報告人 : 魏慶華 南台科技大學 機械工程系 教授

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Southern Taiwan University of Technology

Dept. of Mechanical Engineering

高強度鋁合金 7050 熱處理缺陷改善與製程技術提昇

報告大綱

Southern Taiwan University of TechnologyDept. of Mechanical Engineering

‧缺陷問題描述‧缺陷之可能原因‧交流 Q&A

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缺陷問題描述

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‧ 7050 鋁合金管件的生產流程 ▓ 擠型（ Extrusion)製程 ▓熱處理（ Heat Treatment)製程 ▓表面陽極處理

‧ 批次熱處理製程後管件在表面起泡 率達 20%

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缺陷問題描述

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‧ 7050 鋁合金管件的 T4 熱處理製程 ▓ 7050 為 Al-Zn(-Mg-Cu) 鋁合金，透過熱處理製程析 出 MgZn2 和 Al2Cu ，以增加鋁合金的強度

▓ T4: 經固溶處理後自然時效至相當安定狀態

‧ T4 熱處理 ▓固溶（ Solution ）過程：使合金成份固溶至金屬基地 ▓淬水（ Quenching ）過程：將工件快速冷卻，使固溶過 程之合金轉化成析出微結構固定於金屬基地內 ▓人工時效（ Artificial Aging ）過程：將工件重熱一段時 間，使析出物均佈於晶粒中，以增加材料之強度

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缺陷問題描述

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‧ T4 熱處理製程的資料 ▓加熱爐種類 : 電爐、瓦斯爐 ▓工件種類 : 長管： L=2m, d=32~40mm, t=2mm, 3mm 短管： L=0.4m, d=32~40mm, t=2mm, 3mm ▓爐溫： 479 (℃ 長管 ) ； 470℃（短管） ▓持溫時間： 1hr( 長管 ) ； 1hr and 10~20min （短管） ▓工件數量： 70~1005 支 / 爐 ( 長管 ) ； 650~900 支 / 爐（短管） ▓出加熱爐進淬水池之遲滯時間： 7sec ▓淬水時間： 2~3min ▓清洗工件（以自來水清洗工件表面之淬水液） ▓管件矯直

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缺陷問題描述

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‧ T4 熱處理製程的資料 ▓時效處理 ( 共 19hr) 溫度 (1)165 (℃ 持溫 9 hr) ； (2)172℃（持溫 9 hr ） 冷卻至室溫 10 hr ▓以人工檢視挑出起泡之工件 ▓進行各種品管檢驗 內視檢查管內表面、表面硬度、拉應力與屈伏強度、

耐磨性、外形、疲勞測試

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缺陷之可能原因

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‧ 加熱爐之溫度不均勻 ▓建議做爐溫量測（分別要進行空爐量測與進料後之 滿爐量測）

‧ 淬水池之溫度分佈應確實掌握 ▓建議做淬水池溫度隨時間之變化圖 ▓觀察淬水池之溫度是否隨當日處理之次數而變化？ ▓淬水前用氣泡攪拌使淬水液可能使氣泡附著於工件 表面造成冷卻速率不均勻 ▓在淬水池底加裝攪動裝置使淬水液溫度更均勻

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缺陷之可能原因

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‧ 是否淬水池冷卻能力不足 ▓探討水池容量與處理工件數量之比值關係 ▓建議減少每爐處理工件之數量觀察是否能減少不良率 ?

‧ 擠製過程加工液體埋入工件致使工件進入加熱爐氣化 ▓建議將工件切下小試片做熱失重分析 ▓建議將工件在擠製過程後做徹底清洗

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感謝參加敬請指教