки минерал особой ценностью не обладает, и просят за него не более сотни долларов. Зато бриллиант, изготовленный из алмаза, стоит в 4-10 раз выше.

На стоимость также влияет вид огранки, которая бывает:

• круглой;
• фантазийной.

Продолговатый до обработки алмаз приобретает формы, которые называются:

• маркиз;
• капля/груша;
• овал;
• сердце.

Камни, чей натуральный вид имел почти идеальные очертания, получает одну из следующих форм:

• изумруд;
• ашер;
• радиант;
• принцесса.

Обработка алмазов в круглые бриллианты является трудоемким процессом, требующим строжайшего соблюдения пропорций. Это обуславливает высокую стоимость круглого изделия.

Как алмазы становятся бриллиантами

Обрабатываемые самоцветы изначально должны иметь хорошие размеры. Будущий бриллиант, то есть алмаз без огранки, весит на 40-60% больше, чем после окончания работ по его созданию.

Люди давно научились работать с драгоценными камнями, но упрямый кристалл поддался им лишь в XV веке. Обработка алмазов во все времена была кропотливым делом, требующим прохождения нескольких этапов, во время которых были испробованы многочисленные способы работ.

Алмаз неограненный:

• шлифовался трением одного камня о другой;
• молотом превращался в крошку, используемую для покрытия металлических дисков;
• распиливался;
• приобретал грани и плоскости в определенном количестве.

Методы обработки алмазов

Вопрос о том, как делают бриллианты, имеет два ответа: вручную и при помощи лазера.

Как из алмаза делают бриллиант вручную:

1. Раскалывание. По линиям, которые были сделаны специалистом при осмотре, на помещенном в держатель камне таким же минералом делаются небольшие надрезы. После происходит раскол ударом.
2. Распиливание. На этом этапе камень крепят при помощи известняка или гипса к медной головке, которую зажимают в специальном режущем инструменте. Для распила используется тоненький диск, смазанный маслом, смешанным с алмазным порошком. Скорость процесса составляет примерно 1 мм/час.
3. Придание округлости. Минерал становится круглым, что делает его похожим на бриллиант. Обработка проводится при помощи другого камня.
4. Кристалл фиксируется в захвате машины для шлифования, квадранте, так, чтобы получился точный угол по отношению к шлифовальному диску для нанесения фацет. Диски, обычно стальные, смазываются специальной пастой или маслом, смешанным с алмазным порошком.

Технологии постоянно совершенствуются, на смену старым приходят новые. Поэтому некоторые алмазы становятся ограненными благодаря лазеру.

При выборе этого способа каждый этап формирования будущего бриллианта происходит с использованием лазерных установок. Кристалл, причисленный к разряду ювелирных, оценивается специалистом, определяющим метод обработки. Нанесение линий распила происходит при помощи лазера. Затем наступаете черед разрезания и огранки, естественно, лазером.

Лазерная обработка позволяет придавать камням нужные формы без учета их направления при закреплении. Отрицательным моментом становится значительные потери алмазной массы, чего не происходит при обработке вручную.

Несмотря на попытку облегчить работу с драгоценными камнями, создать из них шедевр сможет лишь талантливый мастер и только собственноручно. Обычно с одним камнем работает сразу несколько человек. Каждый из них занимается определенным этапом, а над приданием формы алмазу трудятся вдвоем.

О подделках

Попытки создать искусственный алмаз начались в 1797 году, но увенчались они успехом лишь в 1956. За десятилетия технологии настолько усовершенствовались, что отличить искусственный камень от оригинального бывает непросто. Некоторые имитации бриллиантов выполнены настолько великолепно, что отыскать отличия между ними и подлинником могут лишь те, кто знает, как выглядит настоящий бриллиант.

Наиболее распространенная «подделка» называется . Вторым камнем, имитирующим кристалл природного происхождения, является муассанит, отличить который может лишь тот, кто знает, как проверить его подлинность. Третий вариант - asha. Сияние ему придает слой углеродных атомов, то есть то, из чего состоит настоящий камень, что делает определение «на глаз» трудновыполнимой задачей.

Выращивание искусственных алмазов с использованием высоких температур и давления, изобретенное в 1950 годах, позволяет получить практически натуральные кристаллы. Это объясняется тем, что природные камни появляются в схожих условиях, но в течение более длительного периода.

