RU2483854C2 - Способ механической обработки алмаза и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ механической обработки алмаза и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2483854C2
RU2483854C2 RU2010122960/02A RU2010122960A RU2483854C2 RU 2483854 C2 RU2483854 C2 RU 2483854C2 RU 2010122960/02 A RU2010122960/02 A RU 2010122960/02A RU 2010122960 A RU2010122960 A RU 2010122960A RU 2483854 C2 RU2483854 C2 RU 2483854C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diamond
mechanical part
small crystalline
diamonds
crystalline diamonds
Prior art date
Application number
RU2010122960/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010122960A (ru
Inventor
Пшемыслав ГОГОЛЕВСКИ
ГУТЕМ Гий ВАН
Original Assignee
Ветенсхаппелейк Эн Технис Ондерзуксентрум Вор Диамант, Инрихтинг Эркенд Бей Тупассинг Ван Де Беслёйтвет Ван 30 Януари 1947
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ветенсхаппелейк Эн Технис Ондерзуксентрум Вор Диамант, Инрихтинг Эркенд Бей Тупассинг Ван Де Беслёйтвет Ван 30 Януари 1947 filed Critical Ветенсхаппелейк Эн Технис Ондерзуксентрум Вор Диамант, Инрихтинг Эркенд Бей Тупассинг Ван Де Беслёйтвет Ван 30 Януари 1947
Publication of RU2010122960A publication Critical patent/RU2010122960A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2483854C2 publication Critical patent/RU2483854C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/16—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of diamonds; of jewels or the like; Diamond grinders' dops; Dop holders or tongs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Adornments (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к области алмазно-абразивной обработки и могут быть использованы при механической обработке алмаза. Обработку поверхности алмаза осуществляют механической деталью, которая движется относительно алмаза. Между поверхностями механической детали и алмаза располагают несвязанные мелкие кристаллические алмазы с возможностью их качения по обрабатываемой поверхности. Создают контакт механической детали с поверхностью алмаза через мелкие кристаллические алмазы на контактной длине, на которой они катятся по поверхности алмаза в соответствии с направлением относительного движения механической детали. Несвязанные кристаллические алмазы, вдавливаясь в обрабатываемую поверхность, образуют на ней микроскопические трещины и обеспечивают ее постепенное истирание. В результате повышается производительность съема материала вне зависимости от ориентации кристаллической структуры обрабатываемого алмаза. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение касается способа и устройства для механической обработки поверхности алмаза.
В соответствии с известным уровнем техники, алмаз механически обрабатывается различными способами, такими как, например, раскалывание, распиливание, резание и шлифование.
Во всех этих известных способах механической обработки используются такие инструменты, как диск или пильное полотно с прикрепленными алмазами или мелкими кристаллическими алмазами, которые подводятся или прижимаются над поверхностью алмаза, подлежащего обработке указанными инструментами.
При традиционной огранке и шлифовке алмазов на вращающийся чугунный диск/гранильный круг подается абразивный порошок из несвязанных мелких кристаллических алмазов вместе с маслом. Несвязанные мелкие кристаллические алмазы механически внедряются в поры чугуна, в результате чего они связываются и внедряются в поверхность алмаза, подлежащего обработке.
Документы EP 0354775 A, GB 2255923 A и US 4484418 A описывают чугунный диск/гранильный круг, на котором связаны мелкие кристаллические алмазы для шлифования алмазов традиционным способом.
Этот традиционный способ обработки сопоставим с притиркой механических деталей, где, например, абразивный порошок подается на вращающийся чугунный диск с некоторым количеством масла и механически фиксируется в порах чугуна.
Кроме того факта, что алмаз чрезвычайно трудно поддается обработке, эффективность известных операций механической обработки сильно зависит от ориентации кристаллической структуры алмаза по отношению к направлению обработки.
Некоторые операции обработки не допускаются в определенных направлениях, а другие операции каждый раз требуют подходящего направления обработки, подлежащего определению экспериментальным путем. Это ограничивает и усложняет операцию обработки и оказывает влияние на время выполнения операции и требования к применяемому оборудованию и инструментам.
Таким образом, при шлифовании алмаза производительность съема материала с алмаза, подлежащего обработке, будет сильно зависеть от ориентации направления обработки относительно ориентации кристалла. Кроме того, механическая обработка поликристаллического алмаза, в котором кристаллы имеют различные ориентации, чрезвычайно трудна.
Изобретение направлено на устранение этих недостатков за счет способа механической обработки алмаза, в котором обработка почти не зависит от направления обработки относительно ориентации кристалла и в котором нет дополнительных ограничений, связанных с происхождением (например, алмаз природный, выращенный при высоком давлении и высокой температуре или химически осажденный из газовой фазы), областью применения (например, драгоценный камень, промышленный алмаз или алмаз для применения в электронике), внешней геометрией или качеством (например, монокристаллический или поликристаллический алмаз) алмаза, подлежащего обработке.
