2030년까지 전세계 원자력 용량이 35% 증가할 것으로 예상됨에 따라 수요는정밀 지르코늄 부품급증하고 있습니다. 기존 금속과 달리 지르코늄의 낮은 열 전도성과 높은 화학 반응성은 독특한 가공 문제를 야기합니다.
방법론
1.재료 준비
지르칼로이-4바(Ø50×300mm, ASTM B353 등급 R60804)
XRF 분광법을 통해 확인된 화학 성분
2.CNC 매개변수 테스트됨
- 기계: Okuma MU-5000V 5축 아르곤 퍼지 시스템 탑재
- 압형:
선삭용 다이아몬드{0}}코팅 인서트(DNMA150608)
밀링용 TiAlCrN 코팅 솔리드 초경 엔드밀
냉각수 방법:
- 극저온(-196도 액체 질소)
- 최소량 윤활(MQL)
- 전통적인 에멀전 플러드
3. 품질 지표
- 표면 거칠기(Ra, Rz)
- 표면하 미세경도(50μm 간격의 비커스)
- 알파-케이스 층 두께(금속 조직 분석)
논의
1.중요 공정 관리
- 아르곤 차폐: Essential to prevent >400도 산화
- 칩 브레이킹: 컬링 칩은 반드시<15mm to avoid re-welding
- 고정: 비{0}}철 클램프로 철 오염 방지
2.경제적 고려사항
- 극저온 시스템에는 $120,000 이상의 투자가 필요하지만 다음을 절감할 수 있습니다.
- 가공 후{0}}에칭 비용 35% 절감
- 폐기율 8% ~<2%
- 방사선 구역 제염 시간
결과 및 분석
1. 표면 품질 비교
다양한 조건에서의 평균 표면 마감
| 상태 | 라(μm) | 알파-케이스(μm) |
|---|---|---|
| 극저온 | 0.32 | 2.1 |
| MQL | 0.48 | 3.8 |
| 홍수 냉각 | 0.61 | 5.3 |
2.공구수명
극저온 냉각을 적용한 경우 다이아몬드-코팅 인서트가 초경보다 3.2배 더 오래 지속되었습니다(87분 대. 27분).
결론
핵-등급 지르코늄의 경우:
- 극저온 CNC 가공으로 탁월한 표면 무결성 제공
- 다이아몬드{0}}코팅 공구는 모든 측정항목에서 초경합금보다 성능이 뛰어납니다.
- 공정 검증에는 금속학적 분석이 포함되어야 합니다.
향후 연구에서는 얇은 벽 구성요소에 대한 초음파{0}}지원 선삭을 탐구해야 합니다.-