跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.97.14.82) 您好!臺灣時間:2025/02/19 10:38
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:吳昭輝
研究生(外文):Wu Jau-Huei
論文名稱:鋁合金件含浸製程技術開發研討
論文名稱(外文):Development And Research ForImpregnation Process In Aluminum Components
指導教授:胡穗樂胡穗樂引用關係
指導教授(外文):Hu Svey-Yueh
口試委員:鄭文興薄慧雲邵維揚
口試委員(外文):Chengn Vun-ShingBor Hui-YunShao Wei-Yang
口試日期:2013-12-14
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄海洋科技大學
系所名稱:輪機工程研究所
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:2012
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:鋁合金試件含浸處理田口實驗計畫法主成份分析法
外文關鍵詞:Aluminum Alloy SpecimenImpregnation ProcessTaguchi Design of Experiments.Principal Component Analysis
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:1349
  • 評分評分:
  • 下載下載:92
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
摘要
本研究實驗以美國軍規 MIL-L-17563 為製程標準,針對鋁合金標準試件,使用真空含浸方法和指定有機含浸劑 IMPRX 95-1000A,進行試件表面含浸製程加工處理探討。以含浸液溫度、含浸艙真空度、成化槽熱水溫度、乾燥時間、共四個參數因子進行田口實驗計畫法之L9(34)直交表穩健設計後,進行真空含浸實驗,含浸實驗後對試件進行耐冷水的性能、耐熱性能、耐油性能測試,探討含浸製程參數改變,對於試件的含浸層材料性質所造成的影響程度。
實驗量測值以田口實驗計畫法分析其S/N比後並正規化,再透過SPSS軟體進行主成份分析,藉由主成份總得點數之因子分析,應用田口分析法,對試件之耐冷水的性能、耐熱性能、耐油性能之三個含浸層品質特性,開發出含浸層多重品質特性最佳化製程技術參數組合。
實驗結果顯示: (1).含浸艙真空度越高相對於耐冷水的性能、耐熱性能、耐油性能皆越高,為顯著影響因子。(2).含浸液成化後加以乾燥的時間愈長,對含浸多重品質特性愈有助益。(3).含浸液溫度到達一定溫度後,含浸效果即可處於最佳狀態,再提升含浸液溫度並無法有效產生較佳的含浸效果。(4).成化槽熱水溫度對於三個含浸層材料性質所造成的影響程度並不顯著。 (5). 鋁合金件含浸製程技術多重品質最佳化參數組合為:(a)含浸液溫度20℃, (b)含浸艙真空度1x10-4 Torr, (c)成化槽熱水溫度90℃, (d)乾燥時間40分鐘。(6). 影響鋁合金件含浸製程技術中最重要的控制因子及其貢獻度依序為:含浸艙真空度54.2422%、乾燥時間24.3151%、含浸液溫度17.7898%。(7). 最佳化參數組合的S/N比相對於初始參數組合之改善量為:耐冷水性能增加0.40406db (有效減少重量損失0.1mg),耐熱性能及耐油性能則無改善空間。
最後以最佳化之參數進行真空含浸確認實驗,實驗結果証實利用田口實驗計畫法搭配主成份分析法,所找出的一組最佳化鋁合金試件含浸參數組合,確實能有效改善含浸製程之全部三項品質特性。

