DE856874C - Verfahren zur Erzeugung von Loechern in Diamanten u. dgl., insbesondere zur Herstellung von Ziehsteinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von Löchern in Diamanten u. dgl., insbesondere zur Herstellung von Ziehsteinen Zur Erzeugung von Löchern in Diamanten und ähnlichen harten, schwer bearbeitbaren Isolierkörpern hat man schon verschiedentlich zur Unterstützung des mechanischen Bohrprozesses und auch als Ersatz desselben elektrische Entladungen zu Hilfe genommen, wobei zwischen einer meist nadelförmigenElektrode und dem gegebenenfalls in einer leitendenFlüssigkeit untergebrachten, an dieGegenspannung angeschlossenen Diamanten eine Funkenentladung herbeigeführt wird, die die Diamantoberfläche fortschreitend abträgt. Man hat auf diese Weise auch schon Ziehsteine hergestellt, indem man diese Oberflächenabtragung bis zur Erreichung der Gegenseite des Diamanten fortgeführt.hat.
• Eingehende Versuche haben, und das ist der Gegenstand dieser Erfindung, gezeigt, daß eine wesentliche Beschleunigung und Verbilligung der Locherzeugung unter Zuhilfenahme einer den Stein durchschlagenden elektrischen Entladung erreicht werden kann. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der Diamant zunächst an der zu durchschlagenden Stelle auf einer oder beiden Seiten zur Verringerung der Durchschlagstrecke so weit ab-,getragen bzw. vorgebohrt, daß die elektrisch zu durchschlagende Diamantdicke weniger als ioo/t beträgt, worauf mittels Hochfrequenz- oder Gleichstromfunkenentladung ein feines Loch erzeugt und dieses mittels weiterer Funken- bzw. Lichtbogenentladungen aufgeweitet bzw. begradigt wird.
• Bei der Durchführung des neuenVerfahrens wird beispielsweise auf jeder Seite der Durchschlagstelle eine scharf zugespitzte, zweckmäßig aus Stahl bestehende Nadelelektrode auf den zudurchschlagen- (len Diamantsteg aufgesetzt, wobei darauf zu achten ist, daß beide Nadelelektroden genau axial stehen. Gute Ergebnisse werden auch erzielt, wenn auf einer Seite des zu durchschlagenden Steges der 1)iarnant oder die Diamantvorbohrung mit einem leitenden Belag, z. B. einem Graphitbelag, überzogen wird, so daß der die kürzeste Strecke bevorzugende elektrische Funke ohne weiteres zu einem axialen Durchschlag führt.
• Besonders niedrige Durchschlagspannungen er-1.Teben sich, wenn die Durchschlagspannungsfestigkeit des Diamanten durch entsprechende Erwärmung, beispielsweise durch eine Erhitzung des Diamanten auf 6oo', herabgesetzt wird.
• Meist empfiehlt es sich, zuerst nur für den Bruchteil einer Sekunde einen äußerst stromschwachen Ilochfrecluenzdurchschlag herbeizuführen, wobei ein beispielsweise nur i y dicker, schwarzer Faden entsteht, der eine erhebliche, fast metallische Leitfähi gke 1 t aufweist und vermutlich auf einer Verkohlung oderGraphitierungdesDiamantstoffes oder auf einer Einwanderung des Elektrodenmaterials beruht. Nach dem Durchschlagen des Diamanten wird dann dieser feine, schwarze Faden etwa mittels weiterer Hochfrequenzeatladung oder mittels Gleichstromentladung geräumt, wobei die verkohlte oder graphitierte oder metallisierte Seele anscheiriend zur Verdampfung kommt und ein feines Losch entsteht. Bei diesem Räumen wird beispielsweise ein Kondensator von o,5 pF, der auf 6oo V aufgeladen wird, benutzt, dessen Stoßentladungen #.#inen Lochdurchmesser von beispielsweise 30 IÄ erben. -Xleist ist es zweckmäßig, die Wattleistungen der Stoßentladungen um so höher zu wählen, je größer der erstrebte Lochdurchmesser ist. Für sehr feine Löcher kann mit Kondensatoren von beispielsweise nur einigen tausend pF gearbeitet werden.
• Um die erforderliche Geradlinigkeit des Stromclurchschlages mit Sicherheit zu gewährleisten, empfiehlt es sich ferner, den zu durchschlagenden Diamantsteg durch entsprechend weitgeführte Vorbohrungen um so weiter zu verringern, je kleiner der erstrebte Lochldurchrnesser ist. Meist wird die Stegdicke nur etwa doppelt so groß gewählt wie der erstrebte fertige Lochdurchmesser, wobei man aber zweckmäßig nicht unter eine Mindeststegdicke von etwa 30 y heruntergeht.
• Durch weitere, gegebenenfalls entsprechend stromstärkere und wiederholte Funkünentladungen durch den erzielten, feinen Lochkanal hindurch läßt sich ohne Schwierigkeit die gewünschte Durchmesservergrößerung sowie auch Begradigung des etwa nicht ganz geradlinig verlaufenden Durchschlagloches erreichen.
