Hej tamo! Kao dobavljač legura cirkonijuma, iz prve ruke sam video sve detalje u radu sa ovim jedinstvenim materijalima. Legure cirkonijuma su super kul jer imaju neverovatna svojstva kao što su visoka otpornost na koroziju, dobra mehanička čvrstoća i niska apsorpcija neutrona. Ove karakteristike ih čine vrhunskim izborom u industrijama kao što su nuklearna energija, hemijska prerada i vazduhoplovstvo. Ali dozvolite mi da vam kažem, mašinska obrada legura cirkonijuma ima dosta izazova. U ovom blogu ću razložiti te izazove i dati vam bolje razumijevanje šta se dešava kada radimo sa ovim legurama.
Visoka istrošenost alata
Jedna od najvećih glavobolja pri obradi legura cirkonijuma je veliko trošenje alata. Legure cirkonija su prilično čvrste, a njihova visoka čvrstoća i tvrdoća znače da zaista mogu uzeti danak na reznim alatima. Kada sečemo, toplota koja se stvara na interfejsu alat-obradak je intenzivna. Ova visoka temperatura omekšava materijal alata, čineći ga sklonijim habanju. Abrazivna priroda legura cirkonijuma takođe doprinosi problemu. Kako alat seče kroz leguru, tvrde čestice u materijalu se bruse na površini alata, uzrokujući njegovo brzo trošenje.
Da bismo se izborili s tim, moramo koristiti prave alate. Alati od tvrdog metala su popularan izbor jer imaju dobru otpornost na toplinu i tvrdoću. Ali čak i alati od tvrdog metala moraju biti pravilno premazani. Prevlake od titanijum nitrida (TiN), na primjer, mogu pomoći u smanjenju trenja i stvaranja topline, što zauzvrat usporava habanje alata. Takođe moramo paziti na parametre rezanja. Korištenje nižih brzina rezanja i posmaka može smanjiti toplinu i silu na alatu, produžavajući njegov vijek trajanja. Ali to također znači da proces obrade traje duže, što može povećati troškove.
Formiranje i lomljenje čipova
Formiranje strugotine i lomljenje su još jedan niz izazova. Legure cirkonijuma imaju tendenciju da formiraju duge, kontinuirane strugotine tokom obrade. Ove dugačke strugotine mogu biti prava muka jer se mogu zapetljati oko reznog alata ili radnog komada. Kada se to dogodi, može oštetiti alat, izgrebati površinu radnog komada, pa čak i uzrokovati kvar mašine.
Da stvar bude još gora, strugotine od legure cirkonijuma su često veoma oštre i mogu predstavljati bezbednosnu opasnost za operatere. Moramo pronaći načine da razbijemo ove čipove na manje komade. Jedan od načina je korištenje lomaca strugotine na reznim alatima. Razbijači strugotine su dizajnirani da ometaju protok strugotine, uzrokujući njeno lomljenje na kraće segmente. Drugi pristup je podešavanje parametara rezanja. Povećanje brzine pomaka ili korištenje veće dubine rezanja ponekad može pomoći u lomljenju strugotine. Međutim, ova podešavanja moraju biti pažljivo izbalansirana jer također mogu povećati trošenje alata i utjecati na završnu obradu obradaka.
Generacija toplote
Toplina je glavni problem prilikom obrade legura cirkonijuma. Kao što sam ranije spomenuo, visoka čvrstoća i tvrdoća ovih legura znače da je potrebno puno energije za njihovo probijanje. Ova energija se pretvara u toplinu, koja se može brzo nakupiti u zoni rezanja. Visoke temperature mogu dovesti do brojnih problema.
Prvo, kao što sam već rekao, može uzrokovati brzo trošenje alata. Toplota omekšava materijal alata, smanjujući njegovu tvrdoću i učinak rezanja. Drugo, može uzrokovati termičko oštećenje radnog komada. Prekomjerna toplina može promijeniti mikrostrukturu legure cirkonijuma, utičući na njena mehanička svojstva. Također može dovesti do promjene boje i oksidacije površine, što može biti veliki problem, posebno za dijelove koji moraju imati dobru završnu obradu.
Za upravljanje toplinom koristimo rashladna sredstva. Rashladne tečnosti pomažu u rasipanju topline, održavajući zonu rezanja na nižoj temperaturi. Oni također podmazuju sučelje rezanja, smanjujući trenje i habanje. Dostupne su različite vrste rashladnih tečnosti, kao što su rashladna sredstva na bazi vode i rashladna sredstva na bazi ulja. Rashladne tečnosti na bazi vode su ekološki prihvatljivije i imaju dobra svojstva odvođenja toplote, ali možda neće pružiti toliko podmazivanja kao rashladna sredstva na bazi ulja.