С этой целью между механической деталью и поверхностью алмаза располагаются несвязанные кристаллические алмазы, в результате чего они перемещаются относительно механической детали и поверхности алмаза по указанной поверхности. Механическая деталь, таким образом, создает механический контакт с поверхностью алмаза через мелкие кристаллические алмазы. Указанный механический контакт имеет длину контакта, на которой мелкие кристаллические алмазы катятся по поверхности алмаза в соответствии с основным направлением относительного движения механической детали относительно поверхности алмаза. Таким образом, мелкие кристаллические алмазы, с помощью механической детали, при качении вдавливаются в поверхность алмаза, создавая, таким образом, микроскопические трещины в поверхности, в результате чего последняя постепенно истирается.
На практике, мелкие кристаллические алмазы находятся в потоке, который протекает между алмазом и механической деталью.
Мелкие кристаллические алмазы движутся между механической деталью и поверхностью алмаза по длине контакта, которая составляет трехкратный, а предпочтительно, тридцатикратный размер мелких кристаллических алмазов.
Мелкие кристаллические алмазы предпочтительно имеют неправильную форму со средним диаметром между 1 мкм и 100 мкм.
Изобретение также касается устройства для обработки поверхности алмаза по способу изобретения, в котором механическая деталь имеет контактную поверхность, на которой в текучей среде присутствуют несвязанные мелкие кристаллические алмазы, которые могут катиться на этой поверхности, когда механическая деталь движется относительно алмаза, подлежащего обработке, с которым контактируют несвязанные мелкие кристаллические алмазы.
Механическая деталь может, например, быть выполнена в виде чугунного или пластикового диска, который частично или полностью вращается в водной/масляной эмульсии с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами.
Другие подробности и преимущества изобретения станут понятны из последующего описания практического варианта воплощения способа и устройства по изобретению; это описание приведено исключительно в качестве примера и не ограничивает объем заявленного изобретения; ссылочные позиции, используемые далее, относятся к прилагаемым чертежам.
Фиг.1 является схематичным видом устройства в соответствии с уровнем техники, где неподвижные мелкие кристаллические алмазы зафиксированы в механической детали.
Фиг.2 является схематичным видом устройства по изобретению, где мелкие кристаллические алмазы катятся по поверхности алмаза и вдавливаются в указанную поверхность с помощью механической детали.
Фиг.3 является схематичным видом практической реализации устройства по изобретению, где механическая деталь выполнена в виде диска, вращающегося с мелкими кристаллическими алмазами в текучей среде.
Фиг. с 4a по 4c являются серией схематических видов других возможных реализаций устройств, которые не работают в соответствии со способом изобретения или, по меньшей мере, работают не оптимально.
Фиг. с 4d no 4h являются серией схематических видов других возможных дополнительных реализаций устройств, которые работают в соответствии со способом по изобретению.
Фиг.5 является увеличением в 40000 раз поверхности обрабатываемого алмаза в соответствии с уровнем техники, где применяются мелкие кристаллические алмазы, связанные с механической деталью.
Фиг.6 является тысячекратным увеличением предварительно отшлифованной поверхности алмаза, который был обработан по способу изобретения и где была использована низкая концентрация мелких кристаллических алмазов.
Фиг.7 иллюстрирует детали по фиг.6 с увеличением в 40000 раз поверхности обработанного алмаза.
Фиг.8 является увеличением в 40000 раз поверхности алмаза, который был обработан по способу в соответствии с изобретением и где была использована высокая концентрация мелких кристаллических алмазов.
На различных фигурах идентичным или аналогичным элементам присвоены одни и те же ссылочные позиции.
В существующих способах механической обработки алмазов, как, например, представлено на фиг.1, применяются либо мелкие кристаллические алмазы, которые закреплены в механической детали 4, такой как вращающийся диск, либо предпринимаются меры к связыванию свободных мелких кристаллических алмазов настолько эффективно, насколько возможно.
В противоположность этому, способ по изобретению, как схематично представлено на фиг.2, использует мелкие кристаллические алмазы 2, которые не закреплены в твердой опоре, а переносятся текучей средой 10, такой как жидкость или газ. В данном способе необходимо наличие свободных, несвязанных мелких кристаллических алмазов 2.
В соответствии с возможным практическим вариантом воплощения способа по изобретению, как представлено на фиг.3, алмаз 1 подается к механической детали 3 в направлении А для обеспечения механического контакта с ней в определенной зоне через мелкие кристаллические алмазы 2, которые расположены между алмазом 1 и деталью 3. Механическая деталь 3 движется относительно алмаза 1 в направлении В. Между алмазом 1, подлежащим обработке, и механической деталью 3, таким образом, расположены мелкие кристаллические алмазы 2.
