臺灣博碩士論文加值系統

本研究係應用田口式實驗法與ANOVA變異數分析，來探討A6061鋁合金粉末在熱間擠製中之各項影響製程之參數對擠製負荷與製品抗拉強度之影響。在本文中所討論之製程參數為冷均壓力、燒結溫度、燒結時間和擠製溫度。並且利用直交表，使實驗次數大幅地減少，求得最適參數組合，再用ANOVA分析出因子對製程之影響程度與實驗誤差度。
燒結時間對於擠製負荷及抗拉強度之影響經ANOVA分析結果顯示其影響性甚小。
在擠製負荷方面其最適參數組合為：冷均壓力500 Kgf/cm²、燒結溫度500℃、燒結時間4小時、擠製溫度480℃。而在抗拉強度方面之最適參數為：冷均壓力3000 Kgf/cm²、燒結溫度620℃、燒結時間4小時、擠製溫度480℃。將上述所得之最適參數進行驗證實驗，其結果與預估值近似。

Taguchi experimental method and Analysis of Variance (ANOVA) technique are used in this study to discuss the influences of extrusion parameters and mechanical properties of A6061 aluminum alloy powder under hot extrusion. The process parameters discussed in this study are the pressure of cold isostatic pressing (CIP), sintering temperature, sintering time, and extrusion temperature. By adapting Taguchi experimental method, the numbers of experiment can be greatly reduced. Further ANOVA is used to analyze the effect of each factor and experimental error.
Judging from ANOVA, it shows that sintering time has little influence on extrusion load and tensile strength.
Experimental results show that the optimal combination of process parameters is 500Kgf/cm² CIP pressure, 500℃ sintering temperature, 4 hours sintering time, and 480℃ extrusion temperature for minimum extrusion load. And 3000Kgf/cm² CIP pressure, 620℃sintering temperature, 4 hours sintering time, and 480℃ extrusion temperature for maximum tensile strength. Results obtained from verification experiments under optimal process parameters are in agreement with the results of predication.

第一章 緒論1
1.1前言1
1.2 研究動機與目的2
第二章 粉末冶金之理論探討3
2.1 粉末的製程3
2.1.1 氣體噴霧法3
2.1.2 水噴霧法6
2.1.3 油噴霧法7
2.2粉末之氧化7
2.3粉末之除氣9
2.4粉末之強化機構10
2.4.1 Orowan強化和散佈強化10
2.4.2晶粒細化強化11
2.5 粉末燒結12
2.6 粉末擠製13
第三章 田口式品質工程18
3.1 田口式品質工程簡介18
3.2品質特性之種類19
3.3 參數設計20
3.3.1 參數設計的步驟21
3.4 品質損失函數22
3.5 因子的分類25
3.6 信號雜音比28
3.7 直交表30
3.7.1 直交表的特性與應用30
3.8 變異數分析32
第四章 實驗之探討36
4.1 實驗材料38
4.2 實驗設備38
4.3熱間擠製實驗42
4.4 粉末擠製參數之選擇44
4.5 田口式實驗之安排步驟45
4.6 拉伸試驗47
4.7 密度測定49
4.8 金相顯微組織之觀察與分析50
第五章 結果與討論51
5.1 擠製負荷分析51
5.2 抗拉強度分析54
5.3 密度分析56
5.4 ANOVA變異數分析57
5.4.1 擠製負荷ANOVA分析58
5.4.2 抗拉強度ANOVA分析59
5.5最適條件之估計值與驗證實驗60
5.5.1 擠製負荷之驗證實驗62
5.5.2 抗拉強度之驗證實驗63
5.6最適條件之探討65
5.6.1擠製負荷最適條件之分析65
5.6.2抗拉強度最適條件之分析66
第六章 結論與建議71
6.1 結論71
6.2未來研究方向及建議72
參考文獻73

1. 粉末冶金,中華民國粉末冶金協會,1991,7月
2. L. S. Darken and R. W. Guny , Physical Chemistry of Metal, McGraw-Hill Publications, 1953
3. Y. W. Kim, W. M. Griffith and F. H. Fores, “Surface Oxides in
P/M Aluminum Alloys”, Journal of Metals, p.27-33, August
1985
4. 許財源, “SiCp/7075 Al複合材料粉末冶金製程及性質之研究” ,國立清華大學材料所博士論文, 1996
5. T. S. Srivatsan, E. J. Lavernia and F. A. Mohamed, “Influence of Oxides on the Properties of P/M Al-Li-Cu Alloys” , The International Journal of Powder Metallurgy, Vol.26, no.4, p.321, 1990
6. J. T. Morgan, H. L. Gegel and S. M. Doraivelu, Proceeding of AIME Symposium on High Strength P/M Aluminum Allows , p.193, February 17-18,1982,
7. Y. W. Kim, W. M.Griffth, and F. H. Fores, ASM Metal/Materials Technology Series No.8305-048, ASM Metals Congress, Philadelphia, PA, October 3-6,1983
8. R. J. Lederich and S. M. L. Sastry, “Deformation Behavior of Silicon-Carbide-Whisker-Reinforced Aluminum Composites”, Materials Science and Engineering,55,p143-146,1982
9. F. J. Humohreys, “The Nucleation of Recrystallization at Second PhaseParticles in Deformed Aluminum” , Acta Metallurgica, Vol.25 1977
10. George E. Dieter, “Mechanical Metallurgy”, Third Edition
11. T. Sheppard , “Extrusion of AA2024 Alloy”, Materials Science and Technology , Vol.9,May 1993
12. Lenel, FritzV.“ Powder Metallurgy-Principles and Applications ”, 1980
4. 鍾清章，“田口式品質工程導論”，中華民國品質管制學會，民國八十二年
14. G.Taguchi,“Introduction to Quality Engineering,”Asian Productivity Organization,Tokyo, 1990
15. 湯國彥，“ 田口方法望大望小品質特性SN比之研究 ”，國立交通大學工業工程研究所碩士論文，民國八十三年
16. 黎正中，穩建設計之品質工程，台北圖書有限公司，民國八十二年
17. 鄭燕琴，田口品質工程技術理論與實務，中華民國品質管制學會，民國八十二年
18. 林本源、林啟瑞等，“ 材料試驗”，高立圖書有限公司，民國八十一年
19. J. Zhou , J . Duszczyk, B .M .Korevaar, “Mechanical Response and Structural Development During the Hot Extrusion of A Rapidly Solidified AL-20Si-7.5Ni-3Cu-1Mg Alloy Powder”, Journal of Materials Science ,1992
20. M. Lieblich, G. Caruana, M. Torralba, and H. Jones “Inert Gas Atomised Al-Cr-Zr Alloy Powders Consolidated by Extrusion: Effect of Powder Variables and Extrusion Parameters on Extrusion Pressure ”, Powder Metallurgy, Vol. 39 No.2, 1996
21. 盧文華，“鋁基複合材料粉末冶金製程及熱擠型之研究”，國立台灣大學碩士論文，民國八十一年
22. 黃俊龍，“6061鋁合金及鋁基複合材料之高溫潛變性質研究”，國立台灣大學碩士論文，民國八十三年
23. 王樹模，“田口式實驗法應用於A6061鋁合金熱間擠製之分析”，國立台灣科技大學碩士論文，民國八十七年