關鍵字:鋁合金試件、含浸處理、田口實驗計畫法、主成份分析法。

Abstract
This study followed the American military specification MIL-L-17563 as the standard experiment procedure to perform the impregnation process testing on the aluminum alloy specimens. The vacuum impregnation method with the organically infusion liquid, IMPRX 95-1000A was used to study the effects of the impregnation process on the aluminium alloy specimens. A Taguchi Design of Experiments (DOE) using the L9(34) Orthogonal Array was conducted with four control factors including infusion liquid temperature, vacuum level in the impregnation tank, curing temperatures and the drying times. After completing the DOE experiments, the effects of the changes of each control factor on the impregnated specimens’ cold water-bearing, heat-resistant, and oil-resistant performances were evaluated.
The experimental values were first measured and analysized by Taguchi S/N ratio and standardized. Then the Principal Component Analysis (PCA) using the SPSS software was employed to analyze the total gains of each control factor. Finally, the Taguchi method was used to evaluate three impregnation characteristics – the cold water-bearing, heat-resistant, and oil-resistant performances - to obtain the combination of the control factors for the best multiple qualities of the impregnated specimens.
From these experiments, it can be concluded that: (1) vacuum level is the most significant influenceing factor, which could raise all the three performances including cold water-bearing, heat-resistant, and oil-resistant performances; (2) after completing curing infusion liquid, the longer the drying time was, the better the multiple qualities of the impregnated samples appeared; (3) when the temperatures of the infusion liquid were raised to a specific degree, its effect then was at the optimum condition. The further rising of the temperatures could not raise the qualities of the impregnated samples’ properties; (4) curing temperature had no significant effect on all the three impregnation characteristics; (5) the optimized parameters for impregnated aluminum alloys having the best multiple qualities were as follows: (a) immersion temperature at 20℃, (b) vacuum level in the impregnation tank at 1x10-4 torr, (c) the hot water temperature in the curing tank at 90℃, and (d) the drying time for 40 minutes; (6) the contributions of each control factor to the impregnated aluminum alloys were 54.2422% by the vacuum level in the impregnation tank, 24.3151% by the drying time, and 17.7898% by the hot water temperatures in the curing tack; (7) the S/N ratio of the optimized parameters to the initial ones in volume only showed to increase cold water-bearing performance for 0.40406db (effective in reducing weight loss 0.1mg), but there had no improvement for heat-resistant and oil resistant performances.
Finally, the optimized values of the control factors were employed in a confirmatory trial run which used Taguchi Design of Experiments coupled with Principal Component Analysis too. In the confirmatory trial run, it confirmed that the three quality characteristics of the impregnated aluminum alloy specimens had been significantly improved.

Keyword: Aluminum Alloy Specimen, Impregnation Process, Taguchi Design of Experiments, Principal Component Analysis.

目錄
摘要 I
誌謝 VI
目錄 VII
圖目錄 XII
表目錄 XIV
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 2
1.3 研究目的 3
1.4 研究限制 4
1.5 實驗流程 4
1.5.1 鋁合金真空含浸實驗流程 5
1.6 文獻回顧 6
1.7 論文結構 8
第二章 研究方法與實驗材料 9
2.1 真空含浸法 9
2.1.1 真空含浸簡介 9
2.1.2 真空含浸方法 10
2.1.2.1 內部壓力法 10
2.1.2.2 乾真空加壓法 11
2.1.2.3 濕真空加壓法 11
2.1.3 真空含浸原理 12
2.1.4 濕真空含浸加工參數 13
2.1.4.1 含浸體材料 13
2.1.4.2 含浸液 14
2.1.4.3 含浸過程 15
2.1.4.3.1 四個實驗參數因子 17
2.2 真空含浸的優點 17
2.3 真空含浸的缺點 17
2.4 A357鋁合金簡介 18
2.4.1 A357鋁合金的應用及性質 18
2.4.2 A357鋁合金的冶金性質 19
2.5 實驗材料 19
2.6 實驗方法 19
2.7 田口法 20
2.8 主成份分析法 23
第三章 實驗與檢測設備 28
3.1 含浸設備 28
3.1.1 含浸液儲存筒 28
3.1.2 含浸真空艙 29
3.1.3 清洗糟 39
3.1.4 脫水機 30
3.1.5 熱水成化槽 30
3.1.6 熱風循環箱 31
3.2 含浸檢測設備 31
3.2.1 空氣壓力試驗機 31
3.2.2 空氣壓力試驗夾具 32
3.2.3 微量天平 33
3.3 分析軟體 33
第四章 實驗結果與分析 34
4.1 實驗過程 34
4.1.1 含浸性能量測定義 34
4.1.2 含浸後的滲漏檢測與重量變化之量測 34
4.1.2.1 重量變化計算方法 34
4.1.3 實驗控制參數 35
4.1.4 真空含浸實驗步驟 35
4.1.5 含浸層性能試驗項目及順序 38
4.1.5.1 耐冷水性能測試 38
4.1.5.2 耐熱水性能測試 38
4.1.5.3 耐油性能測試 39
4.2 實驗研究流程 40
4.3 實驗結果與分析 41
4.3.1 品質特性量測與效果評估 41
4.3.1.1 耐冷水性能效果評估 42
4.4.1.2 耐熱性能效果評估 42
4.4.1.3 耐油性能效果評估 42
4.3.2 輸入因子變數正規化 44
4.3.3 多重品質主成份分析 45
4.3.4 因子效果回應表、回應圖 48
4.3.5 變異數分析 49
4.3.6 最佳化製程表現之預測 52
4.3.7 確認實驗 52
第五章 結論 53
5.1 結論 53
5.2 論文貢獻 54
5.3 未來研究方向 54
參考文獻 55

