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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭嘉慶
研究生(外文):cheng chia ching
論文名稱:提升AG40A鋅合金鑄件健全性之研究
論文名稱(外文):Research on the Improvement of Soundness AG40A Zinc Alloy Casting
指導教授:胡瑞峰
指導教授(外文):hu jui feng
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:機械工程研究所碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:131
中文關鍵詞:AG40A鋅合金電腦輔助模擬分析熱室壓鑄孔洞冷接
外文關鍵詞:AG40A zinc alloycomputer-aided engineeringhot chamber die castingporositycold shut
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鋅合金壓鑄因鑄造迅速及材料特性,常發生孔洞和冷接缺陷,本研究主要目的是利用熱室壓鑄法鑄造AG40A鋅合金衛浴零件之缺陷研究。應用電腦輔助模擬分析(CAE)軟體設計不同鑄造方案及實際壓鑄鑄件之驗證,並改變不同製程參數,以尋求改善AG40A鋅合金鑄件缺陷方案,主要探討製程參數有熔液澆鑄溫度、模具溫度和鑄造壓力。
本研究利用Flow-3D模流分析軟體模擬不同澆流道方案之充填流動和凝固過程,且預測鑄件內孔洞分布位置,並採用S50C永久模實際壓鑄鑄造AG40A鋅合金衛浴零件。研究結果顯示電腦模擬預測AG40A鋅合金壓鑄件缺陷位置和實際壓鑄件缺陷位置大致吻合。不同的熔液溫度、模具溫度和鑄造壓力條件下,藉由電腦模擬壓力分布可判斷實際鑄件之捲氣孔洞產生位置。此外,提昇模溫至180℃以上可獲得較慢冷卻速率,以避免表面冷接產生。又鑄造方案設計在具有溢流井與逃氣道時,內部孔洞明顯會減少與變小,但孔洞仍無法完全避免。改變模溫和鑄造壓力雖可減少缺陷,惟必須再配合澆流道、排氣道和溢流井的最佳化設計,才能大幅改善AG40A鋅合金壓鑄件缺陷產生。此外,增加AG40A鋅合金較多的鎂元素含量,會提高AG40A鋅合金鑄件表面潮濕腐蝕的傾向,且亦增加鋅合金把手鑄件之劣化現象。
The defects of zinc alloy die-castings often happen due to its characters and the fast die-casting sped. This research was main mainly focus on the resolution of solving those defects in the AG40A zinc sanitary die-casting. The different designs of casting established by the CAE and the real castings by the hot chamber die-casting will be compared to reveal the optimal process used for the AG40A zinc alloy die-castings. The process parameters considered in this research include the casting pressure, the pouring temperature and the mold temperature of die.
Utilizing the CAE simulation software FLOW-3D to simulate the different project of the AG40A zinc alloy will realize the flow filling and the solidification process. The distribution and position of gas porosity in the AG40A zinc alloy casting will be analyzed through the simulation of FLOW-3D for the different gating systems. The result show that the correspondence of the simulation of CAE and the practical die-castings. In addition, the vent hole and the overflow design will be suitable for decreasing the defects of AG40A zinc alloy die-castings.
第一章 前言..........................................................1
第二章 文獻探討
2.1 電腦輔助鑄造模擬...........................................2
2.2 壓鑄材料與壓鑄件分析........................................3
2.3 壓鑄用鋅合金...............................................4
2.4 壓鑄方案設計...............................................6
2.4.1 壓鑄機選用...........................................7
2.4.2 澆流道系統設計.......................................8
2.4.3 溢流井與逃氣道設計...................................11
2.4.4 壓鑄製程參數........................................12
2.5 壓鑄合金之凝固............................................13
2.6 壓鑄件缺陷發生原因.........................................15
2.7 鎂元素對鋅合金壓鑄件影響...................................17
第三章 實驗方法及步驟
3.1 研究目的.................................................32
3.2 實驗材料.................................................32
3.3 實驗方法.................................................33
3.3.1 電腦輔助設計........................................33
3.3.2 電腦輔助模擬分析....................................33
3.4 鑄造方案設計..............................................34
3.4.1 澆流道系統設計......................................34
3.4.2 壓鑄參數設定........................................35
3.5 實際進行壓鑄件............................................35
3.6 金像顯微組織觀察..........................................36
第四章 結果與討論
4.1 澆流道系統設計對鋅壓鑄件之影響..............................49
4.1.1 方案A-在把手底環裙部設單流道..........................49
4.1.2 方案B-在把手手柄處設單流道...........................50
4.1.3 方案C-在把手底環裙部設單流道和溢流井...................51
4.1.4 方案D-在把手底環裙部設不對稱雙流道....................52
4.1.5 方案E-在把手底環裙部設不對稱雙流道和溢流井.............53
4.1.6 方案F-在把手底環裙部設對稱雙流道......................54
4.1.7 方案G-在把手手柄端設對稱雙流道和手柄處逃氣道............55
4.1.8 方案H-在把手底環裙部設對稱雙流道和溢流井...............56
4.2 各方案壓力分布之比較.......................................56
4.2.1 單流道壓力分布之比較.................................57
4.2.2 單流道與不對稱雙流道之壓力分布........................58
4.2.3 具溢流井與逃氣道之流道系統壓力分布.....................58
4.2.4 對稱雙流道之溢流井與逃氣道壓力分布.....................59
4.2.5 具溢流井及逃氣道之澆流道系統凝固模擬...................59
4.3 製程參數對AG40A鋅合金衛浴把手壓鑄件良品率影響................60
4.3.1 鑄造壓力和模具溫度影響...............................60
4.3.2 鑄造壓力和熔液溫度影響...............................61
4.4 金相顯微組織分析..........................................62
4.4.1 光學顯微鏡(OM)觀察..................................62
4.4.2 掃描式電子顯微鏡(SEM)組織觀察與分析...................63
4.5 壓鑄件孔洞率與良品率分析...................................66
4.6 AG40A壓鑄件之鎂元素含量影響................................69
第五章 結論........................................................126
參考文獻...........................................................127
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