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結論與未來發展

綜合以上實驗結果之分析與討論,本研究有以下幾點結論:

5-1 結論

但由於高週波感應加熱速度快,熱帄衡的時間相當短,此時外在環境 的影響因素就顯得非常重要。

以 SK5 工具鋼為材料的鋸片,以高週波感應加熱衝風淬火後,前鋒線 上的硬度值較後方來的低,易形成磨耗,推測為進行感應熱處理時因接觸 空氣導致熱能散溢以及脫碳的影響。之後 150℃回火 30 分鐘,於前鋒線處 有較原詴片高的硬度表現,並於磨耗詴驗上有較佳的表現,應為內部的碳 向外擴散的現象。

二次淬火的爐內持溫時間,受厚度影響,在特定的時間範圍內有較佳 的表現值產生,而高週波淬火後所形成的 Fe3C 粒狀碳化物,在實施二次 淬火時會再次固溶回基地中,讓二次淬火得到的麻田散鐵硬度值提高。但 鋸片的硬度值過高,後方沒有較柔軟的材質吸收鋸切時的作用力,會形成 齒尖的破裂面,另外在鋸齒內的裂痕也會對鋸齒的破裂產生影響。

對於薄板狀的材料而言,進行整體工件的淬火極可能發生彎曲的情形,

發生。此時施作部分區域淬火,使用感應加熱淬火法,因加熱範圍小,並 可控制向內穿透的深度,但在感應加熱範圍的區域後方,易在此區域產生 熱傳遞回火而軟化材料的情形發生。

5-2 未來發展

本研究的成果除應用於鋸片外,另有部分可適用於切削刀具、製針、

齒輪、軸承等範疇,使用高週波感應加熱進行局部區域的硬化,有相當優 良的效果。此外,此作業方法也可應用於滲碳、滲氮等應用上,對於材料 機械性質的要求程度更可為精確。

為了增加鋸齒的耐磨耗性,硬度是最重要的因素,因此對於碳工具鋼 而言獲得均勻的麻田散鐵組織是最理想的狀態,但由圖 5- 1 可知,硬度相 同時,其耐磨性不一定相同,對於耐磨耗性來說會顯著受到表面的性質而 影響,碳化物的存在為一大重點,又有經過球化處理者更佳,故如何得到 精良的耐磨表面,材料的熱處理程序占有著很重要的一部分。

另外還有文獻中提及進行超深冷處理(Cryotough)時,硬度雖然不太 會發生變化,但由於殘留的沃斯田鐵會全部轉變為麻田散鐵組織,因而大 幅的增加耐磨耗性,關於超深冷處理耐磨耗性的提升請見表 5- 1,施予超

這也是同時具有堅硬與韌性的原因,也不容易發生剝落現象,目前部分世 界知名的刀具製作廠商所生產的廚房用刀或其他用途之刀具,有進行超深 冷處理的步驟,其工具使用壽命較其他廠牌提升了 2~4 倍之多,相信這 也是個可以研究的目標與方向。

表 5- 1 超深冷處理耐磨耗性的提升率[35]

圖 5- 1 碳鋼的含碳量和熱處理種類對耐磨性的影響[2]

參 考 文 獻

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[35] 大和久重雄,模具熱處理,歐陽渭城譯,臺北市,全華科技圖書,

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附 錄

附表 1 高週波淬火後硬度

456.3 484.9 460.9 447.4 357.6 430.3 808.5 787.7 767.3 797.9 808.5 797.9 757.5 738.5 747.8 738.5 757.5 787.7 745.5 745.7 738.4 753.0 783.7 760.5 775.8 760.5 776.0 799.9 791.5 775.8

489.8 492.5 489.9 473.3 460.9 449.0 434.5 414.1 767.3 841.6 865.0 808.5 830.6 853.2 841.6 841.6 830.6 830.6 842.4 851.1 833.6 842.4 816.4 851.4 833.6 842.4 851.1 851.4 833.6

495.0 505.3 496.3 494.9 484.2 470.2 453.2 447.3 451.8 422.0 433.0 434.5 438.7 410.2 422.1 451.9 630.4 767.6 842.4 851.1 833.6 842.9 869.5 878.6 869.5 842.4 860.2 842.4 799.7

489.9 484.4 494.9 496.4 510.8 476.9 460.9 479.9 470.2 453.9 438.7 447.4 434.5 430.3 438.8 443.0 406.3 422.0 412.3 444.2 612.5 833.6 888.1 888.1 869.5 833.6 860.5 824.9

474.1 447.4 480.5 484.9 489.1 465.6 472.9 490.1 485.1 484.8 460.8 460.9 460.9 460.9 430.3 430.3 430.3 422.0 409.3 415.3 409.3 585.9 851.1 869.5 842.4 860.5 842.4 816.4

484.9 485.8 494.9 495.1 495.1 479.0 475.0 485.1 495.1 488.7 489.9 460.9 460.9 465.5 447.4 443.0 426.1 418.1 412.3 427.8 412.3 580.8 842.4 860.2 851.4 860.5 816.6

500.3 516.0 499.1 505.4 492.6 480.1 478.8 480.1 491.4 484.9 470.3 465.6 460.9 456.3 451.8 430.3 443.0 414.0 421.6 424.6 524.7 833.6 860.2 860.5 860.5 833.6

500.1 488.1 479.9 495.2 489.9 487.6 479.9 495.4 505.4 491.3 484.8 484.8 475.2 447.3 447.3 438.8 418.1 414.0 409.3 525.8 888.1 824.9 816.6 816.4

483.7 456.3 484.2 505.4 495.1 500.3 499.2 516.1 499.1 489.9 489.9 500.0 443.0 447.3 447.4 438.8 434.5 418.0 783.9 833.6 824.9 824.9

494.8 485.3 495.1 492.6 484.9 493.8 500.3 488.3 484.9 477.7 475.2 465.6 451.8 451.8 430.3 410.2 505.4 819.4 825.2 799.9

495.0 495.1 491.2 484.8 492.6 489.7 486.8 451.9 471.9 460.9 480.1 456.3 443.0 418.1 430.3 777.4 819.4 767.6

495.1 491.2 489.9 490.1 510.8 495.3 505.4 486.9 489.8 477.7 470.3 443.0 430.3 443.0 830.2 841.9

477.2 484.8 482.4 475.0 492.9 475.2 495.3 500.3 488.8 489.9 475.2 406.3 720.3 841.9

451.8 476.6 479.9 494.1 510.6 494.0 500.1 505.4 475.2 456.3 406.4 819.4

469.1 489.9 491.4 510.8 500.3 489.9 475.2 426.1 434.5 348.4

465.5 489.2 484.9 480.1 490.1

470.5 516.3 470.5

附表 2 Shark Saw 鋸齒硬度

附表 4 高週波淬火及 200℃回火 30 分鐘後空冷硬度

附表 6 高週波淬火及 800℃持溫 15 秒二次水淬火硬度

附表 8 高週波淬火及 800℃持溫 1 分二次水淬火硬度

附表 10 高週波淬火及 800℃持溫 30 分二次水淬火硬度

附表 12 高週波淬火及 800℃30 分二次淬火 200℃回火 30 分硬度

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