Камешки, не успевшие пройти полный цикл роста при попадании на земную поверхность, требуют дополнительного воздействия температур и давления в лабораторных условиях. Это позволяет им стать полноценными алмазами, чуточку «доработанными» человеком. После дополнительных процедур они становятся полностью готовыми к превращению в бриллиант.

Проверка подлинности

Порой возникает вопрос о том, как проверить алмаз на подлинность. Ведь его высокая стоимость является отличным поводом создания подделок и разнообразных имитаций, выдаваемых за настоящий кристалл. Сделать это можно с помощью специалиста или самостоятельно, в домашних условиях.

Как определить подлинность алмаза:

• По рудинисту - узкой границе, делящей ограненный кристалл на верхнюю и нижнюю части. Она должна быть матовой. Прозрачность говорит об искусственном происхождении.
• Твердость. Настоящий алмаз оставляет на стеклянных поверхностях следы. Другие минералы, такие как сапфиры и рубины, он также царапает. Исключением в данном методе является лишь муассанит, имеющий аналогичную бриллианту твердость.
• Блеск и преломление света. Настоящий бриллиант блестит, но не настолько сильно, как муассанит. От фианта и циркона натуральный кристалл отличается показателем преломления света: положив камни на печатный текст, например, страницу книги, увидеть буквы сквозь подлинник не получится.
• Дефекты и включения. Они есть в настоящих камнях и отсутствуют в подделках, но это ни в коем случае не трещины на поверхности, царапины или сколы.
• Рассеивание света и ультрафиолет. Луч света, направленный сквозь подделку, останется таким же интенсивным. Настоящий бриллиант светится в ультрафиолете.
• Рисунок маркером. Линия, нарисованная фломастером или маркером по поверхности драгоценного камня, будет четкой и ровной, тогда как на подделке − расплывчатой.
• Воздействие кислот. Опущенный в кислотный раствор настоящий бриллиант перенесет испытание с достоинством, выйдя из него невредимым.
• Нестираемость. Настоящий камень сложно стереть, потому придется осмотреть грани камешка, вызвавшего сомнения. Если они сглажены и кажутся стертыми - это подделка.

Алмаз справедливо заслуживает звания уникального и незаменимого в промышленности камня. В разные времена он использовался с разнообразными целями, но, лишь получив ювелирный интерес, стал по-настоящему дорогим. Его стоимость зависит от способа обработки, формы и переменчивости моды, но спрос всегда остается высоким и вряд ли когда-то изменится.

В этой статье:

Алмаз является самым твердым материалом в природе. Все знают, что для того чтобы получить бриллиант, алмаз обрабатывается. Но как же это сделать, ведь для этого необходимы еще более твердые материалы? Чем обрабатывают алмазы, изготавливая бриллианты?

На самом деле в твердости алмаза есть границы, в разных направлениях она разная, поэтому если правильно выбрать угол, при котором к алмазу направляется режущий инструмент, можно получить приемлемые результаты. Кроме того, довольно давно люди поняли, что для этих целей годится только другой алмаз или его осколок.

Огранка алмаза

Алмаз представляет собой высококристаллизованный углерод, атомы которого имеют геометрическую организацию, что позволяет откалывать кусочки алмаза параллельно плоскости, образованной атомами. При такой обработке поверхность становится ровная и гладкая.

Прежде чем обработка алмазов начнется, мастер должен изучить его внутреннюю структуру. Любое неправильно рассчитанное включение или трещина может привести к тому, что в процессе огранки камень расколется. Дефекты алмаза оцениваются вручную при помощи лупы. В зависимости от ценности и размера камня, этот процесс может затянуться от нескольких дней до нескольких лет.

Если алмаз имеет матовую поверхность, то перед началом работы одна его сторона шлифуется, чтобы можно было оценить его внутреннюю структуру. После этого, в том случае если необходимо камень расколоть, тушью могут быть нанесены линии раскола.

Раскол

Первым этапом обработки алмаза считается его раскол. Конечно, было бы интересно получить камень как можно больше и не раскалывать его вовсе, но это может повлечь за собой высокую хрупкость, если имеются множественные включения или трещины. Раньше раскол производился при помощи стамески и молотка после тщательных расчетов мастера. Но это часто приводило к ошибкам, и камень мог быть испорчен.