Благодаря движению В механической детали 3 относительно поверхности 5 алмаза 1, несвязанные мелкие кристаллические алмазы 2 катятся в зоне контакта над механической деталью 3 и между механической деталью 3 и поверхностью 5 алмаза 1. Как следствие, несвязанные мелкие кристаллические алмазы 2 будут двигаться почти свободно по поверхности 5 алмаза 1, преимущественно в направлении движения В механической детали 3 относительно поверхности 5 алмаза 1.
Важно, что механическая деталь 3 создает контакт с поверхностью 5 алмаза 1, подлежащего обработке, через мелкие кристаллические алмазы 2 и что этот контакт создается на определенной контактной длине 8 в соответствии с движением В механической детали 3 относительно поверхности 5 алмаза 1, подлежащего обработке. Контактная длина 8, таким образом, представляет собой участок поверхности 5 алмаза 1, подлежащего обработке, на котором механическая деталь 3 производит контакт с поверхностью 5 алмаза 1, подлежащего обработке, через мелкие кристаллические алмазы 2 в соответствии с направлением движения механической детали 3 относительно поверхности 5 алмаза 1, подлежащего обработке.
Контактная длина 8 почти соответствует расстоянию, на котором твердые мелкие кристаллические алмазы 2 направляются, или катятся между поверхностью 5 алмаза 1, подлежащего обработке, или, другими словами, расстояние, которое мелкие кристаллические алмазы 2 проходят над поверхностью 5 алмаза 1, подлежащего обработке, между механической деталью 3 и поверхностью 5 алмаза 1, подлежащего обработке. Расстояние, которое мелкие кристаллические алмазы 2 проходят над поверхностью механической детали 3, необязательно равно контактной длине 8, но может быть больше контактной длины 8 на поверхности 5 алмаза 1.
Мелкие кристаллические алмазы 2 имеют не совершенную сферическую форму, а неправильную форму с различными размерами, которая постоянно отклоняется от сферы, так что во время качения указанные мелкие кристаллические алмазы 2 имеют контакт как с поверхностью 5 алмаза 1, так и с механической деталью 3 не постоянно.
Движение механической детали 3 передает скорость мелким кристаллическим алмазам 2, в результате чего они будут ударяться о поверхность 5 алмаза 1 во время качения, и/или также выступающие части мелких кристаллических алмазов 2 будут внедряться в поверхность 5 алмаза 1 с помощью механической детали 3. Таким способом в поверхности 5 алмаза 1 создаются микротрещины. Поскольку мелкие кристаллические алмазы 2 не имеют совершенную сферическую форму, во время качения они будут вдавливаться в поверхность 5 алмаза 1 при помощи механической детали 3, в результате чего в поверхности 5 создаются микротрещины, или трещины 6.
В качестве примера, на фиг.6 с тысячекратным увеличением приведена предварительно обработанная поверхность 5 алмаза 1, которая после этого была обработана мелкими кристаллическими алмазами 2 с низкой массовой концентрацией (менее 1% (г/100 мл)). На этой поверхности 5 можно отчетливо увидеть микротрещины 6, которые были произведены катящимися мелкими кристаллическими алмазами 2. Эти трещины 6 в основном продолжаются в направлении движения В между алмазом 1, подлежащим обработке, и механической деталью 3. Кроме того, трещины создаются также и в других направлениях. Подробная микротрещина 6 представлена с увеличением в 40000 раз на фиг.7. В микротрещине 6 виден отломленный фрагмент 2' вдавленного свободного мелкого кристаллического алмаза 2.
За счет поврежденной поверхности 5 с микротрещинами 6, части указанной поверхности 5 отламываются, в результате чего снимается слой материала. Посредством уменьшения расстояния между алмазом 1 и механической деталью 3 во время обработки, мелкие кристаллические алмазы 2 всегда будут вдавливаться в контактную зону, так что материал поверхности 5 алмаза 1 может быть снят слой за слоем. Снятый материал, в свою очередь, может быть использован в качестве новой порции мелких кристаллических алмазов 2.
Фиг.8 представляет увеличение в 40000 раз поверхности 5 алмаза 1, который был обработан с высокой концентрацией свободных мелких кристаллических алмазов 2. Указанная поверхность 5 имеет следы снятых фрагментов алмаза в результате большого количества трещин 6, произведенных катящимися мелкими кристаллическими алмазами 2.
В противоположность связанным мелким кристаллическим алмазам, как в случае, например, шлифовального круга, покрытого алмазами, несвязанные мелкие кристаллические алмазы 2 не движутся по постоянной траектории на поверхности 5 алмаза 1, а более или менее следуют траектории относительного движения механического элемента по отношению к алмазу, в результате которого маленькие трещины 6 будут образовываться в поверхности 5 в произвольных местах.
