Bok tamo! Kao dobavljač cirkonijevih legura, iz prve sam ruke vidio detalje rada s ovim jedinstvenim materijalima. Legure cirkonija su super cool jer imaju neka nevjerojatna svojstva poput visoke otpornosti na koroziju, dobre mehaničke čvrstoće i niske apsorpcije neutrona. Ove značajke ih čine najboljim izborom u industrijama kao što su nuklearna energija, kemijska obrada i zrakoplovstvo. Ali dopustite mi da vam kažem, strojna obrada cirkonijevih legura dolazi s dosta izazova. U ovom blogu ću raščlaniti te izazove i dati vam bolje razumijevanje onoga što se događa kada radimo s ovim legurama.
Visoko trošenje alata
Jedna od najvećih glavobolja kod strojne obrade cirkonijevih legura je veliko trošenje alata. Legure cirkonija prilično su otporne, a njihova velika čvrstoća i tvrdoća znače da stvarno mogu opteretiti alate za rezanje. Kada režemo, toplina koja se stvara na sučelju alata i obratka je intenzivna. Ova visoka temperatura omekšava materijal alata, čineći ga sklonijim habanju. Abrazivna priroda cirkonijevih legura također doprinosi problemu. Dok alat reže leguru, tvrde čestice u materijalu drobe se na površini alata, uzrokujući njegovo brzo trošenje.
Da bismo se nosili s tim, moramo koristiti prave alate. Alati od tvrdog metala popularan su izbor jer imaju dobru otpornost na toplinu i tvrdoću. Ali čak i alati od tvrdog metala moraju biti pravilno premazani. Premazi od titan nitrida (TiN), na primjer, mogu pomoći u smanjenju trenja i stvaranja topline, što zauzvrat usporava trošenje alata. Također moramo paziti na parametre rezanja. Korištenje nižih brzina rezanja i posmaka može smanjiti toplinu i silu na alatu, produžujući njegov životni vijek. Ali to također znači da proces obrade traje duže, što može povećati troškove.
Stvaranje i lomljenje strugotine
Stvaranje strugotine i lomljenje još su jedan skup izazova. Legure cirkonija imaju tendenciju stvaranja dugih, kontinuiranih strugotina tijekom strojne obrade. Ti dugi strugoti mogu biti prava muka jer se mogu zapetljati oko alata za rezanje ili obratka. Kada se to dogodi, može oštetiti alat, izgrebati površinu obratka, pa čak i uzrokovati kvar stroja.
Da stvar bude gora, strugotine od legure cirkonija često su vrlo oštre i mogu predstavljati sigurnosnu opasnost za operatere. Moramo pronaći načine da razbijemo ove čipove na manje dijelove. Jedan od načina je korištenje lomila strugotine na alatima za rezanje. Lomci strugotine dizajnirani su da ometaju protok strugotine, uzrokujući njeno lomljenje u kraće segmente. Drugi pristup je podešavanje parametara rezanja. Povećanje brzine napredovanja ili korištenje veće dubine rezanja ponekad može pomoći pri lomljenju strugotine. Međutim, ove prilagodbe moraju biti pažljivo uravnotežene jer također mogu povećati trošenje alata i utjecati na završnu obradu površine izratka.
Stvaranje topline
Toplina je glavni problem kod strojne obrade cirkonijevih legura. Kao što sam ranije spomenuo, velika čvrstoća i tvrdoća ovih legura znači da je potrebno mnogo energije za njihovo rezanje. Ta se energija pretvara u toplinu, koja se može brzo akumulirati u zoni rezanja. Visoke temperature mogu dovesti do brojnih problema.
Prvo, kao što sam već rekao, može uzrokovati brzo trošenje alata. Toplina omekšava materijal alata, smanjujući njegovu tvrdoću i učinak rezanja. Drugo, može uzrokovati toplinsko oštećenje obratka. Prekomjerna toplina može promijeniti mikrostrukturu cirkonijeve legure, utječući na njezina mehanička svojstva. Također može dovesti do promjene boje površine i oksidacije, što može biti veliki problem, posebno za dijelove koji moraju imati dobru završnu obradu.
Za upravljanje toplinom koristimo rashladna sredstva. Rashladna sredstva pomažu u odvođenju topline, održavajući zonu rezanja na nižoj temperaturi. Oni također podmazuju sučelje rezanja, smanjujući trenje i trošenje. Dostupne su različite vrste rashladnih tekućina, kao što su rashladne tekućine na bazi vode i rashladne tekućine na bazi ulja. Rashladna sredstva na bazi vode ekološki su prihvatljivija i imaju dobra svojstva odvođenja topline, ali možda neće pružiti toliko podmazivanja kao rashladna sredstva na bazi ulja.