Završna obrada
Postizanje dobre površinske obrade dijelova od legure cirkonijuma nije lak zadatak. Izazovi s trošenjem alata, stvaranjem strugotine i stvaranjem topline utječu na kvalitetu površine. Dugi, kontinuirani strugoti mogu ostaviti tragove na površini radnog komada, a visoka toplina može uzrokovati površinske nepravilnosti.
Da bismo postigli glatku završnu obradu površine, moramo posvetiti veliku pažnju svakom aspektu procesa obrade. Moramo koristiti oštre alate odgovarajuće geometrije. Parametri rezanja također moraju biti pažljivo odabrani. Na primjer, korištenje manjeg polumjera nosa na alatu za rezanje može pomoći u smanjenju hrapavosti površine. I kao što sam već spomenuo, upotreba rashladnih tečnosti i pravilne tehnike kontrole strugotine su od suštinskog značaja.
Varijabilnost svojstava materijala radnog komada
Legure cirkonija mogu imati određene varijacije u svojstvima materijala. To je zbog faktora kao što su sastav legure, toplinska obrada i proizvodni proces. Različite serije legura cirkonijuma mogu imati neznatno različitu tvrdoću, čvrstoću i mikrostrukturu. Ova varijabilnost može otežati postavljanje konzistentnih parametara obrade.
Na primjer, ako je jedna serija legure tvrđa nego što se očekivalo, rezni alat se može istrošiti brže nego što je uobičajeno, ili površina može biti loša. Moramo da testiramo svaku seriju legure cirkonijuma pre nego što počnemo da obrađujemo da bismo utvrdili njena svojstva. To nam omogućava da u skladu s tim prilagodimo parametre rezanja. Ali ovo dodatno testiranje i prilagođavanje dodaju vrijeme i troškove procesu obrade.
Poteškoće u obradi složenih oblika
Kada je u pitanju obrada složenih oblika, legure cirkonija nas zaista stavljaju na test. Visoka čvrstoća i tvrdoća ovih legura otežavaju postizanje čvrstih tolerancija i glatkih površina na složenim dijelovima. Na primjer, kada pokušavamo obraditi komponente sa tankim zidovima ili dijelove s malim rupama, sile uključene u proces rezanja mogu uzrokovati deformaciju radnog komada.
Osim toga, izazovi s trošenjem alata, stvaranjem topline i stvaranjem strugotine su još izraženiji kada se obrađuju složeni oblici. Alat za rezanje se mora kretati u više smjerova i napraviti složene rezove, što povećava šanse za lom alata i lošu završnu obradu površine. Često moramo koristiti specijalne tehnike obrade i učvršćenja kako bismo sigurno držali radni komad i osigurali preciznu obradu.
Isplativost
Svi ovi izazovi rezultiraju pitanjem isplativosti. Visoko trošenje alata znači da moramo često mijenjati alat, što povećava cijenu potrošnog materijala. Potreba za posebnim alatima, premazima i rashladnim tečnostima takođe povećava troškove. A duže vrijeme obrade zbog nižih brzina rezanja i potrebe za pažljivom kontrolom procesa znače veće troškove rada.
Međutim, uprkos ovim troškovima, legure cirkonija su i dalje veoma tražene zbog svojih jedinstvenih svojstava. Industrije poput nuklearne energije i zrakoplovstva spremne su platiti cijenu za dijelove napravljene od ovih legura. Ali kao dobavljači, mi stalno tražimo načine da smanjimo troškove. To uključuje optimizaciju procesa obrade, pronalaženje isplativijih alatnih rješenja i poboljšanje naše efikasnosti.
Ako ste na tržištu legura cirkonijuma, imamo veliki asortiman proizvoda. Pogledajte našeASTM B493 Cirkonijum 702 šipke,Cijevi od legure cirkonija UNS R60804, iASME SB523 Cirkonijum R60702 Cijevi. Razumijemo izazove obrade legura cirkonijuma i tu smo da vam pomognemo da dobijete najbolje proizvode za vaše potrebe. Ako ste zainteresovani za kupovinu, slobodno nam se obratite radi detaljne rasprave i započinjanja pregovora o nabavci.
Reference
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2014). Proizvodno inženjerstvo i tehnologija. Pearson.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Metal Cutting. Butterworth - Heinemann.
- Shaw, MC (2005). Principi rezanja metala. Oxford University Press.