В последнее время вместо раскола стали использовать распил. Для этих целей используют полотно алмазной пилы, состоящее из мели и покрытое крошкой драгоценного камня. Такое полотно вращается со скоростью 10 тысяч оборотов в минуту и постепенно распиливает алмаз.

Процесс может длиться очень долго, один камень весом в 1 карат могут распиливать до 8 часов. Но в последнее время появился еще более надежный способ - сейчас для этих целей используют лазер.

Трение - с помощью этой процедуры получают черновую форму бриллианта. На токарном станке или специальной установке закрепляются два алмаза, после чего устанавливаются в правильном направлении и трутся друг о друга.

Огранка

Огранка алмаза, или как она еще называется, шлифовка, производится только другим алмазом. Это возможно благодаря тому, что твердость алмаза в разных направлениях разная. Поэтому перед тем как перейти к этой процедуре, производят тщательные расчеты. Используется для этих целей и алмазный порошок или крошка.

На горизонтально вращающемся круге из стали, на поверхности которого находится алмазный порошок и масло, шлифуются грани алмаза. При этом скорость вращения круга составляет 2-3 тысячи оборотов в минуту.

Несмотря на большое разнообразие инструментов, опытный огранщик контролирует расположение граней и направление углов вручную при помощи лупы. Существуют определенные механические станки для обработки мелких камней, однако они используются крайне редко.

При огранке алмазов теряется очень большое количество материала. В среднем эта цифра может доходить даже до 50-60%. При обработке легендарного алмаза Куллинана она составила около 65%. При шлифовке алмаза дополнительно образуется алмазный порошок, который также собирается и используется далее.

Полировка - на шлифовальном круге имеется дополнительная полоса, на которую нанесена очень мелкая алмазная крошка (практически пыль), которая используется для дальнейшего полирования бриллианта. Это делается с целью убрать все неровности и следы шлифовки камня.

История обработки алмазов

Впервые начали огранять алмазы еще в Индии. Сперва заметили, что если потереть одним алмазом о другой, то их грани шлифуются и блеск возрастает. Там же и была изобретена легендарная огранка в форме розы. В Европе подвергать алмазы огранке начали позже - только в XIV-XV веках. Впервые в середине XV века ювелиром был огранен алмаз, который впоследствии получил название «Санси».

Спустя два года, алмазы начали распиливать. Сначала такие пилы представляли собой проволоку из железа с нанесенным на поверхность алмазным порошком. Крупные алмазы распиливали долго, например, на распилку алмаза «Регент» ушло целых два года. Поэтому сейчас отказались от такого метода и отдали предпочтение медным или бронзовым дискам.

Сейчас практически весь процесс компьютеризирован. Машина рассчитывает форму огранки, которая позволит камню открыть максимально такие качества, как блеск и игра цвета. Помимо лазера, для распила и обработки алмаза используется ультразвук и электроэрозионная установка.

Несмотря на все свои очевидные достоинства, камень обладает и некоторыми недостатками, например, химической активностью в отношении никеля и железа. При повышенной температуре эти металлы образуют с алмазом растворы внедрения, впоследствии чего алмаз разрушается. То есть алмаз невозможно использовать для того, чтобы порезать сталь на высокой скорости.

Да, да, дорогой читатель. Не пароходами едиными известна «Звездочка». С начала 2000-х годов на предприятии запущено производство по огранке алмазов в бриллианты. Как многие, вероятно, знают, алмаз, при всех его прочих достоинствах технического характера, лишь тогда становится «the girl’s best friend», когда превращается в бриллиант. О том, какой путь ему при этом предстоит пройти наш сегодняшний фоторепортаж.

Начинается все… Угадали с вешалки. Сторонним посетителям, преодолевшим пост производства обработки твердых материалов (так официально именуется огранка), предлагают облачиться в халат и прикрепляют минимум двух сопровождающих: работника цеха, выполняющего роль экскурсовода и работника отдела экономической безопасности. Доверяй, как говорится, но проверяй.

Теперь мы готовы к знакомству с цехом. Первый пункт на маршруте следования – кладовая сырья.

Именно сюда поступает сырье — неограненные алмазы. Здесь их оприходуют: пересчитают, взвесят, проверят соответствие отгрузочным документам, занесут каждый камень в электронную базу учета и выпишут на каждый камень своеобразную маршрутную карту. В этой маршрутной карте, свернутой в конверт, алмаз и будет путешествовать по участкам.

