| 姓名 |
張小千(Hsiao-chien Chang)
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畢業系所 |
機械工程學系在職專班 |
| 論文名稱 |
高強度7075-T4鋁合金之溫間成形研究
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| 摘要(中) |
本研究探討7075-T4鋁合金板在100oC、150oC、200oC溫熱狀態下的成形性能。試片採用電化學蝕刻法蝕刻網格後，經由油壓沖床進行板材可成形性試驗，並藉由變形後網格應變的量測，建立7075-T4鋁合金板在溫熱狀態下成形極限圖（Forming Limit Diagram, FLD）。結果表明，7075-T4鋁合金板成形極限受溫度的影響明顯，成形性能隨著溫度的上升而提升；在100oC~150oC時，鋁合金板對溫度變化最為敏感，成形性能幅度明顯提升。另外，本研究並透過氏硬度測試與微結構金相的觀察，加以探討各溫度成形性差異的原因，將成形性試驗結果做分析與驗證。 |
| 摘要(英) |
This study investigated the forming performance of 7075-T4 Aluminum alloy plate under the 100oC、150oC、200oC warm states. An experimental system of the electrical chemical etching method, hhydraulic presses for sheet metal formability tests, and deforming grids strain measurements are used to carry out the 7075-T4 aluminum alloy sheet forming limit diagram in a hot state (Forming Limit Diagram, FLD). Results show that the7075-T4 aluminum alloy sheet forming limit temperature obviously affects, and the formability rises apparently as temperatures rise, and at 100oC~150oc aluminum alloy sheet is most sensitive to temperature changes and the forming performance improves significantly. In addition, based on the Vickers hardness tests and metallographic observation of micro-structure, this study investigated the causes of formability differences as the temperature, and then established formability analysis and verification of test results. |
| 關鍵字(中) |
★ 7075-T4鋁合金板
★ 成形極限圖
★ 溫引伸成形
★ 差溫引伸 |
關鍵字(英) |
★ 7075-T4 Aluminum alloy plate
★ Forming limit diageam
★ Warm deep drawing
★ Temperature differences extension |
| 論文目次 |
摘要 I
ABSTRACT II
圖目錄 IV
表目錄 VI
第一章 緒論 1
1-1 前言1
1-2 板金沖壓成形技術 1
1-3 文獻回顧 4
1-4 研究動機與目的7
第二章 基本理論 9
2-1 鋁合金材料特性探討 9
2-1-1 鋁合金材料與熱處理種類 9
2-1-2 鋁合金之時效特性 11
2-2 影響板金成形性的材料性質理論 15
2-3 溫引伸成形製程介紹 15
2-4 成形極限圖（FLD）介紹 17
第三章 成形極限圖建立 20
3-1 實驗目的 20
3-2 網格蝕刻 22
3-3 鋁合金沖壓成形極限實驗模具之設計 27
3-4 可成形性實驗 38
第四章 結果與討論 43
4-1 7075-T4 鋁合金成形極限圖 43
4-2 硬度詴驗 45
4-3 微結構觀察 47
第五章 結論 52
參考文獻 54
第一章
圖 1- 1 板金成形的分類與變形特徵[2] 2
圖 1- 2 溫間引伸模具構造圖[39] 4
圖 1- 3 7075-T4 鋁合金成形極限實驗與分析流程 8
第二章
圖 2- 1 鋁合金之分類 10
圖 2- 2 各時效時間之平均維克氏硬度變化圖 13
圖 2- 3 各時效時間之降伏與極限應力變化圖 14
圖 2- 4 等溫引伸模具示意圖[33] 16
圖 2- 5 差溫引伸模具示意圖[35] 16
圖 2- 6 差溫和等溫條件下的極限引深比[32] 17
圖 2- 7 KEELER-GOODWIN 成形極限圖[34] 19
圖 2- 8 變形後網格在成形極限圖中之相對位置[34] 19
第三章
圖 3- 1 可成形性實驗之詴片幾何形狀及尺寸 21
圖 3- 2 7075-T4 鋁合金之 RC=0~RC=80 五種裁邊 FLD 詴片 21
圖 3- 3 以網格變形後形狀判斷變形模式[34] 22
圖 3- 4 LECTROETCH V45A 型電化學蝕刻機 23
圖 3- 5 電化學蝕刻之網格形式 24
圖 3- 6 7075-T4 鋁合金電化學網格蝕刻步驟 1 24
圖 3- 7 7075-T4 鋁合金電化學網格蝕刻步驟 2 25
圖 3- 8 7075-T4 鋁合金電化學網格蝕刻步驟 3 25
圖 3- 9 電化學網格蝕刻示意圖[34] 26
圖 3- 10 電化學網格蝕刻流程圖[36] 26
圖 3- 11 模具組合模示意圖 29
圖 3- 12 模具組開模示意圖 30
圖 3- 13 模具組合模照片 30
圖 3- 14 模具組開模照片 31
圖 3- 15 加熱板插入加熱管的組合示意圖 31
圖 3- 16 加熱板與加熱管及熱電偶的組合示意圖 32
圖 3- 17 隔熱間距與冷卻板示意圖 32
圖 3- 18 水冷式沖頭組合圖 33
圖 3- 19 水冷式沖頭示意圖 33
圖 3- 20 設置有油壓缸的模具 34
圖 3- 21 油壓源(油壓幫浦) 34
圖 3- 22 壓料板示意圖 35
圖 3- 23 壓料模仁示意圖 35
圖 3- 24 母模板示意圖 36
圖 3- 25 母模模仁示意圖 36
圖 3- 26 開有定位孔的模具 37
圖 3- 27 外圍切割與定位銷對應缺口的詴片 37
圖 3- 28 壓料力設為 4 噸的成形後詴片 39
圖 3- 29 壓料力設為 7 噸的成形後詴片 40
圖 3- 30 溫度 100OC 成形後詴片 40
圖 3- 31 溫度 150OC 成形後詴片 41
圖 3- 32 溫度 200OC 成形後詴片 41
圖 3- 33 7075-T4 鋁合金成形極限圖沖壓流程 42
第四章
圖 4- 1 圓格量測準則[34] 43
圖 4- 2 7075-T7 厚度 075MM 鋁合金成形極限圖 45
圖 4- 3 硬度詴驗詴片切割位置示意圖 46
圖 4- 4 7075-T4 鋁合金在各溫度高應變區與低應變區的硬度變化 47
圖 4- 5 未加溫成形原材破斷面的微結構圖 49
圖 4- 6 100OC 高應變區破斷面的微結構圖 49
圖 4- 7 150OC 高應變區破斷面的微結構圖 50
圖 4- 8 200OC 高應變區破斷面的微結構圖 50
圖 4- 9 200OC 低應變區破斷面的微結構圖 51
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| 參考文獻 |
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| 指導教授 |
施登士(Teng-shih Shih)
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審核日期 |
2014-7-28 |
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