Prognozuojama, kad pasauliniai branduoliniai pajėgumai iki 2030 m. padidės 35 proctikslūs cirkonio komponentaibanguoja. Skirtingai nuo įprastų metalų, mažas cirkonio šilumos laidumas ir didelis cheminis reaktyvumas sukuria unikalius apdirbimo iššūkius.
Metodika
1. Medžiagos paruošimas
Zircaloy-4 strypai (Ø50 × 300 mm, ASTM B353 klasė R60804)
Cheminė sudėtis patikrinta naudojant XRF spektroskopiją
2.CNC parametrai išbandyti
- Mašina: Okuma MU-5000V 5 ašių su argono prapūtimo sistema
- Įrankiai:
Deimantu{0}}dengti įdėklai (DNMA150608), skirti tekėti
Kietojo karbido galinės frezos su TiAlCrN danga frezavimui
Aušinimo metodai:
- Kriogeninis (-196 laipsnių skystas azotas)
- Minimalus tepimo kiekis (MQL)
- Tradicinis emulsijos potvynis
3.Kokybės metrika
- Paviršiaus šiurkštumas (Ra, Rz)
- Paviršiaus mikrokietumas (Vickers 50 μm intervalais)
- Alfa{0}}dėklo sluoksnio storis (metalografinė analizė)
Diskusija
1.Critical Process Controls
- Argono ekranavimas: Essential to prevent >400 laipsnių oksidacija
- Lustų lūžimas: Susukti drožlės turi būti<15mm to avoid re-welding
- Tvirtinimas: spalvotųjų metalų spaustukai apsaugo nuo geležies užteršimo
2.Ekonominiai svarstymai
- Nors kriogeninėms sistemoms reikia daugiau nei 120 000 USD investicijų, jos sumažina:
- Po{0}}apdirbimo ėsdinimo išlaidos 35 proc.
- Laužo normos nuo 8% iki<2%
- Radiacinės zonos dezaktyvavimo laikas
Rezultatai ir analizė
1. Paviršiaus kokybės palyginimas
Vidutinė paviršiaus apdaila skirtingomis sąlygomis
| Būklė | Ra (μm) | Alfa{0}}dėklas (μm) |
|---|---|---|
| Kriogeninis | 0.32 | 2.1 |
| MQL | 0.48 | 3.8 |
| Potvynių vėsinimas | 0.61 | 5.3 |
2.Įrankio tarnavimo laikas
Deimantu- padengti įdėklai tarnavo 3,2 karto ilgiau nei karbidas, kai buvo naudojamas kriogeninis aušinimas (87 prieš{3}} minutes)
Išvada
Branduolinio{0}}cirkoniui:
- Kriogeninis CNC apdirbimas užtikrina puikų paviršiaus vientisumą
- Deimantais{0}}dengti įrankiai pranoksta karbidą pagal visus rodiklius
- Proceso patvirtinimas turi apimti metalurginę analizę
Būsimi tyrimai turėtų ištirti ultragarsinį -pagalbinį plonasienių -komponentų tekinimą.