Делается это при помощи системы компьютерной разметки. Установка сканирует алмаз и формирует его трехмерную цифровую модель. Используя эту модель технолог примет решение, сколько бриллиантов выйдет из конкретного камня и какую форму они будут иметь. Во главу угла поставлен принцип сочетания стоимости будущего бриллианта и минимизации отходов. Программа не только позволяет визуально представить скрытые в алмазе бриллианты, но и даст их примерную стоимость. Классическая форма огранки КР-57 обычно имеет максимальную стоимость. К сожалению, не каждый природный камень позволяет добиться именно этой формы при максимальном использовании сырья.
Стоимость этой алмазной россыпи 3560 долларов.

Из этого камня выйдет один бриллиант, но побольше. Его стоимость составит чуть меньше трех тысяч долларов.

А из этого – два, но поменьше и, соответственно, на более скромный карман.

Перед тем, как покинуть участок, камни наклеиваются на специальные оправки для последующей обработки. Эта стоечка нагревается в печи, чтобы клей надежно прихватил алмазы.

С УЗТЦ камни попадают на участок распиловки и обдирки. В былые времена распиловка камня выполнялась механически при помощи бронзового диска с алмазным напылением.

Сегодня основной объем распиловки проводится лазером. Оператор установки имеет возможность визуально контролировать процесс.

Лазерная резка, во-первых, более скоростная. Процесс распиловки в зависимости от размеров камня может занимать от пяти минут до получаса. Во-вторых, толщина реза лазера составляет всего 2 микрона, что существенно экономит алмазное сырье.

Впрочем, некоторые камни, имеющие высокое внутреннее напряжение, резать лазером опасно. И тогда распиловка проводится по старинке – бронзовым диском.

После распиловки алмазы, каждый из которых упакован в отдельный лист-конвертик со штрих-кодом, перечнем всех операций, проведенных с камнем, именованием фамилий каждого из работников, чьи руки прикасались к камню, и иной информацией отправляется на ограночный участок. Именно здесь алмаз превратится в бриллиант.

Огранка алмаза проводится на вращающемся чугунном диске с алмазным напылением. Подвергаясь механическому воздействию шлифовального диска, углерод меняет структуру. На кристалле образуется тончайшая графитовая пленка, которая истирается, доводя алмаз до нужной формы.

Алмаз закрепляется в посадочное место специального ручного приспособления – цанги.

При помощи регулировочных винтов огранщик изменяет положение камня в цанге, таким образом, чтобы алмаз ложился на диск под нужным углом. Так бесформенный камень обретает площадку, грани и клинья.

Бывает и так, что камень выпадает из крепления цанги. Вращающийся диск может отправить его в «путешествие» по участку. Тогда раздается команда «потеря» и невезучий огранщик отправляется на поиски улетевшего алмаза. Несмотря на то, что каждое место огранщика оборудовано специальными улавливателями камней, случалось, что поиски занимали весьма продолжительное время.

Вообще, при сигнале «потеря» все производство превращается в «подводную лодку», с которой, как известно, никуда не денешься. Выход за пределы участка прекращается на время поисков утерянного камня. За всю историю работы окончательно утерянным считался лишь один алмаз. Но и он нашелся. Вылетев с диска огранщика камень «прилип» к стене, где его обнаружили лишь спустя несколько лет.

При оценке ограненные камни сравниваются с этими эталонами.

Цвет и дефектность камня – едва ли не решающие факторы его цены. Цена камней сходного веса и огранки, но различных по цвету может отличаться в разы.

С участка оценки бриллиант, через очередную кладовую, отправляется за тридевять земель – в Смоленский геммологический центр. В Смоленске бриллиант получит сертификат и превратится в товар. Его можно легально продавать, дарить, передавать по наследству или просто «чахнуть» над ним, как пушкинский Кощей над златом.

Стоимость этого сертифицированного бриллианта – около полутора миллионов рублей.

Все перемещения камней за пределами цеха осуществляются конвоями спецсвязи. Внутри цеха контроль за движением камней осуществляет отдел экономической безопасности службы безопасности предприятия. Учет камней организован таким образом, что даже спустя много лет можно полностью восстановить историю каждого из них. Где был добыт, как и кем был куплен для обработки, кто и когда прикасался к этому камню, какие манипуляции с ним совершали, где в конкретный момент времени этот камень находился во время пребывания на заводе.