Характерным признаком использования связанных мелких кристаллических алмазов, такого как при традиционном шлифовании алмазов, является то, что они вызывают появление прямых линий и/или углублений шлифования в поверхности 5 алмаза 1 в соответствии с направлением шлифования, как представлено на фиг.5. Следовательно, направление шлифования четко видимо. Однако в поверхности 5 алмаза 1, который был обработан по способу изобретения, как представлено на фиг.8, направление шлифования более не видно четко.
Поскольку вместо прямых линий и/или углублений от связанных мелких кристаллических алмазов, при способе по изобретению, несвязанными мелкими кристаллическими алмазами 2 образуются маленькие трещины 6, способ более не зависит от ориентации или направления обработки относительно ориентации кристаллической структуры.
Таким образом, особую важность имеет то, что мелкие кристаллические алмазы 2 не прилипают к механической детали 3, как при традиционном шлифовании алмаза или при притирке металла. Мелкие кристаллические алмазы 2, которые, тем не менее, зафиксированы в механической детали 3, более не будут иметь активной роли в обработке, поскольку они более не создают контакт с поверхностью 5 алмаза 1. В результате эти связанные мелкие кристаллические алмазы 2 более не могут обрабатывать поверхность 5 алмаза 1.
На качение мелких кристаллических алмазов 2 между механической деталью 3 и поверхностью 5 алмаза 1, подлежащего обработке, влияют различные параметры. Эти параметры могут быть определены и оптимизированы в зависимости от расположения. Таким образом, на обработку влияют, например, размер зерна мелких кристаллических алмазов 2, шероховатость и материал механической детали 3 и величина скорости механической детали 3 относительно алмаза 1. Например, предпочтительна шероховатость механической детали меньше, чем средний диаметр мелких кристаллических алмазов 2. В качестве поверхности механической детали 3 предпочтительно что-либо эластично деформируемое, в том числе и для ограничения ее износа.
На производительность съема материала и качество получаемой поверхности 5 алмаза 1 может оказывать влияние размер используемых мелких кристаллических алмазов, их геометрия и концентрация в среде 10. Так, производительность съема материала увеличится в случае более высокой концентрации мелких кристаллических алмазов 2. В соответствии с изобретением предпочтительно, чтобы на каждый квадратный миллиметр контактной поверхности между механической деталью 3 и поверхностью 5 алмаза 1 приходился, по меньшей мере, 1, а в частности, 10 несвязанных мелких кристаллических алмазов 2.
В практическом варианте воплощения устройства по изобретению, как представлено на фиг.3, использована механическая деталь 3, выполненная в виде чугунного диска 3, вращающегося в водной/масляной эмульсии 10 со свободными мелкими кристаллическими алмазами 2. Массовая концентрация мелких кристаллических алмазов 2 составляет 23%, или 230 г мелких кристаллических алмазов 2 на литр водной/масляной эмульсии 10. Свободные мелкие кристаллические алмазы имеют диаметр от 4 до 26 мкм и перемещаются вместе с водной/масляной эмульсией 10 вращательным движением В диска 3. Таким образом, мелкие кристаллические алмазы 2 в водной/масляной эмульсии 10 поступают в область между диском 3 и алмазом 1. Окружная скорость Vs диска предпочтительно составляет около 14 м·сек-1. Алмаз 1, подлежащий обработке, закрепляется на опоре, не представленной на фигурах, которая обеспечивает движение подачи А. Поверхность 5 алмаза 1, подлежащего обработке, движется в направлении диска 3. Диск 3 вращается в эмульсии 10 со свободными мелкими кристаллическими алмазами 2, в результате чего указанный диск 3 создает контакт с поверхностью 5 алмаза 1 через мелкие кристаллические алмазы 2. Свободные мелкие кристаллические алмазы 2 перемещаются по поверхности 5 алмаза 1, подлежащего обработке, посредством движения диска 3 относительно алмаза 1. Поскольку эти мелкие кристаллические алмазы 2 не имеют совершенную сферическую форму, при качении они будут производить микротрещины 6 в поверхности 5, подлежащей обработке. В случае значительного количества микротрещин 6, при помощи диска 3 будет получена плоская поверхность на алмазе 1. Это делает возможным образование поверхностей, например, в монокристаллических алмазах, без поиска подходящего направления обработки относительно ориентации кристаллической решетки.
Способ по изобретению имеет дополнительное преимущество в том, что производительность съема материала алмаза, подлежащего обработке, в среднем выше во всех направлениях кристалла, чем при способах традиционной обработки, в том, что механическую деталь легко изготовить с низкими затратами, поскольку она не должна содержать никаких связанных мелких кристаллических алмазов, в том, что относительная скорость механической детали относительно алмаза, подлежащего обработке, может быть гораздо ниже, чем обычные скорости резания известных традиционных способов обработки алмаза, в том, что поликристаллические алмазы, имеющие различные ориентации, могут быть легко обработаны, в том, что количество требуемых степеней свободы для оборудования меньше, поскольку ориентация кристалла алмаза более не имеет значения, в том, что материал кристалла, который был снят с поверхности алмаза, подлежащего обработке, может быть использован в качестве активных мелких кристаллических алмазов в потоке, и в том, что повышение температуры алмаза, подлежащего обработке, гораздо меньше, чем при большинстве существующих способов механической обработки, в результате чего риск повреждений значительно меньше.
