模具設計與製作技術.doc

模具設計與製作技術參觀工廠心得鑄造廠產品：消防栓、碟型水閥、管件、自來送水管kgmm21.品管室 一.萬能試驗機：抗拉強度40 以上，伸長率1020.6 二.勃式硬度試驗機 三.分光分析儀 四.金相觀察：石墨變化率、球墨之大小與分佈均勻度、肥粒鐵與波來鐵比例2.木模存放區3.水泥模、地坑模與刮板模 一.地坑模：砂箱無法容納，在地板挖坑造模 二.水泥模：細砂+水泥+水，鑄模強度高，用於大型管件，模砂無法回收4.低週波熔鐵爐：一次電流在爐體外圍通水冷卻之鋼管內流動，在爐體內之生鐵 材料引生2次渦電流，靠本身之電阻產生高溫而熔化5.呋喃樹脂模：消防栓小型管件 6.雙管化鐵爐(停用)7.鐵水儲放爐：18噸，1400度C8.鎂線球化機2個：以適當速率將鎂線送入鐵水熔化，可使鐵水冷卻後產生球狀 石墨9.小型自來水管離心鑄造區10.大型水管(直徑2m2.7m)離心鑄造區 一.鋼模拔出鑄鐵管後，冷卻至25度C時，噴入火山黏土，旋轉使其在鋼模 內表面形成防火與隔離層 二.鐵水於球化處理，造渣去氧二次後，注入鋼模以1000rpm旋轉，使鐵水於 模壁上形成鐵管，冷卻至600度C在拉出11.水壓測試區：鑄鐵管2端封閉以10大氣壓之水測試有無漏出12.水管內襯水泥漿(旋轉塗佈)防銹，外側圖柏油防銹13.大型立式退火爐：瓦斯加熱900度C使鑄鐵管內之波來鐵分解成肥粒鐵.石墨14.連續小管件退火爐(燒重油加熱)15.大型加工區：大夾頭車床、立式車床16.粉體塗裝區：高級小管件於連續爐內加熱至230度C後噴出環氧樹脂之藍漆 ，漆粉瞬間熔化成漆層，在進行250度C烤漆處理強化這次參觀的鑄造廠，其生產的消防栓、碟型水閥、管件、自來送水管等產品，從原料的各種測試和熔解、造模、澆注、熱處理和產品試驗及檢查，全都一手包辦，這麼完整的鑄造過程難得一見，藉由這次的機會，必須要好好多學習。在辦公室門口處的2測，擺放著2個大型展示窗，裡面擺著興南所生產的各種產品，其中一邊有放各種大型水管一小段的樣品，上面有寫其材料的延展性為10%屬於延性材料，所以不像普通的鑄鐵材料硬又脆，延展性為5%屬於脆性材料，增加它的延展性對於材料本身有很多好處，在遇到撞擊時就不會那麼容易破裂。開始進去工作區參觀時，每人都必須戴上安全帽，為了安全的考量，我們從2區開始參觀，2、3都是存放模具的地方，有木模、地坑模、水泥膜與刮板模，水泥模和地坑模平常比較少看到，水泥模為細砂+水+水泥，加水泥是為了提高模具本身的強度，但比較可惜的就是細砂因為有混入水泥的關係，所以無法回收再利用，這樣感覺還蠻耗成本的，他那邊剛好有一個做到一半的水泥模，它是用外面的木板，排成模具的形狀，水泥從下面慢慢的灌上來，木板可以旋轉，就可以把多餘的水泥刮掉，通常做這種模具都是有經驗的師傅，因為有加水泥的關係，作模具難度也大大的提升，要如何控制好時間在水泥還沒乾之前弄成想要的形狀，這些都是需要經驗的，水泥模的內部要是膜壁上有裂痕的話，要是裂痕還屬於在可以接受的範圍，通常會先以補起來為優先考慮，不然的話就必須把水泥層給整片敲下來從用，這樣真的是很浪費時間和人力，成本也高，要是真的不行的話就必須這麼作，這也是沒有辦法的事。5去是在做呋喃樹脂模，製作的方法與使用的機械，大致上就跟第一次參觀的松田鑄造廠一樣，只不過因為興南比較大間，生產的產品種類和數量都很多，所以有很多員工在這區塊工作，然後酸酸的味道也比松田的濃多了。