鎂合金避震前叉下管之開發（下）

圖、文◎孫作昱、何宜澤

當設計確定之後，就可開始進行模具的製作，模具廠在拿到設計整合所確立的3D Model後就進行拆模的設計，一般包含天地斷面圖、可動模 側尺寸圖、固定模側尺寸圖及滑塊結構尺寸圖。之後就開始 壓鑄模具的製作。模具方案設計，目前除了之前利用電腦來 模擬分析整個設計方案外，還需借重一些經驗法則才行，其 決定的原則包含：

1. 進水口位置需位於分模面 上。

2. 選擇充填路徑最短的位置。

3. 充填過程阻礙最少。

4. 充填困難的部分優先考慮。

5. 採分流式設計時，儘可能控制各個充填區域同時充填完成。

而在澆流道方案設計時，其設計的重要原則如圖一、二、三，為：

1. 在金屬流經的路徑中避免尖角形狀而產生捲氣、擾流。

2. 流動過程中避免能量的損耗。

3. 把握截面積漸縮原則。

目前一般類似避震前叉下管件之壓鑄模具需要約兩個月的時間才能完成，在 這期間可以一方面評估後加工之表面處理方式，另一方面籌備 避震前叉下管壓鑄件之品質檢測方案及機械性質檢測方案。

對鎂合金產品而言，其壓鑄件有三種表面處理方式：

1. 化成處理（Chemical Conversion Coating）

2. 陽極處理（Anodizing）

3. 電鍍處理（Electroplating）

而對於避震前叉下管，由於陽極處理及電鍍處理還不成熟，較少廠商會要求，一般 都只做化成處理，其可增強耐蝕力及增加塗裝之附著力以保 持美觀。化成處理的流程如圖四。

而化成處理之方法，一直以來都以含有六價鉻的鉻酸處理法（如：JIS H8651, MIL 3171）來做為化成處理方式，其技術已非常成熟，而大家也 廣為使用，但由於六價鉻對人體有害，而對地球環境也會造 成污染，因此世界各國將陸續明文禁止使用，在此情形下非 鉻酸系的處理劑被開發了出來以解決環境污染的問題。目前 非鉻酸之化成處理方式有磷酸鹽法、過錳酸鉀法、釩酸鹽法 等，圖五為非鉻酸處理法之流程。而一般使用非鉻酸系時， 多使用磷酸鹽法來做為化成處理方法。

（五）品質與機械性檢測

在鎂合金避震前叉下管試製出來之後，必需要有適當的方法來驗證所試製出來之產 品有無問題，目前對前叉下管並沒有一套公認完整的檢測規 範，因此我們利用本所的理論背景及經驗，對前叉下管之試 製品提出幾個較重要的品質與機械性檢測方法。

1. 品質檢測

a. 表面品質

表面出現明顯可見之冷接紋（Cold Shot，深度深於0.15mm，為鑄件充填不良所造成）或有目視可見之裂痕 （Crack，為寬度大於0.03mm者）判為不合格。但如有表面 缺陷，在經表面研磨後不影響外形或位在非主要受力位置處，得經使用單位判 定堪用，則可接受。

←圖六、R.T.檢測位置示意圖(一)

b. X-ray射線照相檢測（R.T.檢測）

按ASTM E505（Standard Reference Radiographs for Inspection of Aluminum and Magnesium Die Castings）之判片規範，利用Seifert 275MF X光機對圖六、圖七之主要受力區域進行非破壞檢測前叉下管試製 品所可能產生的內部縮孔及氣孔等缺陷，以做為下次試模時 之參考。

c. 金相觀察

對主要受力位置，如鉤爪、V型剎車座、碟剎座等處利用光學顯微鏡（Photo Microscope）來觀察其橫切面之金相顯微組織（Metallurgy Microstructure）以了解重要位置之材料品質及強度指標，來 做為下次試模時之參考。

←圖七、R.T.檢測位置示意圖(二)

2. 機械性檢測

大部份的對前叉下管之機械性檢測包含有：

a. 能量檢測

b. 疲勞檢測

c. 碰撞檢測

此項依廠商本身條件(檢測設備)來選擇檢測之項目。由於一般廠商都 有一套自己的檢測標準，在此不多加說明。

（六）設計修正與驗證

經過電腦輔助設計（CAD）與工程分析（CAE）之後，可 於設計之初便能有效縮短研發時程及減少Model修正往返之次數，而電腦輔助 模流分析及熱傳分析（CAE）也可以降低試模之次數，有效 提高試製品之品質。

對試模出來之試製品做品質及機械性檢測是在產品量產前予以把關，利用所得到的 資料與實驗數據便可依此評估此前叉下管合格與否。

（七）結論與建議

鎂合金是一新興的金屬材料，對避震前叉下管而言只是其中一項應用而已。一般前 叉製造廠商已陸續應用鎂合金來製作以符合這股時代潮流， 本文除了提供一些鎂合金的基本物性及鎂合金製作上的注意 事項之外，並強調藉由電腦輔助工程分析、模流分析及熱傳 分析可更有效率的進行前叉下管之設計，而品質檢測要項更 可使產品投入量產時更具信心，而這正是一般前叉製造廠商所缺乏的。

←圖八、金相顯微組織(50倍)

 作者簡介：孫作昱、何宜澤現任職工研院材料所副研究員。

參考文獻：工業材料，1999年8月。

備註：有關鎂合金避震前叉下管之開發(上)一文，請參照自行車市場快訊第71期中的技術探 討專欄p.107~p.110。