鑄造技術課程

第 1 課 • 鑄造安全與環境基礎

介紹鑄造作業特有的危害識別、個人防護裝備及環境控制。在進行實作前建立安全作業習慣。

第 2 課 • 鑄造產業歷史與範疇

追溯從古代冶金到現代自動化鑄造廠的鑄造發展史。建立產業背景，並激發後續技術章節的學習動機。

第 3 課 • 鑄造製程分類

根據模具類型、金屬類型及生產批量進行製程分類。提供後續每個製程章節都會參考的決策架構。

第 1 課 • 非鐵鑄造合金

探討鑄造中使用的鋁、銅、鋅、鎂及鎳基合金。將合金特性與製程相容性及最終使用性能連結起來。

第 2 課 • 凝固原理

解釋凝固過程中的成核、晶粒生長、偏析及收縮。這些原理直接影響後續章節所涵蓋的冒口與澆注系統設計。

第 3 課 • 鐵鑄造合金

涵蓋灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鑄鐵、可鍛鑄鐵及鑄鋼的成分與性質。將合金選擇與機械性能要求連結起來。

第 4 課 • 熔湯品質與配料計算

探討配料組成、熔湯潔淨度、除氣及孕育處理實務。直接為學生在下一章節進行熔化作業做好準備。

第 1 課 • 熔湯處理與澆注實務

涵蓋熔劑處理、除渣、澆杓處理及控制澆注，以維持金屬品質。將熔湯處理直接連結至模具填充與凝固結果。

第 2 課 • 溫度量測與控制

教授熱電偶、光學高溫計及浸入式探針的使用，以進行精確的熔湯溫度監控。精準的溫度控制可防止鑄造缺陷及合金劣化。

第 3 課 • 電磁感應爐

涵蓋無芯及有槽感應爐的設計、功率控制及耐火爐襯管理。感應爐是現代鑄造廠的主力設備，需要精準的電氣與熱控制。

第 4 課 • 電弧爐與反射爐

說明電弧爐煉鋼及反射爐用於非鐵合金的應用。拓展學生的設備知識，使其不侷限於以熔鐵為主的爐型。

第 1 課 • 模型類型與材料

分類整體模型、分開模型、對開模板模型及上下型模型及其材料選擇。材料選擇影響模型壽命、尺寸精度及生產成本。

第 2 課 • 模型檢驗與維護

建立尺寸檢驗程序及修復程序，以在生產過程中維持模型精度。妥善維護的模型可降低鑄造報廢率及重工成本。

第 3 課 • 模型製造技術

涵蓋手工製造、CNC加工及快速原型製作的模型生產方法。現代化製造方法可縮短前置時間並提高尺寸重複性。

第 4 課 • 砂心印記與砂心盒設計

說明砂心印記幾何形狀、間隙及用於生產內部空腔的砂心盒結構。砂心印記精度直接控制砂心定位及鑄件壁厚。

第 1 課 • 模具組裝與合模

涵蓋砂心安置、模具對位、鎖固及加重，以防止模具移動及金屬液外洩。正確的組裝直接決定鑄造的尺寸精度及安全性。

第 2 課 • 濕砂模造模

涵蓋構成濕砂的矽砂、黏土黏結劑、水分及添加劑，以及它們對模具性質的影響。濕砂是鐵金屬鑄造廠中使用最廣泛的造模介質。

第 3 課 • 殼模造模與精密製程

詳細說明使用樹脂覆膜砂的殼模造模、精密鑄造模具準備及陶瓷殼模建構。這些製程可達到優異的表面粗糙度與尺寸公差。

第 4 課 • 砂測試與控制

教授用於砂品質控制的AFS粒度指數、抗壓強度、透氣性及水分測試。一致的砂性質對於可重複的鑄件尺寸與表面粗糙度至關重要。

第 1 課 • 砂心排氣與塗層

說明排氣孔佈置、蠟線排氣及耐火塗層應用，以控制氣體產生並改善表面粗糙度。排氣不足會導致鑄件產生氣孔缺陷。

第 2 課 • 砂心組裝與處理

探討使用黏合劑、撐鐵及支撐夾具進行砂心組裝，以在澆注時保持位置。妥善處理可防止砂心破損及尺寸偏移。

第 3 課 • 砂心品質測試

應用抗拉、抗壓及氣體產生測試來驗證模具組裝前的砂心品質。測試結果指導黏結劑比例調整及製程修正。

第 4 課 • 砂心黏結劑系統

比較油烘烤、冷芯盒、熱芯盒及無機黏結劑系統在砂心生產中的應用。黏結劑選擇決定砂心強度、潰散性及澆注時的氣體產生量。

第 1 課 • 凝固模擬基礎

介紹鑄造模擬軟體，以便在製造模具前預測熱點、收縮及填充模式。模擬可減少澆注及冒口設計中昂貴的試誤法。

第 2 課 • 澆注系統與冒口優化

整合模擬回饋與良率計算，以在維持鑄件健全性的同時最小化金屬用量。最佳化在品質、良率及生產成本之間取得平衡。

第 3 課 • 澆注系統元件與設計

定義澆口杯、直澆道、橫澆道及內澆口的幾何形狀，及其在控制金屬流動中的作用。正確的組件比例可最小化湍流、捲氣及氧化物夾雜。

第 4 課 • 冒口設計與補縮原理

涵蓋Chvorinov法則、模數法及補縮距離，以確定能補償凝固收縮的冒口尺寸。正確的冒口設計可消除關鍵鑄造區域的內部疏鬆。

第 1 課 • 鑄造廠統計製程管制

應用管制圖、製程能力指標及抽樣計畫來監控及控制鑄造品質。SPC將被動的缺陷回應轉變為主動的製程管理。

第 2 課 • 破壞性檢測與金相分析

應用抗拉、硬度、衝擊及金相分析來驗證機械性質及微觀組織。破壞性檢測確認合金及製程目標已達成。

第 3 課 • 鑄造缺陷分類

將缺陷分類為收縮、氣體、砂、冷隔、澆不足及夾雜類型，並列出根本原因。結構化的缺陷分類法能加速診斷與矯正措施。

第 4 課 • 非破壞檢測方法

涵蓋用於鑄件評估的目視檢測、液滲檢測、磁粒檢測、放射線檢測及超音波檢測。NDT方法可檢測內部及表面缺陷，而不破壞鑄件。