Обработка в соответствии с изобретением может быть применена к любому возможному применению обработки алмазов, при котором имеется определенная контактная длина в соответствии с относительным направлением движения между алмазом 1, подлежащим обработке, и механической деталью 3 во время обработки. Фиг. с 4d no 4h, таким образом, схематично представляют некоторые возможные реализации для механической детали 3 и алмаза 1, подлежащего обработке. Контакт между механической деталью 3 и поверхностью 5 алмаза 1 может быть создан по плоской или изогнутой поверхности, по кривой или по прямой линии. На фиг.4d и 4h указанный контакт является линейным контактом, тогда как на фиг.4е, 4f и 4g указанный контакт осуществляется по плоской или изогнутой контактной поверхности.
Как уже описывалось выше, в этих реализациях алмаз 1 был подан к механической детали 3 в направлении подачи А для создания, таким образом, контакта с деталью 3 через мелкие кристаллические алмазы 2. Механическая деталь 3 движется относительно алмаза 1 в направлении В и, в зависимости от технологической операции, алмаз 1 также движется в направлении С. В результате, движение в направлении С также будет определять относительное движение механической детали 3 относительно поверхности 5 алмаза 1.
Если имеется линейный контакт между алмазом 1, подлежащим обработке, и механической деталью 3, перпендикулярный относительному движению, как представлено на фиг.4а, 4b и 4с, способ не является оптимальным или вообще применимым, поскольку свободные мелкие кристаллические алмазы 2 не будут катиться между алмазом 1, подлежащим обработке, и механической деталью 3.
Если в реализациях, представленных на фиг.4a, 4b и 4c, скорость движения в направлении С устанавливается низкой, появляется шанс установить контактную длину 8 в соответствии с относительным направлением движения механической детали 3 относительно поверхности 5 алмаза 1, подлежащего обработке. В этом случае более не существует линейного контакта под прямыми углами к относительному движению. Круговая скорость в направлении С, при которой создается рабочее состояние, дополнительно зависит от размера используемых мелких кристаллических алмазов 2 и концентрации указанных мелких кристаллических алмазов 2 в текучей среде 10.
Такая реализация, как, например, представленная на фиг.4a, не является работоспособной в соответствии с изобретением при скоростях алмаза 1 в направлении С, которые составляют более 0,5 об/мин при следующих ограничивающих условиях: диаметр алмаза 1 составляет до 4,5 мм; механическая деталь выполнена из ПВХ диска, имеющего диаметр 170 мм; окружная скорость указанного диска составляет до 14 м·с-1; диск вращается в водной/масляной эмульсии с массовой концентрацией 20% (г/100 мл) мелких кристаллических алмазов 2; мелкие кристаллические алмазы имеют размеры, составляющие от 4 до 26 мкм. Поясок цилиндрической части алмаза 1 может быть срезан по способу изобретения в варианте по фиг.4а при частоте вращения более 0,5 об/мин, или только с большими трудностями.
Устройство в соответствии с изобретением содержит раму, не представленную на фигурах, на которой закреплена механическая деталь 3. Механическая деталь может иметь форму диска и контактную поверхность, которая может быть выполнена из чугуна или пластика. Предпочтительно, контактная поверхность содержит менее чем один связанный мелкий кристаллический алмаз на мм2. Предпочтительно, это менее чем один мелкий кристаллический алмаз на 10 мм2 или даже менее чем один мелкий кристаллический алмаз на 100 мм2. Мелкие кристаллические алмазы, которые, возможно, оказались связанными с контактной поверхностью, не принимают активного участия в обработке, поскольку не создают прямого контакта с алмазом 1, подлежащим обработке.
Устройство в соответствии с изобретением содержит, предпочтительно на раме, циркуляционную систему для мелких кристаллических алмазов 2, которая пассивно или активно обеспечивает циркуляцию указанных мелких кристаллических алмазов в текучей среде. Пассивная циркуляционная система может состоять, например, из ванны с текучей средой, такой как водная/масляная эмульсия, в которой присутствуют мелкие кристаллические алмазы 2. Несвязанные мелкие кристаллические алмазы 2 захватываются в ванне. Поскольку контактная поверхность механической детали 3 движется частично или полностью в ванне, мелкие кристаллические алмазы 2 переносятся контактной поверхностью. Активная циркуляционная система может состоять, например, из насоса, который производит циркуляцию мелких кристаллических алмазов 2 в текучей среде для переноса их вновь на контактную поверхность. Предпочтительно, циркуляционная система позволяет, например, захватывать мелкие кристаллические алмазы 2, которые покидают контактную поверхность, и переносить их обратно на контактную поверхность. Кроме того, устройство также содержит крепежную систему, которая связана с рамой, для фиксации алмаза, подлежащего обработке, таким образом, что он может двигаться в желаемом положении относительно механической детали 3. Предпочтительно, крепежное устройство позволяет подвергать алмаз линейному и/или вращательному движению относительно контактной поверхности механической детали 3. Крепежное устройство может быть прикреплено к раме крепежными элементами, которые допускают такое движение.
