Diamant ist der Kristall des einzelnen Kohlenstoffatoms, und seine Kristallstruktur gehört dem Kubikkristallsystem mit gleichachsiger flacher Mitte (eine Art Kristallsystem mit höchster Atomdichte). Da die Abbindenbindung zwischen Kohlenstoffatomen im Diamanten hybride kovalente Bindung sp3 ist, hat sie starke verbindliche Stabilität und Richtdämpfung. Die einzigartige Kristallstruktur lässt Diamanten die höchste Härte und die Starrheit, Brechungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit, ausgezeichneter Abnutzungswiderstand, Korrosionsbeständigkeit und Chemikalienstabilität, usw. haben. Die ausgezeichneten Eigenschaften des natürlichen Diamanten können die meisten Bedingungen von Präzisions- und Ultrapräzisionsschneidwerkzeugmaterialien erfüllen, und es ist ein ideales Präzisionsschneidwerkzeugmaterial. Die einheitliche Kristallstruktur des natürlichen Diamanten ohne interne Kristallgrenze macht die innovative theoretisch Reichweite die Gradlinigkeit und die Schärfe vom Atomniveau. Die Härte, der Abnutzungswiderstand, die Korrosionsbeständigkeit und die Chemikalienstabilität des natürlichen Diamanten stellen Sie die lange Nutzungsdauer des Schneidwerkzeugs sicher, stellen Sie den ununterbrochenen langen normalen Ausschnitt, sicher und verringern Sie die Auswirkung des Meißelverschleißes auf Teilpräzision; Seine höhere Wärmeleitfähigkeit kann Schneidetemperatur und thermische Deformation von Teilen verringern. Natürlicher Diamant als superhard Schneidwerkzeugmaterial hat deshalb eine wichtige Position auf dem Gebiet der mechanischen Verarbeitung und ist weit, besonders auf dem Gebiet der Superpräzisionsbearbeitung, wie Verarbeitung angewendet worden, die in den Kernreaktoren verwendet wird, und anderer Spitzentechnologie auf dem Gebiet aller Arten Spiegel, verwendet für Rakete oder Rakete im Navigationsgyroskop, in den Festplattensubstrat-, Elektronenkanonegaspedal- und Ultrapräzisionskomponenten des Computers), unter Verwendung des natürlichen Diamantwerkzeugs keine Angelegenheit auf Preis oder auf der Präzision, als die traditionelle Bearbeitungsart offensichtliche Vorteile hat. Tabelle 1 vergleicht die Genauigkeit und den Preis von verschiedene Spiegel verarbeitet durch natürliche Diamantwerkzeuge und traditionelle reibende und Poliermethoden.

Zusätzlich zu den High-Techen Feldern ist natürliche Diamantschneidwerkzeuge in der Anwendung von den gewöhnlichen industriellen und Zivilprodukten, die auch Jahr für Jahr erhöht maschinell bearbeiten, von den traditionellen Uhrteilen entwickelt worden, die zum Aluminiumkolben, Schmuck, Stift, glatte Platten verarbeiten, die verarbeitenden Nichteisenmetalldekorationsteile, können sagen, dass natürliche Diamantschneidwerkzeuge weiter Felder der mechanischen Verarbeitung, spielt eine mehr und mehr wichtige Rolle gewesen ist.

Andererseits wegen der einzigartigen Eigenschaften des natürlichen Diamanten, ist es sehr schwierig, sie zu verarbeiten. Wegen der hohen Härte des natürlichen Diamanten, muss es durch spezielle Methoden gerieben werden, das auch hohe technische Anforderungen für Betreiber erfordert. Wegen der guten chemischen Stabilität des natürlichen Diamanten, war es nicht imstande, für eine lange Zeit in der Vergangenheit geschweißt zu werden, und nur die mechanische Methode wurde angewendet, um Großkorndiamanten festzuklemmen, der den Abfall von Diamantmaterialien und den hohen Preis von Schneidwerkzeugen ergab, und auch die Präzision von Schneidwerkzeugen und von Teilen beeinflußte.

In der Vergangenheit haben 100 Jahre, Wissenschaftler und Techniker langfristige Forschung und Entwicklung auf der wichtigen Rolle, den Anwendungsaussichten und den Implementierungsverfahren von Diamantwerkzeugen in der mechanischen Verarbeitung und in erzielten fruchtbaren Ergebnissen gemacht. Die Entwicklung der natürlichen Diamantschneidwerkzeugtechnologie wird in den folgenden Stadien wiederholt.

