臺灣博碩士論文加值系統

在台灣合金鋼工業中，其已愈來愈廣泛被使用，因合金鋼具有優良高強度、高硬度、高韌性、耐磨耗和抗氧化性等。所以合金工具鋼經常被運用在量具、衝模、拉線模、粉末成型模、壓鑄模、以及擠壓模等其他工業領域上，在工業界裡，它已經扮演一種不可或缺的材料了。
一般常用的合金工具鋼有SKS2、SKS3、SKD11、以及SKD61等。而SKS2和SKS3是碳素工具鋼加鉻和鎢元素以提高其淬火性、耐磨耗性，所以用於特別要求硬度和耐磨耗性的成形模板，其使用硬度為HRC 55~60度。另SKD11是與SKD61是加入釩元素取代SKS的鎢元素，而其淬火性、耐衝擊性、以及耐磨耗性都均優於SKS鋼材，而且淬火之應變情形小，其SKD11的使用硬度為HRC 58~63，另SKD61的硬度為HRC 45~48，但SKD61的耐熱性、韌性也均優於SKD11。
而在本研究中，選用在工業中常用SKS3、SKD11、以及SKD61三種經熱處理過後的合金工具鋼做為本次研究的主要材料，利用拋光粒度(氧化鋁粉大小)、腐蝕溶液的腐蝕時間、以及拋光轉速等三種控制因子的變化對金相組織的影響，所以利用田口法品質工程實驗方法來進行探討研究合金鋼材料之金相分析前製程參數控制因子的最佳化。
為了能讓製程後的金相試片可以轉換成數據值，所以利用Matrox Inspector 10影像分析軟體，讓金相影像轉換為灰階值來進行分析，從分析結果得知，對影響合金鋼SKS3、SKD11、以及SKD61之金相的主要控制因子，拋光粒度(氧化鋁粉大小)、腐蝕溶液的腐蝕時間、以及拋光轉速之最佳化參數值的。

Alloy steels have increasingly been widely used in the industry because it is high in strength, hardness, toughness, wear-resistance and wireo-drawing, powder-forming, extrusion dies, die-casting molds and other industrial fields. Now it has become an indispensable material in the industry.
Commonly used alloy tool steels include the SKS2, SKS3, SKDll and SKD61 materials and so on. The SKS2 as well as SKS3 materials enhance hardenability, wear-resistance and therefore are used in forming templates which requires hardness and wear-resistance. The hardness of SKD61 materials, they are added with vanadium in lieu of tungsten used in the SKS material. The hardenability, impact resistance and wear-restistance are better than the ones of the SKS material and there are few quenching strains. Hardness of the SKD11 material ranges from HRC 58~63 and HRC45~48 of SKD61. Although the SKD61 material’s hardness ranges from HRC45~48, its heat-resistance and toughness are better than the ones of the SKD11 material.
During the study, the frequently used SKS3, SKD11 and SKD61 alloy tool steels that had been enhanced by heat-treatment were picked as the materials for the research. We used the polishing grains (depending on the amount of aluminum oxide power), the corrosion rate of the corrosive fluid, polishing are rate as three controlling elements of the influence on the metallurgical structure. Afterwards, by Taguchi methods we looked into the metallographic analysis of the alloy steel materials from the pre-manufacturing process to figure out the best controlling elements.
To convert metallurgical specimens into statistics after the manufacturing process, Matrox Inspector 10, some image analyzing software, is used to greyscale metallography images for people to study them. From the result of the analysis, we gathered that the controlling elements in the metallography of the SKS3, SKD11 and SKD61 materials is the optimal quantity of the polishing fluid, the corrosion and polishing rate.

