في البيئات الكيميائية القاسية حيث تفشل المعدات بشكل متكرر بسبب التآكل - مما يؤدي إلى انخفاض الإنتاجية وارتفاع تكاليف الصيانة - يبرز الزركونيوم كحل استثنائي. تستكشف هذه المقالة تقنيات المعالجة والتشكيل للزركونيوم وسبائكه، مما يمكّن الصناعات من زيادة مزايا أدائها.
الزركونيوم معدن صلب، لامع، فضي رمادي يشتهر بمقاومته الاستثنائية للتآكل، مما يجعله المادة المفضلة لمعدات المعالجة الكيميائية. في التطبيقات غير النووية، يوجد الزركونيوم بشكل أساسي في شكلين سبائكيين:
تجعل الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للزركونيوم وسبائكه (المفصلة في الجدول 1) فعالة بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل.
يوفر الزركونيوم قابلية جيدة للتشكيل وقابلية تشغيل باستخدام معدات ورشة العمل القياسية مع تعديلات طفيفة. ومع ذلك، يجب ملاحظة ثلاثة مبادئ أساسية:
نظرًا لميله إلى الالتصاق وتصلب السطح، يتطلب الزركونيوم زوايا خلوص أكبر للأداة من المعتاد. الحفاظ على أدوات حادة أمر بالغ الأهمية، حيث تشكل الرقائق الدقيقة خطر حريق (انظر قسم السلامة).
لا تتطلب خراطة الزركونيوم معدات خاصة. يتم عرض المعلمات الموصى بها في الجدولين 2 و 3. يجب أن تتراوح زوايا القطع بين +15 درجة و +60 درجة.
يعمل التفريز الرأسي والأفقي بشكل جيد مع الزركونيوم. يفضل التفريز المتسلق لاختراق الأسطح المتصلبة بالعمل. يجب أن تظل الأدوات حادة مع تدفق كافٍ للمبرد. توفر الجداول من 4 إلى 9 معلمات تفريز مفصلة.
تنتج لقم الحفر القياسية ذات الزاوية 118 درجة ذات الويب الرقيق مع المبرد نتائج مرضية. يمنع الدعم الصلب التشوه عند نقاط الخروج. تحدد الجداول من 10 إلى 13 مواصفات الحفر، والتجويف، واللوي، وإعادة الثقب.
يعمل تجليخ العجلات والأحزمة بشكل فعال. تتفوق عجلات كربيد السيليكون على أكسيد الألومنيوم. تنتج زيوت التجليخ نتائج أفضل من السوائل القابلة للذوبان في الماء. تقدم الجداول من 14 إلى 17 معلمات التجليخ.
تعمل مناشير التقطيع الكهربائية بشكل أفضل مع شفرات فولاذية عالية السرعة ذات أسنان خشنة (3T). تتطلب مناشير الشريط شفرات ذات إعداد مخلبي (0.042 بوصة) مع مبرد. تحتوي الجداول من 18 إلى 20 على توصيات النشر.
يمكن تشكيل الزركونيوم باستخدام معدات قياسية ولكنه يتفاعل مع الغازات الجوية عند درجات حرارة عالية ويميل إلى الالتصاق.
أ. الانحناء: الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء هو 5T في درجة حرارة الغرفة و 3T عند 200 درجة مئوية. يتطلب انحناء الأنابيب حدًا أدنى لنصف قطر 3x القطر الخارجي.
ب. الثقب: يتطلب ضغطًا عاليًا لحامل القطعة مع خلوص 1-2% من سمك المعدن للحصول على أفضل النتائج.
ج. السحب والغزل: قابلية تشكيل جيدة على الرغم من خصائص تصلب العمل. الأقواس الكبيرة والتغيرات التدريجية في المقطع ضرورية.
تتطلب الطبيعة القابلة للاشتعال التلقائي للزركونيوم احتياطات خاصة. بينما المواد المجمعة آمنة، فإن الرقائق والقصاصات الدقيقة تشتعل بسهولة عند درجات حرارة عالية. يوصى بالتخزين في حاويات مغطاة بالماء. لا تستخدم الماء أو طفايات الحريق القياسية أبدًا على حرائق الزركونيوم - فقط الرمل الجاف أو مسحوق الجرافيت أو مسحوق Metal-X.