圖目錄
圖1.1 鋁合金真空含浸實驗流程圖 5
圖2.1 含浸前後比較 9
圖2.2 真空含浸-內部壓力法 10
圖2.3 真空含浸-乾真空加壓法 11
圖2.4 真空含浸-濕真空加壓法 12
圖2.5 真空含浸處理綜合參數圖 13
圖2.6 A1燒結體試驗個體含浸示意圖 20
圖2.7 (X1,X2)座標系統 24
圖2.8 (Y1,Y2)座標系統 24
圖3.1 含浸液儲存筒 28
圖3.2 含浸真空艙 29
圖3.3 清洗槽 29
圖3.4 脫水機 30
圖3.5 熱水成化槽 30
圖3.6 熱風循環箱 31
圖3.7 空氣壓力試驗機 31
圖3.8 空氣壓力試驗機管路圖 32
圖3.9 試件壓力測試組裝示意圖 32
圖3.10 實際之試件壓力測試組裝圖 33
圖3.11 TE1245微量天平 33
圖4.1 燒結體試驗個體 36
圖4.2 耐冷水性能測試 38
圖4.3 耐熱性能測試 39
圖4.4 試驗個體和機油 39
圖4.5 A1燒結體含浸多重品質特性最佳化流程圖 40
圖4.6 耐冷水性能測試之重量損失長條圖 43
圖4.7 耐熱性能測試之重量損失長條圖 43
圖4.8 耐油性能測試之重量損失長條圖 43
圖4.9 主成份總得點MPCI之回應圖 49

表目錄
表2.1 有機含浸劑 Imprex 95-1000A 特性 14
表2.2 實驗控制因子與現有設定值 17
表2.3 A357鋁合金的物理及機械性質 18
表2.4 A357鋁合金標準成分組成百分比 19
表2.5 L9(34)直交表 22
表4.1 實驗控制因子與水準值 35
表4.2 含浸燒結體品質特性量測與效果評估 41
表4.3 品質特性之正規化表 44
表4.4 多重品質特性之相關係數矩陣 45
表4.5 主成份特徵值與變異解釋力分析 46
表4.6 主成份權重係數矩陣 46
表4.7 主成份得點 48
表4.8 主成份總得點MPCI之回應表 48
表4.9 實驗控制因子與水準值 49
表4.10 主成份總得點MPCI之變異數分析 50
表4.11 初始參數和多重品質特性最佳參數比較 52