4區放著2台低周波熔鐵爐，1台使用1台休息，為什麼會有2台，這是因為妥善率的關係，如果只有1台，要是這樣天天一直使用，遲早會壞掉的，壞掉的話修理要是拖很久，那工作不就要停擺，而且還必須預防突然間故障，所以就有2台熔鐵爐，熔鐵爐在製程中佔有非常重要的位置，不能沒有他，這熔鐵爐是用電流來加熱使材料熔化，爐體外的鋼管內有水在流動，是因為要是溫度太高，會導致爐體本身會受到損傷，所以就用水來冷卻，我們當天到這區域時，廳工作人員說大概剩下10分鐘鐵就會完全融化成鐵水，所以我們就圍在旁邊看工作人員如和操作，在鐵水快要好的時候，有灑了很多粉末(忘記叫什麼了)，然後旁邊有人就拿工具把浮在上面的鐵渣勾出來，因為熔化的鐵多，所以他們也勾渣鉤了大概78次，接著就是操作把爐體開始傾斜把鐵水倒出來並送到7區域去，而6區域放著2台雙管化鐵爐，不過目前已經停用了。7區域有一台鐵水儲放爐，他整年都保持著1400度C的溫度，所以超級耗電的，重量總共有18噸，鐵水倒到大桶子後，會用天車把桶子吊到這裡來儲存，等到有需要時再弄出來澆注。8區域放著機密的的鎂線球化機，加入鎂線是因為它可以在鐵水冷卻時產生球狀石墨，但是他是以一個適當的速率把鎂線加入鐵水，聽老師說這項技術受到日本人的關注，想要來參觀，但是他機械本身很高，加鎂線的管子又放在很上面，就是看也看不出所以然來，球化石墨的好處是受到應力作用時，如果是其他形狀的石墨，會有邊邊角角，就會從角落開始破裂，而球狀因為是圓弧面，所以比較好，不容易碎裂，鎂線以一種適當速率加進去才會有最好的效果，其餘的速率都沒有這個速率的效果來的好，辛辛苦苦研究出來的東西怎麼可能隨隨便便就讓別人學去。在9區域的小型自來水離心鑄造區，因為澆注的過程都差不多，所以老師就帶我們到10區的大型水管離心鑄造區，到時很剛好的完成了鑄造，準備要開始下一次的澆注，由於鋼模剛拔出鐵管，所以要用水澆把溫度降到250度C，他是用紅外線探測槍來測溫度，每一個步驟都必須注意好，溫度也要控制好，才能保證出來的水管品質，當冷卻到250度C時，會有機械噴管伸進來噴火山黏土，火山黏土的作用是可以在鋼模表面形成隔離層避免鑄件在冷卻時跟鋼模黏在一起，也會形成防火層，當模具都準備好，鐵水就會用天車從儲放爐那邊吊過來，這時鐵水還會經過球化處理，灑去氧粉，撈鐵水渣，重複2次後，就可以澆注了，鋼模會先以1000rpm的速度旋轉，鐵水由機械手伸進去倒，一邊倒一邊慢慢地往回拉，這時鐵水就會因為離心力的關係而附著在模壁上形成鐵管，過程真的是超壯觀的，讓我覺得來看這澆注過程真的是值得了，等冷卻到600度C時就可以把鐵管拉出，鐵管的厚度是由鐵水的量來控制的。做好的鐵管會拿到11區做水壓試驗，他會將2端封閉以10大氣壓的水來測試有沒有漏水，在這邊有一台大型車床，但是也只是夾頭大了點，整台車床大了點，還以為車刀也會大一點，結果車床還是原來大小，車床是要把水管的邊邊給車平，是水管邊邊不會凹凸不平。12區是用旋轉塗佈的方式給水管內襯塗水泥，外側塗柏油，最主要是用來防鏽，塗完會拿到外面空地放著，2端會包著塑膠套，是因為要給管子內的水氣慢慢蒸發，要是蒸發很快的話，水泥會有裂痕，這樣塗水泥就沒用處了，他會從水泥裂縫處開始鏽蝕水管，使水管破裂。13區有一台類似火箭發射台的大管立式退火爐，左右2邊都可以進出，一邊近一邊出，裡面有很多管子再噴瓦斯在燃燒，在旁邊有連續小管件退火爐，但是他是燒重油的，對環境會造成很大的汙染，而且他必須要有大量的小管件，不然會不符合成本，所以就停用的。15區是大型加工機廠房區，裡面大夾頭車床、立式車床，很不剛好的進去參觀時機台在維修，所以沒看到操作情形，裡面有1隻大型游標卡尺，可以量到多少我忘記了，不過大在量測時必須要由2個人才可以拿得動。最後參觀的是粉體塗裝區，他是用連續爐加熱至230度C後再將環氧樹脂之藍漆粉漆粉瞬間漆化成漆層在進行250度C烤漆處理強化。後面還有到他的辦公室2樓的品管室去看材料的金相顯示圖，可是我材料學的