中文摘要.........................................I
Abstract......................................III
致謝............................................V
目錄...........................................VI
圖目錄.........................................IX
表目錄.......................................XIII
第一章 緒論.....................................1
1-1 研究背景和動機 ..............................1
1-2 研究目的和方法..............................3
第二章 合金基礎理論及田口法介紹....................4
2-1 合金工具鋼材料特性概說........................4
2-2 合金工具鋼的化學性質.........................5
2-3 合金工具鋼的種類............................10
2-3.1 切削用合金工具鋼..........................10
2-3.2 冷加工模具用合金工具鋼.....................12
2-3.3 熱加工模具用合金工具鋼.....................16
2-4 合金工具鋼的選用............................18
2-4.1 冷模合金工具鋼SKS3和SKD11的特點............18
2-4.2 熱模合金工具鋼SKD61的特點..................18
2-5 田口法品質工程介紹...........................19
2-5.1 參數設計方法 ..............................20
2-5.2 參數設計步驟..............................21
2-5.3 信號雜音比(S/N比).........................22
2-5.4 直交表...................................26
2-5.5 變異數分析................................27
第三章 實驗流程與步驟............................29
3-1 實驗步驟....................................29
3-2 實驗材料選用.................................30
3-2.1 拋光粒度..................................30
3-2.2 腐蝕溶液..................................30
3-2.3 研磨砂紙選用...............................32
3-3 實驗設備....................................33
3-4 金相分析軟體Matrox Inspector 10..............43
3-5 選用適合的田口法L9(34)直交表參數設計............44
第四章 實驗結果及田口法分析結果討論................46
4-1 Matrox Inspector 10軟體影像分析..............46
4-2 金相分析最佳化數值............................68
4-3 灰階值信號雜音(S/N)比.........................71
4-4 輔助表......................................74
4-5 變異數分析...................................83
4-6 交互作用....................................86
4-7 實驗驗證....................................89
第五章 結論與未來展望...........................90
5-1 結論.......................................90
5-2 未來展望....................................91
參考文獻........................................92

[1] 王約翰，”鋁合金材料金相分析最佳化研究”，正修科技大學機電工程研究所碩士論文，台灣，2010年。
[2] 機械工程手冊2，”鋼材料”，五南圖書出版公司，台灣，2009年4月。
[3] JT. BLACK and RONALD A. KOHSER，”Materials and Processes in Manufacturing”，WILEY，美國，2013年。
[4] GEORGE E. TOTTEN，PH. D.，FASM，”STEEL HEAT TREATMENT HANDBOOK – Metallurgy and Technologies”，CRC Press，美國，2007年。
[5] 蘇朝墩，”品質工程”，中華民國品質學會，台灣，2010年。
[6] 丁志通和戴寶通，”田口實驗計畫法簡介（I）”，毫微米通訊，第8卷第3期，PP. 7-11，2001年。
[7] 鄭崇義，”田口品質工程技術理論與實務”，中華民國品質學會發行，台灣，2000年。
[8] 李輝煌，”田口方法-品質設計的原理與實務”，台北，高立圖書有限公司，2000年。
[9] 熱處理編輯委員會編著，”熱處理”， 台北，高立圖書有限公司，2006年。
[10] 葉琮合，”溫濕度對尼龍66塑膠材料機械性質影響評估”，正修科技大學機電工程研究所碩士論文，台灣，2009年7月。
[11] 黃振賢和蔡鍚鐃，”材料實驗”，新文京開發出版股份有限公司，台灣，2010年3月。
[12] 邱惠雯，”最佳化產品可靠度預估-以電源供應器為例”，明新科技大學，工程管理研究所碩士論文，pp.15~17，2006年。
[13] 林昆明，”材料基礎實驗(一)金相實驗-金相試片製備顯微組織觀與分析”，南台科技大學。
[14] 陳洪玉，”金相顯微分析”，哈爾濱工業大學出版社，2013。
[15] 唐殿福等，”工具鋼及其熱處理”，遼寧科學技術出版社，2009年。
[16] 吳裕慶，”機械材料學”，弘揚圖書有限公司，2012年。
[17] ”金相講義”，志虹熱處理股份有限公司。
[18] 蔡錫鐃，”材料實驗金相顯微鏡組織觀察試驗”，台北，文京圖書有限公司，1995年。
[19] 蔡鈜丞，”電漿硬面銲覆技術應用於耐磨複合鋼板製作之研究”，正修科技大學機電工程研究所碩士論文，台灣，2009年7月。
[20] 洪敏雄，”工具鋼的選擇與處理”，徐氏基金會出版，1982年。
[21] 呂金鑄，”工具鋼冶金學”，徐氏基金會出版，1985年。
[22] 藍茂隆，”電器開關結構設計對接點壓降及溫度影之探討”，正修科技大學，機電工程研究所碩士論文，pp.25-42，2008年。