隨著材料加熱溫度提高，其最高擠製負荷也隨之降低；然而在相 同的擠製速度條件下，AZ31鎂合金之流動性較AZ61鎂合金之流動性 好，故兩者在相同材料溫度比較下，AZ31鎂合金之擠製負荷都顯得略 低，且溫度改變所造成負荷變動的趨勢大致上是相同的，如圖5-1所 示。實驗與模擬所得最高之擠製負荷值，誤差均在2.7%~7.9%之間。
隨著擠製速度的提高，其最高擠製負荷也隨之降低；然而在相同 的材料加熱溫度條件下，AZ31鎂合金之流動性較AZ61鎂合金好，故兩 者在相同擠製速度比較下，AZ31鎂合金之擠製負荷都顯得略低，而且 擠速改變所造成負荷變動的趨勢大致上是相同的，如圖5-2所示。實 驗與模擬所得最高之擠製負荷值，誤差均在4.1%~7.9%之間。
200
翼板撕裂現象，以材料加熱溫度 320℃、擠製速度 6mm/s 製程所得 AZ61 鎂合金成品為例，在翼板擠出約 25mm，往後之成品均破損而無法成 形，如圖 5-3 所示，故自由端翼板不受後方材料之推擠而無法快速離 開模孔，使得端面落差程度據增，因此 AZ61 鎂合金在進行此類成品 各部位面積形狀變化大之擠製加工時容易產生撕裂及破裂之現象。
圖 5- 3 擠製速度過快之破裂品
在材料溫度不同時，擠速固定為 2mm/s，成品之端面落差之程度 也有所差異，材料加熱溫度為 300℃時，成品之端面落差最小，溫度 越高端面落差越大；當材料加熱溫度固定為 320℃，當擠製速度不同 時，當擠速為 2mm/s 時成品之端面落差最大，隨著擠速降低其成品之 端面落差越大，其結果如表 5-1 及表 5-2 所示。對於自由端之材料變 形模擬與實驗所得成品之自由端形狀進行比較，以証實在非穩態擠製 模擬之準確性，自由端輪廓擷取示意如圖 5-4 所示，紅色輪廓為模擬 外形，藍色輪廓為實驗所得之外形模擬與實驗結果如圖 5-5 所示。
表 5- 1 不同材料加熱溫度時之自由端面落差比較
單位：mm
材料加熱溫度(℃) (擠製速度 2 mm/s)
300 320 340
實驗 14.0 17.0 19.0
AZ31
模擬 15.8 16.4 18.4
實驗 17.5 19.5 20.5
AZ61
模擬 10.4 11.4 12.1
表 5- 2 不同擠製速度時之自由端面落差比較
單位：mm
擠製速度(mm/s) (材料加熱溫度 320℃)
2 3 4 5 6 實驗 17.0 --- 16.0 --- 15.0 AZ31
模擬 16.4 15.5 14.5 13.8 13.4 實驗 19.5 --- 14.5 --- 13.0 AZ61
模擬 11.4 10.8 10.1 9.6 9.3
實驗 模擬
圖 5- 4 實驗與模擬之自由端輪廓擷取示意圖
AZ31
300℃、2mm/s 320℃、2mm/s 340℃、2mm/s
2mm/s、320℃ 4mm/s、320℃ 6mm/s、320℃
AZ61
300℃、2mm/s 320℃、2mm/s 340℃、2mm/s
2mm/s、320℃ 4mm/s、320℃ 6mm/s、320℃
圖 5- 5 模擬與實驗之自由端外形比較
利用 DEFORM 模擬軟體的後處理功能來觀察並探討鰭片狀結構件 的成形性。由圖 5-6 可觀察到模具出口端之材料端面正視圖以及材料 剖面側視圖，所呈現的是速度場之分佈狀態。由側視圖之流動速度分 佈可以看出產品的自由端之圓柱部分速度較翼板部分較快，越接近軸 心處越流速快，由圖中也可觀察出金屬流動方向幾乎指向軸心處，更 可證明流速最快之處位於軸心處。
由正視圖可以觀察到，由於中央圓柱面積較單片翼板大，故金屬 流動較不受限制，應變量也較小，故其流速較快，也比較容易擠製成 形而不易破裂損傷，所以成品各部位之截面積不同，是造成自由端突 出最主要之原因，雖自由端有流速不均之問題，但由於成品是全對稱 之結構件，故擠製成品基本上不會有彎曲現象。
自由端正視圖 剖面側視圖 圖 5- 6 鰭片狀結構件金屬流動之速度分佈圖