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研究生: 李倉誠
Tsang-cheng Li
論文名稱: 鎂合金結構件之熱間擠製成形性之研究
Study on the Formability of Magnesium Alloy Structural Parts under Hot Extrusion
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 106
中文關鍵詞: 熱間擠製鎂合金結構件顯微組織田口法
外文關鍵詞: structural parts, microstructure, Taguchi method, magnesium alloy, hot Extrusion
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  • 摘要
    本論文主要研究AZ31鎂合金與AZ61鎂合金結構件熱間擠製之成形性。實驗採用田口方法並選取4個製程參數做實驗規劃與分析,熱間擠製實驗完成後,針對擠製負荷、抗拉強度、彎曲強度等實驗數據進行分析,並找出各個製程參數對擠製成品的影響程度及最佳參數水準。接著使用田口法的中的加法模式,將最佳參數水準經由計算作S/N比的預測動作,將預測值與實驗值進行比對,分析各個製程參數對擠製負荷及機械性質之影響程度。
    此外,對於AZ31與AZ61結構材在擠製負荷及機械性質的表現上,兩種材料之間的差異性,亦加以探討。另加入6061鋁合金與AZ31鎂合金、AZ61鎂合金探討在相同製程參數下,對於擠製負荷及機械性質,三者之間的差別。
    最後將實驗成品進行顯微組織之觀察及硬度實驗分析,由溫度的變化探討晶粒組織及硬度的差異性。由以上分析的動作,找出最佳製程參數,期望在擠製過程中,使用較少的能源,讓成品獲得最佳的機械性質。


    Abstract
    This research mainly investigates the formability of AZ31 and AZ61 magnesium alloy structural parts under hot extrusion. Four process parameters are considered and Taguchi method is applied in experimental planning. The extrusion load, tensile strength, and bending strength of extruded parts are analyzed for finding the influence of parameter on the products and the optimal experiment parameters. Besides, the additive model of Taguchi method is applied to calculate the level of optimal parameter and the S/N ratio. After comparing the S/N ratio and experimental value, the influence of each process parameter on the extrusion load and mechanical properties can be obtained.
    The difference in mechanical properties and the extrusion load between AZ31 and AZ61 magnesium alloys are discussed. Moreover, 6061 aluminum alloy, is adopted to carry out the same experiments and tests as magnesium alloys.
    Finally, metallographic microstructure and hardness of extruded parts are observed to find the variance of grain size and hardness under different extrusion temperatures. Through a series of experiments and analysis, the optimal parameter combination can be found and the best mechanical properties of the extruded parts can be obtained by using less energy.

    目錄 摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 擠製加工簡介 3 1.4鎂合金簡介 4 1.4.1鎂合金特性 5 1.4.2 鎂合金發展 7 1.4.3 鎂合金之作業安全 7 1.5文獻回顧 8 第二章 田口實驗方法 11 2.1 前言 11 2.2 田口實驗方法簡介 11 2.3 品質特性 13 2.4 參數設計 13 2.5 因子分類 14 2.6 田口直交表 16 2.7 S/N比 18 第三章 實驗方法與步驟 20 3.1 實驗材料 22 3.2 實驗設備 22 3.3 製程參數選取 27 3.4 田口實驗方法實驗規劃 29 3.5 實驗步驟 31 3.6 拉伸試驗 33 3.7 彎曲試驗 34 3.8 金相組織之觀察 36 3.9 硬度試驗 37 第四章 結果與討論 39 4.1 擠製負荷分析 39 4.1.1 AZ31鎂合金擠製負荷分析 39 4.1.2 AZ61鎂合金擠製負荷分析 42 4.2 抗拉強度分析 45 4.2.1 AZ31鎂合金抗拉強度分析 45 4.2.2 AZ61鎂合金抗拉強度分析 48 4.3 彎曲實驗分析 51 4.3.1 AZ31鎂合金結構件彎曲實驗分析 51 4.3.2 AZ61鎂合金結構件彎曲實驗分析 54 4.4 驗證實驗分析 57 4.4.1 AZ31鎂合金擠製負荷最佳參數水準預測值與驗證實驗分析 58 4.4.2 AZ61鎂合金擠製負荷最佳參數水準預測值與驗證實驗分析 59 4.4.3 AZ31鎂合金抗拉強度最佳參數水準預測值與驗證實驗分析 60 4.4.4 AZ61鎂合金抗拉強度最佳參數水準預測值與驗證實驗分析 61 4.4.5 AZ31鎂合金彎曲實驗最佳參數水準預測值與驗證實驗分析 62 4.4.6 AZ61鎂合金彎曲實驗最佳參數水準預測值與驗證實驗分析 63 4.5 AZ31鎂合金與AZ61鎂合金之比較分析 64 4.5.1 擠製負荷分析 64 4.5.2 抗拉強度分析 66 4.5.3 彎曲實驗分析 68 4.6 探討鎂合金與6061鋁合金之差異 70 4.7 金相組織之觀察 76 4.8 鎂合金硬度之分析 79 第五章 結論 83 參考文獻 86 作者簡介 90

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