民國115年 高考三級 機械工程 機械製造學
第3題
為改善已加工完成的金屬表面性質，存在不同機械性處理技術，請針對 珠擊法、滾輪磨光、滾珠法、爆炸硬化法等方法進行說明。（20 分）
題目
為改善已加工完成的金屬表面性質，存在不同機械性處理技術，請針對 珠擊法、滾輪磨光、滾珠法、爆炸硬化法等方法進行說明。（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、總說：機械性表面處理以塑性變形改善已加工表面，不產生切屑，主要效果包括降低表面粗糙度、產生壓縮殘餘應力、加工硬化表層，進而提升疲勞強度、耐磨性與抗應力腐蝕能力；其效果取決於處理能量、覆蓋率與材料性質。
- 二、珠擊法（shot peening）：以高速噴射鋼珠、陶瓷珠或玻璃珠撞擊表面，使表層產生均勻塑性凹痕與壓縮殘餘應力。常以Almen試片（阿爾門試片）控制噴擊強度（intensity），並以覆蓋率（coverage）確保均勻性；廣泛用於齒輪、彈簧、連桿與航太零件。缺點是表面可能粗化、薄件易變形，且需控制珠粒品質。
- 三、滾輪磨光（roller burnishing）：以硬質滾輪對表面加壓並進給，使微凸峰塑性流動填平凹谷，形成光滑表面與壓縮殘餘應力，同時產生加工硬化。常用於車床、CNC加工之圓柱面與孔面；參數包括滾壓力、進給、轉速與滾輪幾何。其優點為無切屑、表面品質穩定，但工件尺寸、硬度與幾何形狀受限，且需避免過壓造成剝落。
- 四、滾珠法（ball burnishing）：以硬化鋼珠或陶瓷珠在表面滾壓，藉多點接觸使表面塑性變形，降低粗糙度並導入壓縮應力。適用於平面、曲面、模具與複雜輪廓，較滾輪法更具幾何適應性；需控制滾壓力、珠徑、路徑與道次，避免過度變形或剝落。
- 五、爆炸硬化法（explosive hardening）：將炸藥置於工件表面或附近引爆，利用衝擊波造成表層劇烈塑性變形與加工硬化，可形成較深之壓縮殘餘應力層，常用於高錳鋼軌岔、破碎機顎板等耐磨件。其優點是硬化層深、設備相對簡單；限制為安全性、噪音、變形控制與幾何形狀受限，須嚴格評估。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。