Traditionelle Verfahrenstechnik von natürlichen Diamantwerkzeugen

Natürliche Diamantwerkzeuge wurden nachdem Zweiter Weltkrieg entwickelt, um den Verarbeitungsbedarf von Präzisionsteilen, von hellen Verzierungen und von Schmuckschnitzen zu erfüllen. Das Herstellungsverfahren von natürlichen Diamantwerkzeugen entstand von der reibenden und Poliertechnologie des Diamantschmucks. Die Entwicklung von natürlichen Diamantwerkzeugen hat signifikante Veränderungen in der Fertigungstechnik von Uhren und von verwandten Produkten bewerkstelligt.

Einhüllung der Diamantschmuck-Prozessmethode ist: auf der Diamantpulveroberflächenschleifpaste der Schleifplatte des Roheisens überzogenen gemischt mit Olivenöl und in und dem gemachten Diamantpulver eingelegt in den kleinen Poren auf der Oberfläche des Roheisens, geregelt im Klammernskateboard mit Diamanten auf ihm seit dem Gewicht des Reibens auf der Schleifplatte, die an der hohen Geschwindigkeit sich dreht.

1. Verarbeitendes und prüfendes Blatt: die Qualität des Blattes beeinflußt direkt die Qualität des verarbeiteten parts.2. Orientierung: die heftigste Abnutzungsoberfläche des Werkzeugs wird auf die härteste Kristalloberfläche des Diamanten gesetzt, um die längste Nutzungsdauer des Werkzeugs sicherzustellen. Die traditionelle Orientierungsmethode BENUTZT im Allgemeinen das bloße Auge orientation.3. Befestigung: bei Ausschnitt sollten natürliche Diamantwerkzeuge Schnittkräfte von allen Richtungen tragen. Um ununterbrochenen und stabilen Ausschnitt sicherzustellen, müssen Diamantwerkzeuge auf die Werkzeugstange fest installiert sein.

Bronzierende Technologie des Diamanten war nicht noch erfunden worden, also war das mechanische Festklemmen die einzige Weise. Wegen des einfachen Prozesses und der niedrigen Kosten von traditionellen Diamantschneidwerkzeugen, wird es noch in den Schruppen von Diamantschneidwerkzeugen heute verwendet. Um die Verfahrenstechnik des Diamantwerkzeugs, im halben Jahrhundert des Wissenschaft und Technik-Personals auf den körperlichen und chemischen Eigenschaften des Diamantkristalles und des Diamantwerkzeugschleifenmechanismus weiter zu verbessern, hat Bildungsmechanismus des Blattes, Theorie, bronzierende Technologie, viel Arbeit über reibende Ausrüstung der Präzision und andere Themen, als das natürliche Diamantwerkzeug in Bearbeitungstechnologieentwicklung der Ultrapräzision schneiden einen festen Grundstein gelegt, viel Forschungsgegenstand heute fortfährt.

Bearbeitungstechnologie der Ultra-Präzision für natürliche Diamantwerkzeuge

Ende der siebziger Jahre in der Forschung der Kernfusionstechnologie Lasers, müssen viele weichen Reflektoren der Hochpräzision Metallverarbeitet werden, und die Oberflächenrauigkeits- und Formpräzision des weichen Metalls wird angefordert, um das Niveau der Ultrapräzision zu erreichen. Wie der Gebrauch von traditionellem Reiben, von Verarbeitungsmethoden, nicht nur lange Bearbeitungszeit ist zu polieren, hohe Kosten, schwierige Operation und nicht einfach, die erforderliche Genauigkeit zu erzielen. Deshalb ist es dringend, neue Verarbeitungsmethoden zu entwickeln. In der wirklichen Nachfrage gefahren durch natürliche Diamantultrapräzisions-Spiegelschneidtechnik entwickelt sich schnell, auf der Grundlage von die Drehentechnologie des vorhandenen Diamanten, indem das Verbessern der Genauigkeit der Werkzeugmaschine und steif, steuern Sie ausschließlich Prozess der Erschütterung und Temperatur treiben, Entwicklung von natürlichen Diamantschneidwerkzeugen der Ultrapräzision, etc., um den Linsenschneidvorgang zu bilden, und sich entwickelt zu einer fachkundigen Technologie. Wie eine der Schlüsseltechnologien für Ultrapräzisionsspiegelausschnitt, natürliche Diamantschneidwerkzeugtechnologie bedeutende Innovation und Entwicklung in der Theorie und in Praxis erzielt hat, hauptsächlich reflektiert in den folgenden Aspekten:

1. Entwicklung von Ultrapräzisionsdiamantwerkzeugen

(1) wird ein Polierrand zwischen dem Hauptnutzungsrand und dem zusätzlichen innovativen eingeführt, damit die theoretische Rauheit der Arbeitsfläche bis null nah ist und der Polierrand von den Defekten frei ist, wenn er unter einem Mikroskop von 500 ermittelt wird, oder higher.(2) die Genauigkeit der maschinellen Bearbeitung des Schlüsselwinkels der Diamantschleiferreichweiten 2" .(3) die Bogenpräzision des Bogenschneiders, der für das Drehen der internen Oberfläche benutzt wird, den Mikrometer waagerecht ausgerichtet erreicht.

