国科会补助提升产业技术及人才培育研究计画成果.pdf

國科會補助提升產業技術及人才培育研究計畫成果精簡報告 學門領域：金屬材料科技 計畫名稱： 添加磷化物對燒結件密度及機械性質之影響 計畫編號： NSC 93－2622－E－002－020－CC3 執行期間： 93 年 05月 01日至 94 年 04月 31日 執行單位：國立台灣大學材料科學與工程學研究所 主 持 人：黃坤祥 參與學生： 姓 名 年 級 已發表論文或已申請 工作內容 (大學部、碩士班、之專利含大學部專題研( 博士班) 究論文、碩博士論文 ) 吳明偉 博士班二年級 實驗執行、數據分析、報告撰寫 合作企業簡介 合作企業名稱：連鴻企業股份有限公司 計畫聯絡人：廖偉博 資本額： 2000萬元 產品簡介：燒結粉末冶金產品 網址：Ienco@ms15.hinet.net電話： (037)683789 研究摘要 (500 字以內) ： 人才培育成果說明：培育一位在粉末冶金專業具專長之研究生 1. 技術研發成果說明：在 粉末冶金常用之CrM合金鋼粉中添加 4%Ni 與 2Ni2Cu可使燒結後（冷 卻速率為 0.1℃/s）之機械性質大幅上升，兩成分在1120℃燒結後之強度皆超過 800MPa ，而 硬度則超過 HRC 27 ，延性約1.5％。而 1250℃燒結後之強度皆超過 1100MPa ，而硬度則超過 HRC 38 ，延性約1.4％。 2. 技術特點說明：此製程不用加速燒結爐之冷卻速率，也不用使用昂貴之成形技術達到高生 胚密度，故相當經濟。 3. 可利用之產業及可開發之產品：高強度粉末冶金結構件 推廣及運用的價值：如增加產值、增加附加價值或營利、增加投資設廠、增加就/ 業人數………等。 添加磷化物對燒結件密度及機械性質之影響 計畫編號： NSC 93－2622－E－002－020－CC3 執行期限： 93 年 05月 01日至 94 年 04月 31日 主持人：黃坤祥國立台 灣大學材料科學與工程學系教授 E-mail: kshwang@ccms.ntu.edu.tw 主要計畫參與人員：吳明偉研究生 摘要傳統粉末冶金製程可大量生產淨形 (net-shape)之機械或構造用零件，由於現今對機械零 件之機械性質要求相當精密且嚴苛，故為了提升粉末冶金零件之競爭力，增加燒結零件之機械性 質與降低生產成本是相當重要的。燒結硬化技術可使燒結後之鐵基零件不需經熱處理即可得到高 比例之麻田散鐵組織，故性質極佳且成本低。本研究將探討在 CrM預合金粉中（ 3Cr-0.5Mo）添 加 Ni 、Cu 、Mo 、P 等合金元素在不同燒結溫度與合金元素添加下所得之顯微組織與機械性質。 結果顯示，在未採用昂貴的成形方式或加速冷卻系統之製程條件下，添加磷於 CrM中雖不會 使燒結密度大幅上升，但經 1250℃燒結後卻可有效提升麻田散鐵之硬度，可使燒結後之硬度與 微硬度分別高於 HRC 42 與 Hv 600 ，但由於組織具有嚴重之脆性，因此強度並不十分優異。較佳 之方式為添加 4Ni或 2Ni2Cu 於 CrM 粉中，其經 1120℃或 1250℃燒結後之抗拉強度皆分別超過 800MPa ，1100MPa ，而硬度分別超過HRC 27 與 38 。此兩種成分之試片若以加速冷卻之方式製作， 其機械性質預期將可再大幅提昇。 I. 介紹 素對粉末低合金鋼之微結構與機械性質的影 粉末冶金製程可應用於大量生產的工 響。 件，其中以鐵基材料佔最大量，而為提升其競 II. 實驗程序 爭力，許多研究皆探討提升鋼的機械性質的方 [1-2] 表格2-1為各種拉伸試棒生胚之成分及其 法，如改變成形方式而提高生