Abstract
本實驗為求低成本、高效率生產速凝粉末，結合離心霧化及其基質淬冷技術，設計新型之速凝粉末生產設備，除尋求最佳之操作條件外，並觀察不同速凝鋁合金粉末之形狀、大小分佈、顯微組織、性質以及冷卻速度。實驗第一部份為速凝粉末生產技術之建立。以高業級純鋁為生產原料，探討霧化圓盤厚度及淬冷銅盤形狀對所得粉末之影響，結果發現以高於熔點150 ℃?200 ℃之溫度澆注於3 ㎜厚之離心霧化圓盤並以斜面型淬冷銅盤急速冷卻霧化液滴為最佳生產條件。所得之純鋁速凝粉末大小分佈於-14.目至+325目之間，100 目以下為薄片狀粉末，厚度約2 ?20μm ，為濺擊淬冷所造成；100 目以上多為淚滴狀粉末，顯示僅受空氣冷卻之作用。薄片狀粉末山後結構基本上分為Zone A與Zone B，Zone A位於基質淬冷面，其微晶大小在0.2μm以下，冷卻速度介於10□ 至10□ °k/sec 。Zone B位於空氣面，其胞狀組織細胞大小介於0.5μm至1.5μm間，冷卻速度介於10□ 至10□ °k/sec之間；而淚滴狀粉末由於細小，同樣地由Zone A及Zone B所構成，唯Zone B 之細胞大小介於0.5μm至3μm間，冷卻速度介於10□ ?10□ °k/sec 。因此整體而言，本設備所得之冷卻速度介於10□ 至10□ °k/sec 。實驗第二部份則進一步控討第一部份最佳生產條件下所製造之Al-12S5 及7075鋁合金粉末，兩合金粉末之大小分佈曲線皆類似於純鋁粉末之分佈曲線。但在粉末外觀上，7075合金粉末因表面氧化較嚴重，100 目以上之粒狀粉末呈不規則狀，100 目以下之薄片狀粉未亦較純鋁粉末為厚；而Al-12Si 粉末在外觀上與純鋁粉末相似。另外此兩種合金之速凝顯微組織，除典型之微細化組織外並出現新的組織。利用微硬度測定，並發現7075合金之Zone A較Zone B硬，Al-12Si 合金則相反，7075合金粉末經時效硬化處理呈典型之時效硬化現象，尖峰硬度為Hv 118.7。