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研究生: 游振偉
Chen-wei You
論文名稱: 鎂合金汽門側蓋熱鍛成形性研究
Study on the formability of magnesium alloy for valve side cover under hot forging
指導教授: 向四海
Su-Hai Hsiang
口試委員: 黃佑民
You-Min Huang
徐瑞坤
Ray-Quan Hsu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 128
中文關鍵詞: 鎂合金汽門側蓋DEFORM成形性
外文關鍵詞: Magnesium alloy, Valve side cover, DEFORM, Formability
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  • 本文主要探討AZ31及AZ61鎂合金汽門側蓋之熱鍛成形性,利用有限元素分析軟體DEFORM進行模擬,模擬所考慮之各種製程參數包括不同之材料、加熱溫度、冲頭速度、定剪摩擦因子、預成形之胚料形狀(矩形-橫、圓棒、四邊形、矩形-直)等。藉由製程參數之改變探討鎂合金汽門側蓋成形時所需負荷與胚料不同時模穴填充之差異性。
    以模擬所得最佳之條件進行鎂合金汽門側蓋之熱鍛實驗,鍛造實驗條件為加熱溫度區域為240℃~350℃、定剪摩擦因子為石墨、沖頭速度為0.9㎜/s、預成形之胚料形狀為矩形-直及圓棒。最後藉由鍛造成品之硬度實驗與金相觀察,來評估鎂合金汽門側蓋零件,在不同溫度下對於鍛造零件之強度及顯微組織之影響。
    將DEFORM之分析結果與熱鍛實驗結果進行比較,所得結論為鍛造成品之胚料填充情況及鍛造負荷與模擬之結果相近,故可確認本文所建立之DEFORM模擬程式有相當之準確性。


    This study investigates the formability of AZ31 and AZ61 magnesium alloy for valve side cover under hot forging. Finite element software, DEFORM, is applied to simulate the forming behaviors. The process parameters of simulation considered in this study are established material mechanical properties, heating temperatures of the sheet, punch speeds, constant friction factor, preform shape of billets. The variation of forming loads and completeness of filling in the die cavity are discussed under different process parameters.
    The experimental conditions are set according to the optimal simulation results. Hot forging experiments are carried out to study the formability of magnesium alloy for valve side cover. Finally, from the measured result of hardness and metallographic observation of forged part, the influence of forming temperatures on the strengths and microstructures of magnesium alloy for valve side cover under forging process can be evaluated.
    The experimental results are compare with the DEFORM simulation results. The obtained forging loads and completeness of filling are in good agreement with the simulation results. The validity of the simulation model established in this study can be confirmed.

    目 錄 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 1 1.3 文獻回顧 3 1.4 論文構成 5 第二章 基礎理論 6 2.1 鎂金屬的介紹 6 2.1.1 鎂合金的基本性質 6 2.1.2 添加合金元素對鎂合金的影響 8 2.1.3 鎂合金之命名系統 11 2.2 鍛造成形加工之介紹 13 2.2.1 模具型態之區分 13 2.2.2 鍛造溫度之區分 14 2.2.3 可鍛性與其影響因素 15 2.2.4 鍛造負荷 18 2.2.5 冲床 18 2.2.6 鍛造與鑄造之特點 19 2.2.7 鍛造之潤滑劑 20 2.2.8 鍛造用鎂合金 21 2.2.9 鍛件缺陷 21 2.3 圓柱壓縮實驗 22 2.4 有限元素軟體簡介 25 第三章 實驗方法 27 3.1 實驗材料 27 3.2 實驗設備 29 3.3 實驗流程 46 3.3.1 有限元素法分析之步驟 47 3.3.2 鎂合金汽門側蓋之鍛造實驗步驟 51 3.3.3 硬度試驗步驟 53 3.3.4 金相觀察步驟 55 第四章 鎂合金汽門側蓋之模擬分析 57 4.1 溫度與材料性質不同時之成形負荷之差異 57 4.2 溫度與摩擦因子不同時之成形負荷 59 4.3 溫度與衝頭速度不同時之成形負荷 61 4.4 不同胚料形狀下材料填充模穴凸緣之探討 63 4.4.1 胚料形狀A(矩形-橫)填充模穴凸緣之探討 65 4.4.2 胚料形狀B(圓棒)填充模穴凸緣之探討 66 4.4.3 胚料形狀C(梯形)填充模穴凸緣之探討 67 4.4.4 胚料形狀D(矩形-直)填充模穴凸緣之探討 68 4.5 不同胚料體積之沖頭負荷模擬分析 69 4.6 模擬最省胚料之尺寸探討 71 4.6.1 胚料A(矩形)最省胚料之尺寸探討 72 4.6.2 胚料B(圓棒)最省胚料之尺寸探討 76 4.6.3 模擬矩形胚料偏移對前凸緣所產生之缺陷 80 4.6.4 模擬圓棒胚料偏移所產生之缺陷 85 4.7汽門側蓋成形之模擬分析 87 4.7.1不同溫度下之應力分布圖 87 4.7.2不同溫度下之應變分布圖 88 4.7.3 汽門側蓋之模擬成形過程 91 4.8材料流動觀察 96 第五章 鍛造實驗結果及與模擬分析之比較 101 5.1 鎂合金汽門側蓋之熱鍛實驗 101 5.1.1 AZ31鎂合金胚料A(矩形)汽門側蓋之鍛造實驗結果 102 5.1.2 AZ61鎂合金胚料A(矩形)汽門側蓋之鍛造實驗結果 106 5.1.3 AZ31鎂合金胚料B(圓棒)汽門側蓋之鍛造實驗結果 108 5.1.4 AZ61鎂合金胚料B(圓棒)汽門側蓋之鍛造實驗結果 110 5.2 成品產生缺陷模擬結果與實驗結果之比較 112 5.2.1 汽門側蓋胚料之最佳化之體積 112 5.2.2 胚料偏移造成之鍛件缺陷 116 5.3 硬度試驗 117 5.4 金相觀察 118 第六章 結論與建議 122 6.1結論 122 6.2 未來研究方向之建議 123 參考文獻 124

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    無法下載圖示 全文公開日期 2013/07/27 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 2013/07/27 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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