Изобретение не ограничено описанными выше примерами способа и устройств, представленных на сопровождающих фигурах.
Механическая деталь может быть выполнена в виде пластикового диска, изготовленного, например, из ПВХ или модифицированного полиэтиленоксида. Таким образом, механическая деталь 3 может быть частично покрыта связанными алмазами или мелкими кристаллическими алмазами 2, которые не имеют активной роли в процессе обработки.

Claims (24)

1. Способ обработки поверхности (5) алмаза (1) механической деталью (3), которая движется относительно поверхности (5) алмаза (1), отличающийся тем, что
между механической деталью (3) и поверхностью (5) алмаза (1) располагают несвязанные мелкие кристаллические алмазы (2),
сообщают посредством механической детали (3) мелким кристаллическим алмазам (2) качение по поверхности (5) алмаза (1) так, что мелкие кристаллические алмазы (2) движутся относительно механической детали (3) и поверхности (5) алмаза (1),
создают механический контакт между механической деталью (3) и поверхностью (5) алмаза (1) посредством мелких кристаллических алмазов (2) на контактной длине (8), на которой мелкие кристаллические алмазы (2) катятся на поверхности (5) алмаза (1), в основном в направлении относительного движения механической детали (3) относительно поверхности (5) алмаза (1), и
образуют в поверхности (5) алмаза (1) микротрещины (6) путем вдавливания мелких кристаллических алмазов (2) в поверхность (5) алмаза (1) при качении посредством механической детали (3) с обеспечением постепенного истирания поверхности (5).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что несвязанные мелкие кристаллические алмазы (2) добавляют в текучую среду (10), которая находится между поверхностью (5) алмаза (1) и механической деталью (3).
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что мелкие кристаллические алмазы (2) перемещают между механической деталью (3) и поверхностью (5) алмаза (1) на контактной длине (8), которая составляет по меньшей мере трехкратный, предпочтительно тридцатикратный, размер (9) мелких кристаллических алмазов (2).
4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что мелкие кристаллические алмазы (2) имеют произвольную форму с размером зерна от 1 до 100 мкм.
5. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что механическая деталь (3) движется относительно поверхности (5) алмаза (1) со скоростью, которая ниже чем 40 м/с.
6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что механическая деталь (3) частично покрыта связанными алмазами или мелкими кристаллическими алмазами, которые не создают прямого контакта с поверхностью (5) алмаза (1) и не имеют активной роли в процессе обработки.
7. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что механическая деталь (3) выполнена в виде чугунного или пластикового диска.
8. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что механическая деталь вращается, по меньшей мере, частично в водной/масляной эмульсии (10) с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2).
9. Способ по п.3, отличающийся тем, что мелкие кристаллические алмазы (2) имеют произвольную форму с размером зерна от 1 до 100 мкм.
10. Способ по п.3, отличающийся тем, что механическая деталь (3) движется относительно поверхности (5) алмаза (1) со скоростью, которая ниже чем 40 м/с.
11. Способ по п.3, отличающийся тем, что механическая деталь (3) частично покрыта связанными алмазами или мелкими кристаллическими алмазами, которые не создают прямого контакта с поверхностью (5) алмаза (1) и не имеют активной роли в процессе обработки.
12. Способ по п.3, отличающийся тем, что механическая деталь (3) выполнена в виде чугунного или пластикового диска.
13. Способ по п.3, отличающийся тем, что механическая деталь вращается, по меньшей мере, частично в водной/масляной эмульсии (10) с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2).
14. Способ по п.4, отличающийся тем, что механическая деталь (3) движется относительно поверхности (5) алмаза (1) со скоростью, которая ниже чем 40 м/с.
15. Способ по п.4, отличающийся тем, что механическая деталь (3) частично покрыта связанными алмазами или мелкими кристаллическими алмазами, которые не создают прямого контакта с поверхностью (5) алмаза (1) и не имеют активной роли в процессе обработки.
16. Способ по п.4, отличающийся тем, что механическая деталь (3) выполнена в виде чугунного или пластикового диска.
17. Способ по п.4, отличающийся тем, что механическая деталь вращается, по меньшей мере, частично в водной/масляной эмульсии (10) с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2).
18. Способ по п.5, отличающийся тем, что механическая деталь (3) частично покрыта связанными алмазами или мелкими кристаллическими алмазами, которые не создают прямого контакта с поверхностью (5) алмаза (1) и не имеют активной роли в процессе обработки.
