产业评析铝挤型设备发展动向下-金属工业研究发展中心.PDF

產業評析 鋁擠型設備發展動向（下） 金屬中心 ITIS 計畫 劉文海 出版日期：2009.05.04 四.檢測及周邊設備發展動向 （一）往復式擠壓模具拋光技術 1.微流研磨加工簡介 擠壓模具在放電加工(EDM)或線切割加工(wire-EDM)的過程中，模具表面會形 成疤痕。這種結構是由每次放電形成的放電痕合併和累積造成的，疤痕的大小取 決於對截面進行粗加工或精整時電火花的能量。放電會在截面下方形成一層由馬 田散體和雪明碳體組成之結構，其邊緣區也散布著許多細小的裂紋，在這個熱損 區內又可分為以下三種不同類型的區域： ◎臨界區或〝白色表層〞：通常這些區域非常不規則且不連貫，這種表面構造之平 均深度為 0.02mm。 ◎轉變區：由於放電加工而引起的高熱應力導致沿晶界出現裂紋。 ◎內部應力區：位於轉變區的下面，通常不能與未受影響的基體結構區分開來。 儘管如此，在某些情況下，內部應力仍可深入該區域內。 在切割過程中產生的高溫可以導致邊緣區的受熱，這種受熱過程通常會對模 具的使用壽命產生負面影響，故模具廠或用戶必須在放電加工後清除所謂的「重 鑄層」，使其具有更長的使用壽命、更佳的表面光潔度、更高的尺寸精度和定位精 度以及更短的加工時間。 德國 Micro Technica® Technologies GmbH（www.micro-technica.de）成功開發一種 擠型模具之微流研磨加工設備(MicroStream®)並開始商業化（圖 3-1），該技術稱為 Abrasive Flow Machining (AFM)，可用於放電加工模孔的拋光。這種方法可使模具內 外輪廓表面都具有極佳的光潔度，並可界定出可供再加工的邊緣。 -- 1 ITIS 智網 .tw 經濟部技術處 ITIS 計畫成果，未經同意不得轉載 圖3-1 微流研磨加工設備 圖3-2 Streamer©之研磨材料 資料來源：Micro Technica® Technologies GmbH MicroStream®技術中所用的 Streamer©研磨材料是由聚合塑膠介質組成（圖 3-2），這種介質可作為拋光「重鑄層」所需要的一種基料。注入磨削膏中的各種添 加劑可根據其不同的用途選擇添加，例如鋼模可用碳化矽顆粒作磨削介質。這種 介質被強制沿模具工作面(bearing)交替運動，進入模具的內角，磨掉幾微米厚度。 如果擠型模中重鑄層的深度一致，模具的品質和使用壽命將會提高，可提高擠型 材的生產力。因此世界先進的鋁擠壓模廠商都普遍使用了 MicroStream 技術，這種 方法的主要優勢之一就是不但適用於實體型模具，還適用於心孔型模具。 2. MicroStream®操作步驟 MicroStream®操作步驟是先將拋光介質裝入 MicroStream®設備的下部汽缸室 內（圖 4 a），待拋光的模具被液壓夾緊在兩個活塞間的工作區內，模孔成為上下汽 缸室之間的一個通道。在拋光處理過程中 ，下部活塞在給定壓力下先開始向上移 動(圖 4b)，而上部活塞暫時沒有加壓，保持原位不動。下部活塞的運動迫使缸內的 介質穿過模孔，對模孔表面和邊部進行拋光。這半個周期完成後，去除下部活塞 之工作壓力，加至上部活塞，使上部活塞向下運動，迫使介質從上到下穿過模孔， 再次對模孔進行拋光(圖 4c)。介質在缸內由下至上，再從上到下回到原位就完成一 個拋光週期。 2 產業評析