С обзиром да се предвиђа да ће глобални нуклеарни капацитет порасти за 35% до 2030. године, потражња запрецизне компоненте од цирконијумарасте. За разлику од конвенционалних метала, ниска топлотна проводљивост цирконијума и висока хемијска реактивност стварају јединствене изазове машинске обраде.
Методологија
1.Припрема материјала
Циркалои-4 шипке (Ø50×300мм, АСТМ Б353 разред Р60804)
Хемијски састав верификован КСРФ спектроскопијом
2.ЦНЦ параметри тестирани
- Машина: Окума МУ-5000В 5-осни са системом за прочишћавање аргоном
- Алати:
Дијамантски{0}}уметци (ДНМА150608) за стругање
Завршне глодалице од пуног карбида са ТиАлЦрН премазом за глодање
Методе расхладне течности:
- Криогена (-196 степени течног азота)
- Минимална количина подмазивања (МКЛ)
- Традиционална емулзија поплава
3.Куалити Метрицс
- Храпавост површине (Ра, Рз)
- Подповршинска микротврдоћа (Вицкерс у интервалима од 50 μм)
- Алфа{0}}дебљина слоја кућишта (металографска анализа)
Дискусија
1. Критичне контроле процеса
- Аргон Схиелдинг: Essential to prevent >400 степени оксидације
- Цхип Бреакинг: Увијен чипс мора бити<15mm to avoid re-welding
- Фиктуринг: Стеге од обојених метала спречавају контаминацију гвожђем
2.Економска разматрања
- Док криогени системи захтевају улагање од 120 хиљада долара+, они смањују:
- Пост{0}}трошкови гравирања за 35%
- Стопе отпада од 8% до<2%
- Време деконтаминације зоне зрачења
Резултати и анализа
1. Поређење квалитета површине
Просечна завршна обрада површине под различитим условима
| Стање | Ра (μм) | Алфа{0}}велика и мала слова (μм) |
|---|---|---|
| Криогенски | 0.32 | 2.1 |
| МКЛ | 0.48 | 3.8 |
| Поплавно хлађење | 0.61 | 5.3 |
2.Тоол Лифе
Дијамантски{0}}уметци су трајали 3,2 пута дуже од карбида када је примењено криогено хлађење (87 у односу на . 27 минута)
Закључак
За цирконијум нуклеарног{0}}округа:
- Криогена ЦНЦ обрада даје врхунски интегритет површине
- Алати са{0}}дијамантским премазом су бољи од карбида по свим показатељима
- Валидација процеса мора укључити металуршку анализу
Будућа истраживања би требало да истраже ултразвучно{0}}потпомогнуто окретање за танке{1}}компоненте.