19. Способ по п.5, отличающийся тем, что механическая деталь (3) выполнена в виде чугунного или пластикового диска.
20. Способ по п.5, отличающийся тем, что механическая деталь вращается, по меньшей мере, частично в водной/масляной эмульсии (10) с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2).
21. Способ по п.6, отличающийся тем, что механическая деталь (3) выполнена в виде чугунного или пластикового диска.
22. Способ по п.6, отличающийся тем, что механическая деталь вращается, по меньшей мере, частично в водной/масляной эмульсии (10) с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2).
23. Способ по п.7, отличающийся тем, что механическая деталь вращается, по меньшей мере, частично в водной/масляной эмульсии (10) с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2).
24. Устройство для обработки поверхности (5) алмаза (1) механической деталью (3) в соответствии со способом по любому из пп.1-8, содержащее мелкие кристаллические алмазы (2) и раму с механической деталью (3), при этом:
механическая деталь (3) выполнена с возможностью перемещения относительно рамы с обеспечением контакта поверхности (5) алмаза (1) с мелкими кристаллическими алмазами (2),
механическая деталь (3) выполнена с контактной поверхностью, на которой в текучей среде присутствуют несвязанные мелкие кристаллические алмазы (2) и по которой они перекатываются при перемещении механической детали (3) относительно поверхности обрабатываемого алмаза, причем алмаз контактирует с указанными несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2),
устройство снабжено соединенной с рамой крепежной системой для фиксации алмаза (1) и обеспечения движения алмаза с поверхностью (5), подлежащей обработке, в направлении к механической детали для создания контакта с несвязанными мелкими кристаллическими алмазами (2), которые присутствуют в текучей среде на контактной поверхности механической детали (3),
устройство снабжено установленной на раме циркуляционной системой для переноса несвязанных мелких кристаллических алмазов в текучей среде (10) на контактную поверхность механической детали (3).
RU2010122960/02A 2007-11-05 2008-11-05 Способ механической обработки алмаза и устройство для его осуществления RU2483854C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2007/0536A BE1017837A3 (nl) 2007-11-05 2007-11-05 Werkwijze en inrichting voor het mechanisch bewerken van diamant.
BEBE2007/0536 2007-11-05
PCT/BE2008/000089 WO2009059384A1 (en) 2007-11-05 2008-11-05 Method and device for mechanically processing diamond

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010122960A RU2010122960A (ru) 2011-12-20
RU2483854C2 true RU2483854C2 (ru) 2013-06-10

Family

ID=39522032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010122960/02A RU2483854C2 (ru) 2007-11-05 2008-11-05 Способ механической обработки алмаза и устройство для его осуществления

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8591288B2 (ru)
EP (1) EP2219821B1 (ru)
JP (1) JP5575653B2 (ru)
KR (1) KR101562949B1 (ru)
CN (1) CN101848791B (ru)
BE (1) BE1017837A3 (ru)
CA (1) CA2706285C (ru)
HK (1) HK1144800A1 (ru)
IL (1) IL205497A (ru)
RU (1) RU2483854C2 (ru)
WO (1) WO2009059384A1 (ru)
ZA (1) ZA201003714B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201307480D0 (en) * 2013-04-25 2013-06-12 Element Six Ltd Post-synthesis processing of diamond and related super-hard materials
US9463548B2 (en) * 2015-03-05 2016-10-11 Hamilton Sundstrand Corporation Method and system for finishing component using abrasive media
JP6488775B2 (ja) * 2015-03-09 2019-03-27 東洋製罐グループホールディングス株式会社 ダイヤモンド表面の研磨方法およびそれを実施する装置
JPWO2017026031A1 (ja) * 2015-08-10 2018-06-07 株式会社ナノ炭素研究所 球形ダイヤモンドおよびその製造方法
CN108838800B (zh) * 2018-06-28 2023-09-29 广州智柏钻石有限公司 钻石承托索套、磨面角度获取方法及钻石加工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4484418A (en) * 1981-06-05 1984-11-27 Yeda Research & Development Company, Ltd. Lap for the polishing of gemstones
EP0354775A2 (en) * 1988-08-10 1990-02-14 De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited Diamond tool