參考文獻

[1.1]什麼是浸滲,http://tech.newmaker.com/art_23946.html, 寶密浸滲機械有限公司,上海,2007。
[1.2]浸滲封孔技術,http://big5.jsjxsb.cnal.com/index.shtml, 蘇州浸滲機械設備有限公司技術資料,2013。
[1.3]有機熱水固化真空浸滲設備及其密封技術,http:// www.mfw365.com,密封技術網,2010。
[1.4]朱正德,浸滲技術在發動機製造中的應用,http://auto.vogel.com. cn/paper _view.html?id=34825, 大眾動力總成(上海)有限公司,2011。
[1.5]MIL-I-17563C, Impregnant for cast or powder metal components, Military Specification, 1992.
[1.6]浸滲技術工藝闡述,http://tech.newmaker.com/art_31676.html, 廣州因普雷浸滲廠,2008。
[1.7]含浸的簡介,http://zenda.com.tw/faq/content/10/39/tw/%E5% 90%AB%_E6%B5%B8%E7%9A%84%E7%B0%A1%E4%BB%8B.html, 金屬表面處理藥劑資訊網,天聖金屬科技,2011。
[1.8]浸滲技術的發展及應用,http://tech.newmaker.com/art_44038. html, 2011.
[1.9]常移遷,張百在,浸滲技術在中大型壓鑄鋁合金產品中應用,http://cn. newmaker.com/art_45100.html, 廣東鴻圖科技股份有限公司,2012。
[1.10]翁維祥,銅箔基板環氧樹脂含浸液之研究,國立中央大學化學工程系碩士論文,桃園,2001。
[2.1]含浸技術總合介紹,http://www.tojin.com.tw/SerTech_info.asp? ID=26, 統仁貿易股份有限公司技術資料,2013。
[2.2]歐陽麗偉,鑄件為什麼要浸滲,http://papers.jdzj.com/article_ 10083.html, 珠海粵發貿易有限公司,2009。
[2.3]劉春雷,趙國琴,黃迸达,浸滲法修復柴油機缸體缸蓋類鑄件缺陷的研究,http://www.doc88.com/p-698155888265.html, 玉柴機器股份有限公司鑄造廠,2012。
[2.4]隋枚,汽車動力系統鑄件的浸滲技術,http://tech.newmaker. com/art_ 1724.html, 2004.
[2.5]常移遷,張百在,浸滲技術在中大型壓鑄鋁合金產品中應用,http://cn. newmaker.com/art_45100.html, 廣東鴻圖科技股份有限公司,2012。
[2.6]浸滲膠使用注意事項,http://tech.newmaker.com/art_38576.html, 蘇州匯毅工業材料科技有限公司,2010。
[2.7]Imprex 95-1000A, IMPREX,INC.3260 S 108th St. Milwaukee, USA.
[2.8]A357 Alloys, Y.H.Tan, S.L.Lee and Y.L.Lin, Effects of Be and Fe additions on the microstructure and mechanical properties of A357.0 alloys, Metallu- rgical and Materials Transactions A vol.26A, pp. 1195-1205, 1995.
[2.9]MIL-I-17563C, Impregnant for cast or powder metal components, Military Specification, 1992.
[2.10]含浸處理,http://keesh.com.tw/tw/impregnation1.html, 銧豹含浸有限公司,苗栗,2010。
[2.11]有機熱水固化真空浸滲設備及其密封技術,http://tech. newmaker.com/art_ 16144.html, 力泰厭氧膠有限公司,2006。
[2.12]含浸處理、含浸加工,http://www.soft-bond.com.tw/product- category.htm, 翰泰科技電子有限公司,江蘇省昆山市,2013。
[2.13]周志宏,品質工程特論,國立高雄第一科技大學,2006。
[2.14]林師模、陳苑欽,多變量分析,pp. 126 – 175,雙葉書廊有限公司,台北,2003。
[2.15]洪正義,鎳基合金Inconel 718電子束銲接製程技術開發,國立高雄第一科技大學機械及自動化工程學系碩士論文,高雄,2012。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top