Ювелирное производство технологически тесно связано с огранкой. Золото, серебро, кольца, серьги, перстни, кулоны… Да, да. Их тоже есть у нас.

Производство серийных ювелирных украшений начинается с восковки.

В специальных резиновых формах работник отливает восковые «прототипы» будущих колец или деталей сережек. Из этих восковых заготовок собирается отливочная форма. Здесь ее называют «ёлочка». На восковой стержень одна к одной, как ветки на елке, клеятся заготовки. Собранная восковая елочка отправляется на литейный участок. Здесь ее заливают формовочную смесью, в основном состоящей из гипса со специальными добавками, и ставят на несколько часов в печь. Литейная форма – опока – застывает, воск выплавляется из неё, оставляя пустое пространство нужной формы.

Формы для штучных украшений «под заказ» или новых образцов изготавливаются на специальном фрезерном станке. Здесь автомат вырезает их из воска по загруженным трехмерным моделям. У заказчика есть возможность «пощупать» изделие до того, как оно будет исполнено в металле.

На следующем этапе гипсовая форма будет залита золотым сплавом. Именно сплавом. В золото 999-й пробы вводят легирующие добавки, приводя его к «товарной» 585-й пробе.

В этой литейной печи все и происходит.

Корабельная сталь на завод приходит в листах, а ювелирное золото – в килограммовых слитках. На вид – чисто шоколадная плитка.

Слиток – практичная форма для хранения и перевозки золота, но работать со слитками неудобно. На этой машине поступающее в ювелирное производство золото раскатывается полосками в золотую фольгу.

Обработка ювелирных алмазов

Обработка алмазов началась в Индии в глубокой древности. Из литературных источников можно узнать, что алмазы обрабатывались в то далекое время на быстро вращающихся медных дисках, которые были покрыты смесью бриллиантового порошка и масла.

По записям того времени можно судить, что обработка алмазов в Индии достигла высокого уровня, но индийские ювелиры так и не сумели найти форму, которая смогла бы придать алмазу блеск и красоту бриллианта.

Мастера просто немного отшлифовывали камень и выравнивали неровности. Придавали алмазу блеск, искусственные грани делались для того, чтобы скрыть природные дефекты. В форме плоских камней производилась огранка.

Важную роль в процессе обработки алмазов играло искусство раскалывания камня, для того чтобы уменьшить массу кристалла и удалить дефектные части. Этот метод был известен с древних времен.

Чтобы придать наибольший блеск ювелирному бриллианту, индийские гранильщики подвергали камни гранению. Небольшие обрабатываемые камни теряли небольшую часть своей массы. Однако более крупные алмазы теряли до 50 % и более своей массы.

Камни, найденные в Индии, там же и получили свою первую огранку и ценились довольно дорого.

Надписи на некоторых камнях свидетельствуют о том, что гравировка драгоценных камней продолжала совершенствоваться. Алмаз Шах был гравирован в Персии, и на его некоторых плоскостях написаны даты и имена тех, кто им владел.

Имена и даты владения написаны и на бриллианте Акбар-шах. 1618 год - это самая первая запись на этом камне.

Процесс обработки алмаза в бриллиант считается очень трудоемким. Высокий профессионализм рабочих-огранщиков играет основную роль в качестве алмазной продукции.

Современные технологические способы обработки алмазов имеют несколько этапов: раскалывание камня, резка или распиловка, предварительная обдирка, огранка и полировка кристаллов.

Алмазы, которые поступают на обработку, обязательно осматриваются, для того чтобы определить способ обработки и вид огранки. Точная ориентировка кристаллов имеет большое значение для раскалывания, распиловки и огранки камня. Для этого процесса используются рентгеновские лучи.

Распиловка - главная операция в работе с алмазами. Алмаз, имеющий трещину, темное пятно или другой дефект, подлежит специальной распиловке. Участок с дефектом стараются выделить в меньший кристалл, а из части, которая осталась, получают бриллиант высокого качества.

Иногда, в зависимости от формы алмаза, распиловку проводят прямо по дефектному месту.

Пригодные для распиловки алмазы вклеивают в медные или латунные оправы, затем при температуре 150-500о сушат и закрепляют на распиловочном столе.

