5.3.1 最高擠製負荷結果分析
AZ31 及 AZ61 鎂合金擠製加工時之行程與負荷之模擬結果，分別 如圖 5-14 及 5-15 所示。由圖可看出在擠製行程 17 ㎜ 之前所需的擠 製負荷較低，是因為在實驗中，盛錠筒的直徑大小為 90 ㎜，而本研 究所設定之擠錠直徑大小為 80 ㎜，因此材料約在擠製行程 17 ㎜前進 行填滿盛錠筒的動作，待完全填滿盛錠筒後，材料才開始從母模孔穴
流出，擠製的壓力便達最高負荷，之後擠製負荷變慢慢進入穩態。而 在設定的溫度範圍內可看出，隨材料加熱溫度升高，擠製負荷減小，
當材料加熱溫度為 300℃時，AZ31 之最高擠製負荷為 246.63 噸，AZ61 之最高擠製負荷為 258.36 噸，材料加熱溫度為 320℃時，AZ31 之最 高擠製負荷為 235.48 噸，AZ61 之最高擠製負荷為 245.72 噸，材料 加熱溫度為 340℃時，AZ31 之最高擠製負荷為 224.17 噸，AZ61 之最 高擠製負荷為 231.94 噸。
將模擬結果與實驗結果比較，最高擠製負荷所呈現之趨勢相符 合，且誤差皆在10%以內，實驗與模擬之數據與誤差如表5-3及5-4所 示。
0 50 100 150 200 250 300
0 5 10 15 20 25 30
300℃ 320℃ 340℃
負荷( ton )
行程(mm) V=2mm/s
圖 5- 14 不同材料溫度下負荷與行程之模擬結果(AZ31)
0
231.94 240.51 3.56
表 5- 4 不同擠製速度之最高擠製負荷之結果比較
229.98 237.46 3.11
5.3.2 成形外觀結果
出，實驗與模擬兩結果比較，有明顯誤差量，就材料加熱溫度不同之 製程而言，可能由於實驗時當材料由加熱爐取出放入盛錠筒的時間，
以及擠桿前進至擠壓材料的時間，造成其在擠製成形時材料溫度的下 降，且材料加熱溫度越高，在相同時間內降溫越快。另外，模具自加 熱爐取出直至放置在模座上的這段時間，也有可能造成材料溫度下降 的原因。
在擠製過程的模擬中，模具以及壓餅都是以恆溫的方式進行模 擬，且模擬初始並沒有空行程的階段，而是在即將擠製變形的狀態開 始模擬，藉由以上推斷實驗與模擬誤差的產生可能性。
實驗 模擬
圖 5- 16 外觀形狀輪廓擷取示意圖
圖 5- 17 不同溫度下之模擬與實驗之自由端外形比較
最後探討不同擠製速度下，出口端之材料變形模擬與實驗所得成 品之出口端形狀的比較。圖 5-18 為不同擠製速度模擬所得之端面曲 線與不同擠製速度實驗所得非穩態出口端曲線之比較，紅色輪廓為模 擬外形，藍色輪廓為實驗所得外形，由圖中比較可觀察出，模擬結果 與實驗結果大致上吻合，其中心部分都較外側部分突出。
當材料加熱溫度固定為 320℃時，隨擠製速度變化其成品端面的 落差也跟著變化。當擠製速度降低，其成品之端面落差越大，其擠製 速度為 2 mm/s 時，成品之端面落差最大。造成此原因，可能是由於
AZ31
300℃、2 ㎜/s 320℃、2 ㎜/s 340℃、2 ㎜/s AZ61
300℃、2 ㎜/s 320℃、2 ㎜/s 340℃、2 ㎜/s
當擠製速度增加時，擠桿快速推擠材料使得材料溫度散失較少，故成 品端面之誤差也隨之降低，但也因此會造成材料成形性不佳，容易有 表面缺陷或毀壞之現象。
AZ31
2 ㎜/s、320℃ 4 ㎜/s、320℃ 6 ㎜/s 、320℃
AZ61
2 ㎜/s、320℃ 4 ㎜/s、320℃ 6 ㎜/s、320℃
圖 5- 18 模擬與實驗之不同速度之自由端外形比較
5.4 含肋之滑車轂鎂合金零件之鍛造