連續式雷射拋光技術運用於SKD61工具鋼表面粗糙度改善、材料改質層微結構分析及磨潤性能之研究

Abstract

本文之研究以連續式雷射拋光技術運用於SKD61工具鋼表面粗糙度改善。 本研究將討論影響雷射拋光實驗之相關參數(離焦量、雷射能量、掃描速度及雷射間距)對SKD61試件拋光後表面粗糙度之影響。以田口實驗方法、全因子方法及一次一因子法等方法，找出最佳之實驗參數組合。此外，藉由空間傅立葉分析及材料承壓比分析進一步分析拋光後表面形貌。 由於本研究使用之SKD61工具鋼主要用於製作模具，材料的改質會影響材料之特性，因此利用奈米壓痕機、往復式磨耗試驗機比較拋光前後材料特性之改變。為了解材料微結構組織改變，以X光繞射儀、背向散射電子繞射儀判別拋光前後晶相之變化。 根據拋光實驗之結果，試件表面粗糙度可由0 297μm降至0 132μm，改善幅度達56%；施予適當的雷射能量及掃描速度，可有效降低原材的振幅。拋光後之金屬分為三個區域，熔融區(Melt zone)、熱影響區(Heat affected zone)及基底材料(Base material)。熔融區及熱影響區皆會隨著雷射能量密度之增加而增加。拋光後之材料表面硬度及楊氏模數會有些微的下降。雷射能量的增加會造成磨耗率增加，但拋光後的表面磨耗率皆較拋光後之磨耗率下降。 兩道次雷射拋光並無法有效降低表面粗糙度，但可以提升表面平坦度。兩道次雷射拋光會造成楊氏模數下降，但對材料表面沒有明顯的改變。

Date of Award	2015 Jul 27
Original language	Chinese
Supervisor	Jen-Fin Lin (Supervisor)