Дисками из фосфористой бронзы производят распиловку. Поверхность фосфористой бронзы шаржирована алмазным порошком путем вдавливания алмазной пудры в поверхность диска.

В работе используются диски диаметром 60–90 мм и толщиной 0,05-0,09 мм. При распиловке диск вращается с частотой 3-15 тысяч оборотов в минуту.

Все крупные алмазы (от самых больших и до 0,025 карат) подвергаются распиловке. Во время распиловки потери в основном зависят от качества и размера кристаллов. Для алмазов различного веса потери (в %) составляют: от 0,025 до 0,5 карата - 3,75; от о,51 до 1 карата - 2,0–2,5; от 1,1 до 10 каратов -1,6; выше 10 каратов -1,5.

Алмазы начинают разрезать в направлении меньшей твердости кристалла. В направлении большей твердости камень не поддается практически никакой обработке.

Обточке или обдирке алмазы подвергаются сразу после распиловки, на обдирочных токарных станках. При помощи специального клея алмазы закрепляют в оправы и начинают обрабатывать на небольших скоростях. При увеличении скоростей алмаз может расколоться.

Обдирка алмазов производится для обтачивания ребер, углов и граней кристаллов. В процессе работы потери могут составить от 15 % до 25 %. Отходы используются для изготовления алмазного порошка.

Огранка алмазов производится после обдирки. Существует два вида огранки камней: бриллиантовая и ступенчатая форма огранки. Верхняя горизонтальная грань фигуры получила название площадки, маленькая нижняя - кюлассы. Остальные грани называются боковыми.

Верх бриллиантов образуют боковые грани, они составляют коронку, то есть верх. Боковые нижние грани образуют павильон (низ). Боковые грани обычно располагаются в виде рядов или ступенек. К одному такому ряду принадлежат все грани, которые наклонены к оси камня под одинаковым углом и симметрично расположены вокруг нее.

Ободок, соединяющий коронку с низом бриллианта, обычно называют базой или рундистом. В павильоне может быть до пяти-шести ступеней, в коронке до трех.

Чтобы придать правильную форму огранке камня, его необходимо огранить так, чтобы наибольшая часть лучей, вошедших в него, не прошла насквозь, а отразившись от его граней, вернулась обратно.

Для наилучшего отражения внутри камня нужно, чтобы внутри кристалла свет падал на грань под углом более 2403. Игра цветов и блеск полностью зависит от качества огранки и шлифовки. Стоимость правильно ограненного камня, соответственно, увеличивается.

Большая часть лучей света, вошедшая в бриллиант, отражается от внутренней поверхности его граней. Отражая лучи света, грани верхней части камня начинают сверкать алмазным блеском. Грани нижней части камня при внутреннем отражении, отливая металлическим блеском, кажутся посеребренными.

Блеск граней нижней и верхней частей камня, переливание световых лучей обусловливает игру бриллианта.

Огранка розой иногда применяется для кристаллов, которые имеют массу от 0,01 до 0,02 каратов. Огранка розой отличается от других способов огранки плоским основанием. Верхняя часть обычно состоит из многих граней, которые напоминают бутон розы.

Часто огранку розой немного упрощают. Число граней сводят к 12, 8 или даже 3. Стоимость изделий с такой огранкой значительно ниже, чем стоимость драгоценностей с бриллиантовой огранкой.

Другой вид огранки камней называется «принцесса». Алмаз, ограненный таким способом, выглядит, как плоская табличка, которая имеет толщину до 1,5 мм. Табличке придаются разнообразные контуры: прямоугольные, квадратные, многоугольные, ромбические или сердцевидные.

В ювелирных изделиях некоторые алмазные таблички соединяются в виде различных узоров: цветов, палочек или звездочек.

В основном алмазы гранят в форме круглого бриллианта, при такой форме лучше видна игра световых лучей и блеск камня. Угол наклона граней имеет особое значение при огранке. Нижние основные грани должны находиться под углом 38-43о, угол наклона верхних граней может колебаться до 30-40о.

Оптимальный угол наклона для некоторых кристаллов может составлять 40,50, при котором достигается наилучший блеск и игра бриллиантов.

Полировка и огранка камней выполняется на специальных станках с чугунным диском, который покрывается алмазным порошком. Ограночный диск вращается с частотой 2500–2800 оборотов в минуту. Для огранки применяются также алмазно-металлические круги специальной зернистости.

