臺灣博碩士論文加值系統

金屬工件表面狀態對磷化品質影響很大，即使是同一磷化製程程式，相同磷化製劑，但對同一工件其不同部位的磷化膜品質也可能有所不同，這就是因為工件表面狀態差異所致。這差異與金屬工件其熱處理的製程條件有關，所產生的機械性質，對於磷化處理的形成品質有決定性的影響。本研究則以螺絲為例，探討螺絲經由氣體滲碳法和不同滲碳回火溫度熱處理後，所表現出來的機械性質對磷化膜的影響。
本實驗主要針對材料為SAE 1022 AK-KILLED(MQ)線材之乾牆螺絲進行滲碳熱處理，在熱處理爐中進行一般滲碳熱處理，其滲碳溫度為820 ℃至900 ℃、保溫時間為40分鐘、爐氣的碳勢 (Carbon Potential)控制在1.1%的碳勢，淬火冷卻油溫度為75 ℃，進行氣體滲碳熱處理，再經不同溫度回火。結果顯示，經不同的滲碳回火溫度的低碳鋼經電鍍鍍鋅其色澤無甚差異；而對於磷化處理其表面色澤則有明顯差異，觀察其金相試験金相圖，得知工件回火溫度影響磷化膜表面擴散吸附，從而造成磷化表面顏色的差異與改變。

The influence of metal surface state on phosphatizing quality are great, even on the same phosphatizing, formulations, or in different parts phosphatizing of the same piece may also be difference, because the surface state of the piece are difference. This difference to the screw is about carburizing of heat treatment before phosphating, the quality of formation on the phosphatizing has a decisive influence. This article is to explore the impact that different tempering of gas carburizing demonstrated mechanical properties to phosphatizing.
The experiment focused on material wire of SAE 1022 AK-KILLED (MQ) that drywall screws be carburizing heat treatment, in heat treatment taken furnace to general carburizing heat treatment, then carburizing heat treatment by carburizing temperature of 820 ℃ it to 900 ℃, holding temperature of 40 minutes, controlling carbon potential of 1.1% in the furnace gas, and quench cooling oil to temperature is 75 ℃, then carry on the gas carburizing heat treatment and at different temperatures by tempering. The results showed that by carburizing then different tempering of variables, then after plating that the showing no difference in color; but there are significant differences in the color of the surface phosphate treatment, so by observe the microstructure Test phase diagram, and know the tempering treatment of work-piece affects the surface of phosphate coating to diffusion adsorption, and resulting the surface color of phosphide be difference and change.

目錄
第一章 緒論 1
1.1 前言導引 1
1.2 研究動機與目的 2
第二章 理論基礎 3
2.1 碳鋼之介紹 3
2.1.1 碳鋼的用途 3
2.1.2 強化金屬的方法 7
2.1.3 鋼之熱處理 9
2.1.4 碳在變態中的效應 19
2.2 滲碳基本原理 23
2.3 滲碳方法 28
2.3.1 固體滲碳法 28
2.3.2 液體滲碳法 30
2.3.3 氣體滲碳法 32
2.4 磷化表面處理 35
2.5 電鍍鍍鋅 37
第三章 實驗方法與步驟 40
3.1 實驗規劃 40
3.2 實驗方法 43
3.2.1 螺絲製造 43
3.2.2 滲碳回火 47
第四章 結果與討論 51
4.1 滲碳參數的影響 61
4.2 回火參數的影響 62
4.3 表面處理的影響 63
第五章 結論 65
參考文獻 66
附錄 69
附圖一 碳鋼的淬火溫度示意圖 69
附圖二 淬火鋼在不同溫度回火過程中組織變化示意圖 70
附表一 碳鋼內各種變態類型與溫度 71
附表二 碳鋼的變態溫度與熱處理溫度 72
附表三 常用維氏硬度、布氏硬度及洛氏硬度值對照表 73
圖目錄
圖2-1 退火的種類和加熱溫度範圍 10
圖2-2 碳鋼（完全退火）之組成 11
圖2-3 階段淬火作業方法 12
圖2-4 火花束示意圖 17
圖2-5 碳鋼不同含碳量火花特徵示意圖 18
圖2-6 鐵-碳平衡圖 20
圖2-7 Fe-C系平衡狀態圖(部份圖) 22
圖3-1 實驗規劃流程圖 41
圖3-2 第一階段不同回火參數條件示意圖 42
圖3-3 第二階段不同滲碳淬火回火參數條件示意圖 42
圖3-4 螺絲製造程式 44
圖3-5 線材經粗抽後退火處理條件示意圖 44
圖3-6 萬能拉伸試驗機Shimadzu UH-1000kNI 45
圖3-7 Vickers微硬度機Shimadzu Micro Hardness 46
圖3-8 光學顯微鏡 Olympus BX51M (10X100) 46
圖3-9 連續式電加熱式光輝滲碳淬火爐 48
圖3-10 連續式熱風回火爐 48
圖3-11 鋼的滲碳有效硬化深度量測示意圖 50
圖4-1 第一階段測試工件未滲碳硬度曲線圖 52
圖4-2 第一階段滲碳回火後有效硬化層深度法檢測圖 53
圖4-3 第一階段滲碳回火後外觀顏色 54
圖4-4 第一階段水洗磷化膜顏色 56
圖4-5 第一階段酸洗磷化膜顏色 56
圖4-6 第一階段酸洗磷化顯微組織觀察 (10X50) 56
圖4-7 第二階段滲碳回火外觀顏色 59
圖4-8 第二階段滲碳回火五彩鍍鋅外觀顏色 59
圖4-9 第二階段滲碳回火磷化處理外觀顏色 59
圖4-10 第二階段未滲碳顯微組織觀察 (10X100) 60
圖4-11 第二階段滲碳回火顯微組織觀察 (10X100) 60
圖4-12 第二階段滲碳回火五彩鍍鋅顯微組織觀察 (10X100) 60
圖4-13 第二階段滲碳回火磷化處理顯微組織觀察 (10X100) 61
表目錄
表2-1 各種碳鋼材料之分類及用途 5
表2-2 各種合金鋼之分類及用途 6
表3-1 線材6.5 mm SAE 1022 AK-KILLED(MQ)化學組成成份 43
表4-1 2.65線材拉伸測驗 52
表4-2 滲碳回火溫度工件顏色 54
表4-3 第二階段不同規格滲碳回火條件之檢測值 58

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