Weil die traditionelle reibende Ausrüstung die Bearbeitungsbedingungen von Ultrapräzisionsdiamantwerkzeugen nicht erfüllen kann, ist der Bogen und die Kantenschleifmaschine mit Luftpolster entwickelt worden, und die reibende Präzision kann 0,1 m.3 erreichen. Präzisionsorientierungstechnologie und -ausrüstung werden eingesetzt, um Diamantwerkzeuge zu orientieren, mit dem Ziel die längste Standzeit nicht nur zur Verfügung stellen, aber die Reibung zwischen der Werkzeugoberfläche und der Arbeitsfläche und dem Druck auf der Spaltfläche auch herabsetzen nahe dem Blatt. Um dies zu tun, ist ein hoch entwickelterer Röntgendiffraktometer erforderlich.

Das bronzierende Vakuum ist einer der wichtigsten Durchbrüche in der Diamantwerkzeugfertigungstechnik. Einerseits führt möglicherweise die traditionelle mechanische festklemmende Methode zu die kleine Verschiebung und die Erschütterung des Diamantschleifers im Schneidvorgang, der die Bearbeitungsqualität beeinflußt. Andererseits wegen der extrem hohen chemischen Stabilität des Diamanten selbst, ist es schwierig, mit anderen Metallen zu reagieren, um Schweißen unter Allgemeinbefinden zu erzielen, ist d.h. Diamant nicht-schweißbar. Um dieses Problem zu lösen, wurden die Sonderbedingung des bronzierenden Diamanten (Hochvakuumumwelt) und das Hartlot (Silber-ansässige Legierung mit Titan als aktivem Element) nach langfristiger Forschung und Erforschung gefunden.

Die Einrichtung des Meißelverschleißmechanismus durch die Studie fand, dass im Schneidvorgang, der Diamantmeißelverschleiß hauptsächlich Abnutzung der chemischen Bindung ist, und es gibt eine kleine Menge mechanischen Verschleiß und andere Verschleißarten. Die Einrichtung des Meißelverschleißmechanismus bestimmt das Prinzip der Werkzeugorientierung: die Kristalloberfläche mit der besten chemischen Stabilität wird auf die hintere Oberfläche des Werkzeugs gesetzt

6. Systematische Forschung auf mechanischer reibender Methode

Durch die ausführliche Studie der Diamanttheorie, wird es dass die makroskopische Plastikdeformation des Diamanten gefunden (in der Vergangenheit, wurde es geglaubt, dass Diamant nur eine kleine Menge elastische Deformation aber keine Plastikdeformation hatte); Die Spurnverunreinigungen im Diamantkristall wurden studiert. Entsprechend den verschiedenen Verunreinigungen wurde der Diamant in vier Arten unterteilt, also konnten verschiedene Arten des Diamanten entsprechend unterschiedlichem GEBRAUCH, durch die systematische theoretische Forschung auf den Brucheigenschaften, den Spaltungseigenschaften und Flächengebildemechanismus des Diamanten darüber hinaus vorgewählt werden, ist eine große Menge Daten erhalten worden, sind verschiedene Theorien gebildet worden, und ein wissenschaftlicheres und profunderes Verständnis des Diamanten ist gewonnen worden. Die Entwicklungseigenschaften der Diamantschneidwerkzeugtechnologie in diesem Stadium sind, wie folgt: während Diamantschneidwerkzeug auf den Nationalverteidigungs-, High-Techen und anderemgebieten angewendet wird, werden eine große Menge Kapitalien investiert, und innovative Ausrüstung, Instrumente und die spätesten wissenschaftlichen Methoden werden in der Forschung angewendet und machen einen Sprung in der Entwicklung.