В конце шлифовального процесса применяют чугунные диски, которые покрыты алмазным порошком с наименьшей зернистостью: до 3-10 мкм.

Но наиболее высокую чистоту поверхности можно получить в том случае, если использовать в работе только чугунные диски, тогда чистота поверхности увеличится в 2–3 раза, по сравнению с алмазно-металлическими кругами.

Для алмазов, имеющих большие размеры неприменимы стандартные формы огранки, и мастер-ювелир должен использовать все свои силы и умения, чтобы при обработке такого камня сохранить величину, данную камню от природы.

Чтобы избежать крупных потерь во время обработки камней, маленькие удаленные кусочки алмазов гранят в виде роз или мелких бриллиантов.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Алмаз – это природный минерал, представляющий собой углерод с аллотропной кристаллической решёткой. Благодаря особенностям молекулярного строения, он является чрезвычайно твердым материалом, который способен храниться неограниченно долго.

Химический состав алмаза может быть изменен под воздействием разных факторов: высокая температура, давление и/или вакуум. В результате их действия алмаз превращается в другой химический элемент – графит, имеющий иной состав качественных характеристик.

Алмазы получают путем естественной добычи и способом искусственной выработки. В рамках второго способа химический элемент графит подвергают воздействию высокой температуры и давления. Графитный материал меняет свою молекулярную структуру и превращается в алмазное сырье, приобретая характерные свойства прочности.

Перед дальнейшим использованием полученный сырьевой материал нуждается в дополнительной обработке. Фактор повышенной твердости алмаза требует особого подхода к методам ее осуществления.

История

История добычи алмазов чрезвычайно молода. Это объясняется сложностью поиска и добычи минерала, а также трудностями, сопряженными с его обработкой. Технология обработки описываемого материала при помощи другого алмаза стала набирать популярность лишь к XIV-XV веку нашей эры. До этого времени данный метод применялся лишь древними индийскими мастерами, которые тщательно хранили секреты технологии.

На территории России разработка залежей минерала и освоение технологий его обработки приняли промышленный масштаб лишь во второй половине XIX века. На сегодняшний день в Сибири ведется работа по добыче данного полезного ископаемого на рудниках, находящихся в списке крупнейших в мире. При этом освоены все виды обработки алмазов.

Особенности обработки

Технология обработки и набор технических приспособлений, подходящих для этого, определяется наименованием конечной цели, для которой будет использоваться обработанный алмаз.

Характеристики алмаза обуславливают необходимость его использования в различных технологических системах, инструментах и приборах. Например, мелкая алмазная фракция – крошка, используется в качестве напыления, покрывающего рабочие поверхности каких-либо режущих приспособлений. Алмазное напыление применяется для нанесения на отрезные диски, пилы, ленты, предназначенные для распиливания металла, камня, бетона, керамики и других материалов.

Несмотря на устойчивость алмаза к воздействию деструктивных нагрузок широкого спектра, он является хрупким материалом . Применение ударно-прессовочной технологии позволяет измельчать алмазы в крошку. Дробление минерала производится с применением гидравлического пресса (данный вариант обработки редко применим).

Более широко используется технология прокатного измельчения. В рамках данного процесса, сырье подается по конвейеру в специальную камеру, в которой вращаются соприкасающиеся друг с другом цилиндрические валики. Проходя между ними, алмазное сырье крошится. Учитывая коэффициент прочности алмаза, на конвейере применяется несколько блоков с вращающимися валиками, имеющими разную величину зазора между ними. Это позволяет снизить нагрузку на механизм, так как производится поэтапное дробление по принципу от большего к меньшему.

Рабочая поверхность валиков покрывается алмазным напылением, так как никакой другой материал не способен выдержать данную нагрузку в столь эффективном эквиваленте.

Размерные параметры фракции крошки определяются наименованием конечной цели, для которой она будет использоваться. Алмазная крошка более крупной зернистости применяется для грубой обработки материалов с повышенным коэффициентом прочности: керамики, гранита, керамогранита. Например, крупная крошка используется в качестве режущего элемента, наносимого на рабочую кромку круговых коронок, предназначенных для выпиливания круглых отверстий в твердых материалах: керамической кафельной плитке, бетоне, гранитных плитах и других.

