Panduan untuk Mengoptimalkan Proses Pemesinan dan Pembentukan Zirconium

Di lingkungan kimia yang keras di mana peralatan sering gagal karena korosi—menyebabkan penurunan produktivitas dan biaya perawatan yang membengkak—zirkonium muncul sebagai solusi yang luar biasa. Artikel ini mengeksplorasi teknik pemrosesan dan pembentukan zirkonium dan paduannya, memungkinkan industri untuk memaksimalkan keuntungan kinerjanya.

Zirkonium adalah logam keras, berkilau, berwarna abu-abu perak yang terkenal karena ketahanan korosinya yang luar biasa, menjadikannya pilihan material untuk peralatan pemrosesan kimia. Dalam aplikasi non-nuklir, zirkonium terutama ada dalam dua bentuk paduan:

• ASTM R60702 (Zr 702): Zirkonium murni tanpa paduan
• ASTM R60705: Paduan zirkonium-niobium yang mengandung 2,0-3,0% niobium

Sifat fisik dan mekanik zirkonium dan paduannya (dirinci dalam Tabel 1) membuatnya sangat efektif dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan korosi tinggi.

Zirkonium menawarkan daktilitas dan kemampuan mesin yang baik menggunakan peralatan bengkel standar dengan modifikasi kecil. Namun, tiga prinsip dasar harus diamati:

1. Kecepatan Potong Rendah: Hindari kecepatan berlebihan untuk meminimalkan pembangkitan panas dan pengerasan kerja
2. Laju Umpan Tinggi: Hasilkan chip kasar untuk mengurangi keausan alat
3. Pendinginan yang Memadai: Gunakan pelumas minyak larut air untuk menurunkan suhu pemotongan

Karena kecenderungannya untuk menggaruk dan mengeras saat bekerja, zirkonium membutuhkan sudut kebebasan alat yang lebih besar dari biasanya. Menjaga alat tetap tajam sangat penting, karena chip halus menimbulkan bahaya kebakaran (lihat bagian Keselamatan).

Pembubutan zirkonium tidak memerlukan peralatan khusus. Parameter yang direkomendasikan ditunjukkan pada Tabel 2 dan 3. Sudut rake alat harus berkisar antara +15° hingga +60°.

Penggilingan vertikal dan horizontal bekerja dengan baik dengan zirkonium. Penggilingan menuruni lereng lebih disukai untuk menembus permukaan yang mengeras saat bekerja. Alat harus tetap tajam dengan aliran pendingin yang memadai. Tabel 4-9 memberikan parameter penggilingan terperinci.

Mata bor web tipis standar 118° dengan pendingin menghasilkan hasil yang memuaskan. Penyangga yang kaku mencegah gerinda di titik keluar. Tabel 10-13 menguraikan spesifikasi pengeboran, pembubutan, pengetapan, dan reaming.

Penggerindaan roda dan sabuk efektif. Roda silikon karbida mengungguli aluminium oksida. Minyak gerinda memberikan hasil yang lebih baik daripada cairan larut air. Tabel 14-17 menyajikan parameter penggerindaan.

Gergaji besi daya bekerja paling baik dengan mata gergaji baja berkecepatan tinggi bergigi kasar (3T). Gergaji pita membutuhkan mata gergaji 0,042" yang diatur ulang dengan pendingin. Tabel 18-20 berisi rekomendasi penggergajian.

Zirkonium dapat dibentuk menggunakan peralatan standar tetapi bereaksi dengan gas atmosfer pada suhu tinggi dan cenderung menggaruk.

A. Pembengkokan: Radius tikungan minimum adalah 5T pada suhu kamar dan 3T pada 200°C. Pembengkokan tabung membutuhkan radius minimum 3x OD.

B. Peninju: Membutuhkan tekanan penahan blank yang tinggi dengan jarak 1-2% dari ketebalan logam untuk hasil yang optimal.

C. Penarikan & Pemintalan: Kemampuan bentuk yang baik meskipun memiliki karakteristik pengerasan kerja. Radius besar dan perubahan bagian yang bertahap sangat penting.

Sifat piroforik zirkonium memerlukan tindakan pencegahan khusus. Meskipun material curah aman, chip dan serutan halus mudah terbakar pada suhu tinggi. Penyimpanan dalam wadah yang tertutup air direkomendasikan. Jangan pernah menggunakan air atau alat pemadam standar pada api zirkonium—hanya pasir kering, bubuk grafit, atau bubuk Metal-X.