Die späteste Verfahrenstechnik von natürlichen Diamantwerkzeugen

Ende der achtziger Jahre mikro- Maschinerie, wie ein neues Forschungsfeld sich schnell entwickelte. Der Gebrauch von mechanischer Verarbeitung für die Fertigung von Mikrorobotermikrokomponenten (wie? Für 0.1mm Mikropräzisionsgang, 0.3mm Mikromotor, etc.), der Werkzeugspitzen-Bogenradius von 3 | 5 m wird angefordert, und die Bogenpräzision kann kontrolliert sein und kann eine beträchtliche Länge der Standzeit erreichen.

Von der Analyse von Schneidwerkzeugmaterialien, nur natürlicher Diamant des einzelnen Kristalles kann die oben genannten Bedingungen erfüllen. Gleichzeitig nach fast zehn Jahren schneller Entwicklung, haben die Theorie und die Technologie von Diamantschneidwerkzeugen einen Erfahrungsschatz angesammelt, und sie werden im Allgemeinen mit der Fähigkeit, die Hochpräzisionsschneidwerkzeuge zu entwickeln ausgerüstet, die oben erwähnt werden. Jedoch, gibt es noch einen Abstand zwischen den Anforderungen von den Diamantschneidwerkzeugen, die durch die Bearbeitungstechnologie der vorher erwähnten Ultrapräzision von Diamantschneidwerkzeugen verarbeitet werden und denen von mikro-Bearbeitungswerkzeugen, und modernere Verarbeitungsmethoden müssen weiter entwickelt werden. In den letzten Jahren ist eine Vielzahl von Methoden für reibende Diamantwerkzeuge mit verschiedenen chemischen Mechanismen entwickelt worden.

1. Die thermochemische Methode für den Mechanismus von thermischen chemischen Verfahren: wenn die Temperatur ℃ 800 ist, wenn der Diamant Oberflächenkontakt mit Eisen, die Diamantkristalle herein, zum in der Lage zu sein, sein Gitter von Kohlenstoffatomen, Verbreitung zum Eisen im Kristallgitter loszuwerden. Unter Verwendung des thermischen chemischen Verfahrens des Reibens ist Prozess: die Eisenschleifscheibe in der Wasserstoffatmosphäre, die zu ℃ 800 erhitzt wird, der Diamant in Verbindung mit der Schleifscheibe und das relative Schieben, Diamantgitter von Kohlenstoffatomen verbreiten zum Eisen im Kristallgitter, erzielen den Zweck des Reibens des Diamanten; Die Kohlenstoffatome, die das Eisengitter kommen, reagieren mit Wasserstoff zum Formmethan, das in die Luft durch Luftzug freigegeben wird. Unter Verwendung der thermochemischen Methode ist die reibende Geschwindigkeit 40 | 2000 Atomschichten pro Sekunde.

2. Das Vakuumplasma, das chemisch ist zuerst unter Verwendung der körperlichen Bedampfenmethode des Vakuumplasmas auf der Schleifscheibeoberfläche, die eine Schicht feines gekörntes Siliziumoxid überzieht, und aktivieren die dann Oberfläche des Diamanten im Hochvakuum, gleichzeitig in Kontakt mit der Rotation der Schleifscheibe, Diamantoberfläche im Aktivierungszustand von Kohlenstoffatomen polierend reagiert mit dem Silikon auf der Schleifscheibe, Reiben der Rautenformation; Das resultierende Kohlenmonoxid oder das Kohlendioxyd wird aus der Reaktionskammer heraus gepumpt. Die Reaktionsgeschwindigkeit dieser Methode ist 1 | 3000 m3/s (ungefähr 0,25 | 750 Atomschichten pro Sekunde).

3. Nicht-zerstörende mechanische chemische Poliermethode: ein bestimmter Betrag feines Diamantpulver und sogar feineres (das Nanometer waagerecht ausgerichtet) Silikonpulver wurden in NaOH-Lösung hinzugefügt, und das Silikonpulver mit starker negativer elektrostatischer Kraft würde auf einem einzelnen Diamantpartikel adsorbiert, der, um Diamantschleifpulver mit Silikonaufnahmeschicht zu bilden viel größer als er ist, und dann war es auf der porösen Roheisenschleifscheibe überzogen. Während des Reibens des Diamanten, verhindert das Silikonpulver, das auf dem Diamantschleifpulver einerseits adsorbiert wird, die direkte Auswirkung des Diamantpulvers auf die Oberfläche des verarbeiteten Diamanten und schützt die Oberfläche des verarbeiteten Diamanten vor tiefem Schaden; andererseits reagiert es mit der Oberfläche des verarbeiteten Diamanten und entfernt die Reaktionsschicht durch schwache reibende Aktion. Die reibende Geschwindigkeit dieser Methode ist, nur 1 Atomschicht pro Minute sehr niedrig.