Алмазная крошка более мелкой зернистости применяется для осуществления тонкой обработки тех или иных материалов. В рамках данной обработки материалы зачищаются, шлифуются, полируются. Полировка производится специальной пастой, в основе которой лежит алмазная пыль. Получение алмазной крошки разной зернистости достигается путем дробления и последующего просеивания.

Пропускание дробленого алмаза через сеточные панели с разными размерами ячейки позволяет получить фракции фиксированного диаметра.

Процесс получения алмазных материалов, пригодных для применения в производственных целях, является более трудоемкой процедурой, чем ударно-прессовочная технология. В качестве данных материалов используются, например, круги для резки стекла, наконечники токарных резцов и другие. Они представляют собой элементы, полностью состоящие из алмазной массы. Изготовление подобных дополнений предполагает проведение производственных процедур, связанных с ресурсными затратами и применением нескольких технологий обработки одновременно.

Свойства прочности алмаза значительно затрудняют изготовление деталей, предъявляющих высокие требования к размерным параметрам и точности формы.

Единственным материалом, с помощью которого можно производить эффективную обработку алмазного сырья, является сам алмаз.

Правильное комбинирование факторов, воздействующих на инструмент обработки и на обрабатываемый материал, позволяет выполнять обработку максимально эффективно. Например, в некоторых случаях обрабатываемую заготовку нагревают в пределах среднего температурного диапазона, а температуру приспособления для обработки держат в области низких термических показателей. В таком случае разогретая заготовка поддается обработке, а процент износа инструмента снижается.

Использование данного способа обусловлено свойствами алмаза, которые он приобретает под воздействием высоких температур. Чем выше температура, тем ниже коэффициент прочности минерала.

Чем сделать раскол?

Другим способом обработки алмаза является обработка с применением горячего железа. Данный минерал способен вступать в химическую реакцию с металлом, нагретым до высоких температур. Горячее железо начинает поглощать углеродную составляющую алмаза. В точке соприкосновения раскалённого металла с минералом, на молекулярном уровне происходит расплавление последнего.

Данный метод имеет низкую производственную эффективность, однако, лишь с его помощью можно добиться определенных результатов в обработке алмазного материала.

Применение метода горячей стали производится при необходимости распилки большого объема сырья с минимальным отходным коэффициентом. В рамках этого метода используется раскаленная стальная проволока, приводимая в движение вращающимися валами. В данном случае линия распила получается максимально тонкой, а потеря основного сырьевого материала свидится к минимуму.

При помощи метода горячего пиления можно производить лишь манипуляции, направленные на обработку общего характера. Детальная огранка выполняется с применением более сложных технологий шлифовки. В рамках данного метода используется и технология горячего сверления. В этом случае сверлящий стальной элемент также разогревается до высоких температур. Эффективность метода повышается и за счет нагревания обеих деталей в результате трения друг об друга.

Сверление алмаза применяется для выполнения черновой обработки. Вдоль линии раскола заготовки просверливаются отверстия нужного диаметра. В них погружаются специальные анкерные расширители. Технология позволяет осуществлять управление расширением анкеров поочередно или одновременно. Благодаря этому, появляется возможность выполнить контролируемый раскол заготовки по заданной линии.

Ключевую роль для эффективности метода играет угол, под которым просверливаются отверстия. Любое отклонение от заданных значений может привести к нарушению точности раскалывания.

Чем шлифуют алмаз?

Главным направлением в технологиях обработки этого минерала является его шлифовка. Благодаря данной процедуре, алмазы приобретают свою конечную форму, и в некоторых случаях превращаются в драгоценные камни.

Изготавливая бриллианты, мастера прибегают к методам поэтапной обработки. Черновая заготовка очищается от примесей других минералов, если таковые имеются. Затем производится грубая распиловка, благодаря которой формируется основная форма будущего изделия. После этого начинается огранка.

Для шлифовки алмазного минерала используются приспособления, оснащенные специальными насадками – дисками или пластинами, имеющими толщину, форму и материал изготовления, соответствующие наименованию проводимой процедуры. На рабочие поверхности этих насадок нанесены фракции алмазной крошки различного диаметра.

Если огранка производится с целью получения драгоценного камня – бриллианта, то применяется множество насадок с широким спектром размерных параметров. Первыми используются пластины или диски с алмазной крошкой наибольшего диаметра. По мере протекания процесса зернистость насадок уменьшается. Конечная полировка осуществляется с применением алмазных наночастиц.