• Eine solche Lochaufweitung oder Begradigung läßt sich aber auch mittels verhältnismäßig schwacher Funkenentladungen und seitlicher Verschiebung des Ziehsteines oder der etwa durch zwei nicht auf dem Diamanten aufsitzende Nadelelektroden gebildeten Funkenstrecke erzielen.
• Die zweckmäßigste Höhe der zum Durchschlagen des Diamanten oder zum Aufweiten oder Begradigen des erzielten Loches erforderlichen Spannung und Frequenz sowie die Dauer (ler Entladung Und die zweckmäßigste Stellung des Diamanten hinsichtlich seines Kristallgitterverlaufes lassen sich jeweils durch Versuche. ohne Schwierigkeit ermitteln.
• Als Flüssigkeit hoher Durchschlagfestigkeit zur Verhinderung eines besonders bei dickeren Durchschlagstegen zu befürchtenden elektrischen Überschlages längs der Diamantoberfläche hat sich besonders Petroleum oder Olivenöl als geeignet erwiesen.
• Das Fertigpoliereii eines mittels Funkendurchbchlages durchlochten Ziehsteines sowie auch das Aufpolieren von bereits durch den Ziehvorgang abgenutzten Ziehsteinen läßt sich wesentlich beschleunigen, wenn zwischen der Polieriiadel und den zu polierenden Lochoberflächen während des -Polierprozesses ein elektrischer Stroinfluß hergestellt wird, der zu einer Erhitzung der abzutragenden Diamantoberflächen führt. Zu diesem Zweck kann in das zu polierende Bohrloch eine geeignete, elektrisch leitende Hilfssubstanz eingeführt werden oder aber der ganze Diamant oder mindestens die zu polierende Lochoberfläche init einer stromleitenden, festen Schicht überzogen und diese mit einem Stromatischluß versehen sein. Durch diese Überzugsschicht hindurch wird dann beim Polierprozeß ein elektrischer Strom geführt, der durch Widerstandserhitzung, gegebenenfalls aber auch durch Bildung winziger Funken- oder Glimmentladungen, eine erheblicheErhitzung der zu polierenden Lochflächen bewirkt.

Claims (2)

1. PATEN T ANS Pil Ü C 11 E: i. Verfahren zur Erzeugung von Löchern in Diamanten und ähnlichen harten, nicht stromleitenden Körpern, insbesondere zur Herstellung von Ziehsteinen, unter Zuhilfenahme einer elektrischen Entladung, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamant an der zu durchschlagenden Stelle zunächst auf einer oder beiden Seiten zur Verringerung der Durchschlagstrecke so weit abgetragen bzw. vorgebohrt wird, daß die elektrisch zu durchschlagende Diamantdicke weniger als ioo li beträgt, worauf mittels Hochfrequenz- oder Gleichstromfunkenentladung ein feines Loch erzeugt und dieses mittels weiterer Funken- bzw. Lichtbogenentladungen aufgeweitet bzw. begradigt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf den nach dem Vorbohren verbleibenden, zu durchschlagenden Diamantsteg auf einer Seite eine -Nadelelektrode aufgesetzt wird, während seine andere Seite mit einem leitenden Belag überzogen wird, worauf die Durchschlagspannung an die NTadelelektrode und den leitenden Belag gelegt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamant so weit vorgebohrt bzw. abgetragen wird, daß die verbleibende, zu durchschlagende Stegdicke nur etwa doppelt so groß ist wie der erstrebte fertige Lochdurchmesser. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochaufweitung oder Begradigung mittels relativer seitlicher VerschiebungdesZiehsteines gegenüberdenFunkeiistrccken,clektrod,en erzeugt wird. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamant zur Herabsetzung seiner Durchschlagspannung erwärmt, beispielsweise auf 6oo' erhitzt wird. 6. Verfahren zum Polieren eines vorzugsweise nach Anspruch i bis 5 erzeugten Diamantloches bzw. zum Aufpolieren einer bereits durch den Ziehprozeß abgenutzten Ziehsteinbohrung mittels einer die Bohrlochform bestimmenden Poliernadel, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Poliernadel und den abzupollerenden Bohrlochflächen , eine stromleitende Hilfssubstanz eingeführt und beim Polierprozeß zwischen der Poliernadel und dem Diamanten ein elektrischer Strom geführt wird, der zu einer Erhitzung der zu polierenden Flächen führt und dadurch den Polierprozeß beschleunigt. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamant zumindest an seinen zu polierenden Bohrlochoberflächen mit einer stromleitenden, festen überzugsschicht überzogen und beim Polierprozeß zwischen der Poliernadel und dieser mit einem elektrischen Anschluß versehenen Überzugsschicht ein durch Hitzeentwicklung den Polierprozeß beschleutligender Strornübergang herbeigeführt wird.