Površinska obrada
Postizanje dobre završne obrade na dijelovima od cirkonijeve legure nije lak pothvat. Izazovi s trošenjem alata, stvaranjem strugotine i stvaranjem topline utječu na kvalitetu površine. Dugački, kontinuirani strugoti mogu ostaviti tragove na površini obratka, a visoka toplina može uzrokovati površinske nepravilnosti.
Kako bismo postigli glatku završnu obradu, moramo posvetiti veliku pozornost svakom aspektu procesa obrade. Moramo koristiti oštre alate s pravom geometrijom. Također je potrebno pažljivo odabrati parametre rezanja. Na primjer, korištenje manjeg radijusa nosa na alatu za rezanje može pomoći u smanjenju hrapavosti površine. I kao što sam već spomenuo, korištenje rashladnih tekućina i pravilne tehnike kontrole strugotine su ključni.
Varijabilnost svojstava materijala obratka
Legure cirkonija mogu imati neke varijabilnosti u svojstvima materijala. To je zbog čimbenika kao što su sastav legure, toplinska obrada i proces proizvodnje. Različite serije cirkonijevih legura mogu imati neznatno različitu tvrdoću, čvrstoću i mikrostrukturu. Ova varijabilnost može otežati postavljanje dosljednih parametara obrade.
Na primjer, ako je jedna serija legure tvrđa od očekivanog, alat za rezanje može se istrošiti brže nego što je normalno ili završna obrada površine može biti loša. Moramo testirati svaku seriju cirkonijeve legure prije nego počnemo strojno obraditi kako bismo odredili njezina svojstva. To nam omogućuje da prilagodimo parametre rezanja u skladu s tim. Ali ovo dodatno testiranje i prilagodba povećavaju vrijeme i trošak procesu obrade.
Poteškoće u strojnoj obradi složenih oblika
Kada je u pitanju obrada složenih oblika, legure cirkonija stvarno nas stavljaju na test. Visoka čvrstoća i tvrdoća ovih legura otežava postizanje uskih tolerancija i glatkih površina na zamršenim dijelovima. Na primjer, kada pokušavamo strojno obraditi komponente tankih stijenki ili dijelove s malim rupama, sile uključene u proces rezanja mogu uzrokovati deformaciju obratka.
Uz to, izazovi s trošenjem alata, stvaranjem topline i stvaranjem strugotine još su izraženiji pri obradi složenih oblika. Alat za rezanje mora se kretati u više smjerova i raditi složene rezove, što povećava šanse za lom alata i lošu završnu obradu površine. Često moramo koristiti posebne tehnike obrade i učvršćenja kako bismo sigurno držali obradak i osigurali točnu obradu.
Isplativost
Svi ovi izazovi dodaju problem isplativosti. Visoko trošenje alata znači da alate moramo često mijenjati, što povećava troškove potrošnog materijala. Potreba za posebnim alatima, premazima i rashladnim tekućinama također povećava troškove. A dulja vremena obrade zbog nižih brzina rezanja i potrebe za pažljivom kontrolom procesa znače veće troškove rada.
Međutim, unatoč ovim troškovima, legure cirkonija su još uvijek u velikoj potražnji zbog svojih jedinstvenih svojstava. Industrije poput nuklearne energije i zrakoplovstva spremne su platiti cijenu za dijelove izrađene od tih legura. Ali kao dobavljači, stalno tražimo načine za smanjenje troškova. To uključuje optimizaciju procesa obrade, pronalaženje isplativijih alatnih rješenja i poboljšanje naše učinkovitosti.
Ako ste na tržištu legura cirkonija, imamo veliki izbor proizvoda. Provjerite našeASTM B493 Cirkonij 702 šipke,Cijevi od legure cirkonija UNS R60804, iASME SB523 cirkonij R60702 cijevi. Razumijemo izazove strojne obrade cirkonijevih legura i tu smo da vam pomognemo da dobijete najbolje proizvode za svoje potrebe. Ako ste zainteresirani za kupnju, slobodno nam se obratite radi detaljnog razgovora i početka pregovora o nabavi.
Reference
- Kalpakjian, S. i Schmid, SR (2014). Proizvodno inženjerstvo i tehnologija. Pearson.
- Trent, EM i Wright, PK (2000). Rezanje metala. Butterworth - Heinemann.
- Shaw, MC (2005). Principi rezanja metala. Oxford University Press.