連鑄連軋鋁彈簧 成大材料產學創紀錄
2022.03.03
文／劉姿佑 圖／劉姿佑、材料系
國立成功大學材料系特聘教授洪飛義鏈結臺南廷鑫公司，導入全新彈簧製程，宣布推出重量輕、耐腐蝕，可調整彈力係數的鋁合金彈簧，未來可望應用在促進交通工具輕量化，或製成耐腐蝕、抗電磁波的軍事工業用品。
成大材料系特聘教授洪飛義（右一）師生與臺南廷鑫公司產學合作研發鋁合金彈簧
市面上大小不一的彈簧幾乎都是鋼鐵彈簧，洪飛義表示，「鋁彈簧重量只有鋼鐵彈簧的三分之一，本次發表的臺灣鋁合金彈簧是創新也是創紀錄。我們把鋼鐵工藝技術應用在鋁合金製程，掌握冰水、力道與速度 ３ 項關鍵因素，成功讓鋁水從液體轉化為具有優異延展性的固體」。
從鋁水加熱再凝固為線材，再由線材捲繞為各式各樣的彈簧，運用鋼鐵工藝生產鋁合金的過程需經過「連續鑄造」、「連續軋延」等工序，聽起來有些抽象。洪飛義生動的比喻說，其實有點像傳統美食米苔目的製作原理，「過去熱米漿掉進冰水，冷卻後得到一段段的條狀米苔目，而現在我們掌握關鍵技術讓鋁水得以連續製造，產出具有延展性且連續不斷的線條，透過捲繞做出彈簧，再依各種使用目的調整合適的彈力係數」。
鋁合金彈簧（左）重量是鋼鐵彈簧（右）的三分之一，成大材料系研究團隊掌握關鍵技術
鋼鐵熔點約 1400 度，鋁合金的熔點較低約為 700 度，過去製程無法以「連續鑄造」與「連續軋延」的方式來生產鋁合金。洪飛義指出，「製程上，我們導入全國唯一的連續鑄造、連續軋延生產鋁合金線材盤元，再將鋁合金盤元製造出鋁合金彈簧，並透過熱處理來調整鋁合金彈簧的軟硬程度」。
歷時 3 年，研究團隊終於在製程突破材料限制，開發 3 項關鍵技術，分別為控制鋁水連續凝固鑄造條件、控制連續軋延與抽線的力道及速度條件，以及建立控制調整彈簧係數的熱處理參數。
鋁合金彈簧重量輕、耐腐蝕，可調整彈力係數，未來應用廣泛
「這 3 項關鍵技術就全球鋁合金工業或學術論文發表而言都是新的知識」。洪飛義開心分享，研究團隊在趙俊任博士與黃柏欽博士生的共同努力下，已率先發表刊出兩篇 SCI（Science Citation Index）國際期刊論文，在金屬類研究領域吸引相當程度的關注，也向世界證明臺灣鋁合金彈簧學術研究具前瞻性。
全球彈簧用量極大，是各行各業的關鍵材料。成大材料系全新製程打造鋁合金彈簧「不僅生產效率高，而且鋁合金材質細緻，具有高強度應用特性」。洪飛義表示，如應用在交通車輛懸吊系統，預期將能減輕電動車重量，達到電力延長的效果。軍事工業方面，則可能製成耐腐蝕且抗電磁波的炮彈、船舶彈簧等。
維護單位:成大新聞中心
國立成功大學材料系特聘教授洪飛義鏈結臺南廷鑫公司，導入全新彈簧製程，宣布推出重量輕、耐腐蝕，可調整彈力係數的鋁合金彈簧，未來可望應用在促進交通工具輕量化，或製成耐腐蝕、抗電磁波的軍事工業用品。
成大材料系特聘教授洪飛義（右一）師生與臺南廷鑫公司產學合作研發鋁合金彈簧
市面上大小不一的彈簧幾乎都是鋼鐵彈簧，洪飛義表示，「鋁彈簧重量只有鋼鐵彈簧的三分之一，本次發表的臺灣鋁合金彈簧是創新也是創紀錄。我們把鋼鐵工藝技術應用在鋁合金製程，掌握冰水、力道與速度 ３ 項關鍵因素，成功讓鋁水從液體轉化為具有優異延展性的固體」。
從鋁水加熱再凝固為線材，再由線材捲繞為各式各樣的彈簧，運用鋼鐵工藝生產鋁合金的過程需經過「連續鑄造」、「連續軋延」等工序，聽起來有些抽象。洪飛義生動的比喻說，其實有點像傳統美食米苔目的製作原理，「過去熱米漿掉進冰水，冷卻後得到一段段的條狀米苔目，而現在我們掌握關鍵技術讓鋁水得以連續製造，產出具有延展性且連續不斷的線條，透過捲繞做出彈簧，再依各種使用目的調整合適的彈力係數」。
鋁合金彈簧（左）重量是鋼鐵彈簧（右）的三分之一，成大材料系研究團隊掌握關鍵技術
鋼鐵熔點約 1400 度，鋁合金的熔點較低約為 700 度，過去製程無法以「連續鑄造」與「連續軋延」的方式來生產鋁合金。洪飛義指出，「製程上，我們導入全國唯一的連續鑄造、連續軋延生產鋁合金線材盤元，再將鋁合金盤元製造出鋁合金彈簧，並透過熱處理來調整鋁合金彈簧的軟硬程度」。
歷時 3 年，研究團隊終於在製程突破材料限制，開發 3 項關鍵技術，分別為控制鋁水連續凝固鑄造條件、控制連續軋延與抽線的力道及速度條件，以及建立控制調整彈簧係數的熱處理參數。
鋁合金彈簧重量輕、耐腐蝕，可調整彈力係數，未來應用廣泛
「這 3 項關鍵技術就全球鋁合金工業或學術論文發表而言都是新的知識」。洪飛義開心分享，研究團隊在趙俊任博士與黃柏欽博士生的共同努力下，已率先發表刊出兩篇 SCI（Science Citation Index）國際期刊論文，在金屬類研究領域吸引相當程度的關注，也向世界證明臺灣鋁合金彈簧學術研究具前瞻性。
全球彈簧用量極大，是各行各業的關鍵材料。成大材料系全新製程打造鋁合金彈簧「不僅生產效率高，而且鋁合金材質細緻，具有高強度應用特性」。洪飛義表示，如應用在交通車輛懸吊系統，預期將能減輕電動車重量，達到電力延長的效果。軍事工業方面，則可能製成耐腐蝕且抗電磁波的炮彈、船舶彈簧等。
維護單位:成大新聞中心