ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА НИЗКОСОРТНЫХ АЛМАЗОВ
Для устранения различных дефектов в технических алмазах и для улучшения их качества производится предварительная обработка алмазов.
Низкосортные алмазы дробят на различных установках с целью раскалывания их по трещинам и дефектным местам и одновременно придают полученным обломкам изометрическую форму. Алмазы, дробленные механическим способом, используют для армирования буровых коронок, изготовления шлифовальных порошков и микропорошков.
Овализация низкосортных алмазов производится на специальных установках с целью придания алмазам округленной формы, а также для разрушения слабых трещиноватых кристаллов с дефектами. Овализация алмазов осуществляется в специальных установках, в камере которых алмазам придается вращательное движение. В процессе вращения алмазы ударяются друг о друга и стенки камеры, истираются, раскалываются и приобретают овальную форму. Прочность овали- зованных алмазов намного больше прочности необработанных алмазов.
Полирование алмазов производится с целью обеспечения визуального просмотра кристаллов алмазов для отбраковки дефектных зерен, а также для уменьшения сил трения алмазов в коронке о разрушаемую породу. Уменьшение силы трения повышает механическую скорость бурения и снижает износ алмазов.
Полирование алмазов осуществляется двумя способами: механическим и химическим.
Механический способ полирования алмазов заключается в обработке овализованных зерен водной суспензией микропорошков алмаза с размером зерен от 1 до 40 мкм. При обработке алмазам придается сложное планетарное движение для ускорения процесса полирования. Их помещают в металлические стаканы с суспензией. Алмазные зерна в стакане прижимаются центробежной силой к стенкам стаканов и за счет трения друг о друга и о стенки стаканов, а также в результате взаимодействия с суспензией истираются и полируются Время обработки алмазов — около 10 ч. Безвозвратные потери составляют примерно 2 %, а выход полированного сырья — 83 %.
При химическом способе алмазы обрабатываются в расплаве щелочей с бурой при воздействии высокой температу
ры. При этом в первую очередь растворяются тонкие, выступающие части алмаза, в результате чего образуется гладкая поверхность зерен. Величина безвозвратных потерь при химической полировке может достигать 20-30 % и более.
Термическая обработка алмазов позволяет снимать внутренние напряжения в кристаллах и таким образом повышать их прочностные свойства. Опытные работы показывают, что прочность термически обработанных алмазов при статическом одноосном сжатии может повышаться на 20-40 %. Режим термической обработки заключается в нагреве алмазов до 920-940 °С с последующим медленным охлаждением.
Металлизация алмазного сырья применяется с целью покрытия поверхности кристаллов тонким (в несколько микронов) слоем тугоплавкого металла, имеющего высокую адгезию к алмазу. В этом случае повышается связь зерен алмазов с материалом матрицы и увеличивается прочность алмазных коронок. Металлизация позволяет также заполнить трещины и микротрещины в алмазах металлом, что также повышает их механические свойства. Опытные работы показали, что прочность при статическом одноосном сжатии металлизованных алмазов с толщиной пленки металла от 5 до 10 мкм повышается на 15 %. При этом стойкость коронок армированных ме- таллизованными алмазами, возрастает на 15-20 %.