GB2255923A (en) * 1991-05-23 1992-11-25 De Beers Ind Diamond Scaife for diamond cutting or polishing
RU2065358C1 (ru) * 1993-05-18 1996-08-20 Индивидуальное частное предприятие "Эльф" Способ обработки драгоценных камней
RU2234415C2 (ru) * 2002-04-01 2004-08-20 Смоленское государственное унитарное предприятие "ПО "Кристалл" Способ обточки сверхтвердых материалов

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB799498A (en) * 1954-09-04 1958-08-06 Humberto Fernandez Moran Improvements in or relating to a method of polishing a cutting edge of a diamond for a cutting tool
US3527198A (en) * 1966-03-26 1970-09-08 Tokyo Shibaura Electric Co Method and apparatus for working diamonds by means of laser light beam
JPS5969257A (ja) 1982-10-06 1984-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 脆性材料の研磨装置
IL90589A (en) * 1988-06-16 1994-06-24 De Beers Ind Diamond Diamond device
IL102246A (en) * 1991-07-03 1996-08-04 De Beers Ind Diamond Device for holding gems
JPH09248757A (ja) 1996-03-12 1997-09-22 Nikon Corp 研磨方法
JPH1034514A (ja) 1996-07-24 1998-02-10 Sanshin:Kk 表面研磨加工方法及びその装置
US5664990A (en) * 1996-07-29 1997-09-09 Integrated Process Equipment Corp. Slurry recycling in CMP apparatus
JPH10296610A (ja) * 1997-04-28 1998-11-10 Sony Corp 研磨方法
JP3962695B2 (ja) * 2003-02-13 2007-08-22 東京真珠株式会社 ダイアモンドのカッティング方法及びそれにより得られたダイアモンド
US20060026991A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-09 Naotake Shuto Method for cutting diamond and diamond proportion
CN100369713C (zh) * 2005-04-11 2008-02-20 广东工业大学 一种化学机械法金刚石膜抛光装置及其抛光方法
CN100528480C (zh) * 2006-05-31 2009-08-19 天津晶岭微电子材料有限公司 蓝宝石衬底材料高去除速率的控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4484418A (en) * 1981-06-05 1984-11-27 Yeda Research & Development Company, Ltd. Lap for the polishing of gemstones
EP0354775A2 (en) * 1988-08-10 1990-02-14 De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited Diamond tool
GB2255923A (en) * 1991-05-23 1992-11-25 De Beers Ind Diamond Scaife for diamond cutting or polishing
RU2065358C1 (ru) * 1993-05-18 1996-08-20 Индивидуальное частное предприятие "Эльф" Способ обработки драгоценных камней
RU2234415C2 (ru) * 2002-04-01 2004-08-20 Смоленское государственное унитарное предприятие "ПО "Кристалл" Способ обточки сверхтвердых материалов

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201003714B (en) 2011-03-30
EP2219821A1 (en) 2010-08-25
US20100304644A1 (en) 2010-12-02
CN101848791B (zh) 2013-07-31
RU2010122960A (ru) 2011-12-20
EP2219821B1 (en) 2013-01-23
HK1144800A1 (en) 2011-03-11
BE1017837A3 (nl) 2009-08-04
CA2706285A1 (en) 2009-05-14
JP2011502055A (ja) 2011-01-20
JP5575653B2 (ja) 2014-08-20
IL205497A (en) 2013-06-27
KR101562949B1 (ko) 2015-10-23
IL205497A0 (en) 2010-12-30
KR20100112111A (ko) 2010-10-18
CA2706285C (en) 2016-02-23
US8591288B2 (en) 2013-11-26
WO2009059384A1 (en) 2009-05-14
CN101848791A (zh) 2010-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5005319A (en) Knife sharpener
JP4730844B2 (ja) 複数の半導体ウェハを同時に両面研磨する方法および半導体ウェハ
RU2483854C2 (ru) Способ механической обработки алмаза и устройство для его осуществления
EP2879164B1 (en) Dicing device and dicing method
TWI464796B (zh) 雙面拋光半導體晶圓的方法
NZ211348A (en) Knife sharpener: grinding surface has orbital motion
JP6412538B2 (ja) ダイシング装置
US20070049175A1 (en) Diamond tool blade with circular cutting edge
JP2009034812A (ja) 平面両面研磨方法及び平面両面研磨装置
CN105458930B (zh) 一种粗金刚石砂轮的微磨粒出刃尖端修平修齐方法
JPH0224063A (ja) カップ形砥石車
KR20150065722A (ko) 탄성 지석의 드레싱 방법
JP2014205225A (ja) 高硬度脆性材料の研削用砥石
TW201043395A (en) Cutting tool having plurality of cutting tops
KR101697635B1 (ko) 석재 가공장치
JP2008229764A (ja) 回転工具及び加工方法
JPH10180630A (ja) 砥石のドレッシング方法
JP2006123018A (ja) 面取り加工装置
RU2325259C2 (ru) Способ чистовой обработки
RU2164851C1 (ru) Способ шлифования
JPH0624691B2 (ja) 砥石の複合振動によるワーク表面の精密表面研摩加工方法
JPS63500709A (ja) 超強力研摩ホーンを状態調節する方法
Yamaguchi et al. Study on lapping and constant-pressure grinding of single-crystal SiC
RU2237570C1 (ru) Способ очистки засаленных абразивных кругов
SU1764958A1 (ru) Способ абразивно-жидкостной обработки

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200414