擠型比及加熱條件對SIMA製程鎂合金(AZ61)之微觀組織變化以及高溫壓縮特性影響探討

  • 葉 怡良

學生論文: Master's Thesis

摘要

鎂合金具有低密度、高比強度與良好的制震性,因此近年來普遍應用於交通工業與3C產品上。鎂合金的HCP結構,使室溫變形的滑移系統不足導致成形性不佳,因此目前製作鎂合金元件成形技術上以壓鑄法(Die casting)與半固態製程為主流。壓鑄法操作溫度高(熔點以上),成形時常含有孔洞與較大的固化收縮率;利用半固態製程則可解決這些問題,且成品具有近淨形之優點。   半固態製程中的SIMA製程之最大優點,在於技術門檻與投資金額相對低廉。本研究透過熱擠時導入應變,改良傳統式SIMA製程之缺點,並探討不同熱擠之應變量於SIMA製程後微觀組織之變化,以釐清球狀晶演變機制;此外,本研究後段針對SIMA材進行半固態溫度壓縮實驗以探討其壓縮特性,且評估是否具有近淨形之特色與壓縮成形後之延性表現,以做為發展半固態製程之參考與依據。   實驗結果顯示,AZ61鎂合金經由熱擠型SIMA製程,可確實製造出具球狀晶組織之半固態胚料。選用擠型比大之擠型材,可縮短熱處理時間,獲得球狀晶胞徑也較小。本實驗AZ61鎂合金擠型材,由細微晶粒所組成,於熱擠型SIMA製程初期會發生Grain coalescence,部分細晶結合成粗大晶粒;隨著時間增加,材料內部部分融熔,液相生成並貫穿高能量晶界,使固相粒子被液相包覆而形成晶胞,且晶胞以Ostwald ripening逐漸粗大,且於持溫適當長時間下,最後成為球狀固相晶胞存在於液相基地的特徵組織。然而,當持溫時間過久,則無完整球狀晶胞。   根據半固態溫度壓縮性質探討結果,當壓縮溫度高於固相線溫度,材料變形阻抗急遽下降。具有球狀晶胞特徵組織之SIMA材,半固態溫度壓縮時,變形阻抗小於不具球狀晶胞之擠型材。藉由壓入螺帽成形試驗,SIMA材具有近淨形之優點;且藉由彎曲試驗評估成形之延性,經由退火處理可提升半固態壓縮後之SIMA材彎折時產生破壞之角度,因此SIMA材成形後之延展性可藉由後熱處理獲得改善。
獎項日期2014 八月 2
原文Chinese
監督員Truan-Sheng Lui (Supervisor)

引用此

擠型比及加熱條件對SIMA製程鎂合金(AZ61)之微觀組織變化以及高溫壓縮特性影響探討
怡良, 葉. (Author). 2014 八月 2

學生論文: Master's Thesis