鑄鐵銲接用銲材介紹
1.母材屬性介紹：
鑄鐵是含有碳(C)：2 ~ 4%、Si：0.5 ~ 4%、Mn：0.3 ~ 2%、P：0.05 ~ 1%左右的”鐵基合金”鑄件，在運用上為達特定用途會添加錳或矽或鎳或鉻或鉬等合金，其延性差且銲接性非常不佳。常見的鑄鐵分類如下表所示：
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種 類 |
JIS章節 |
JIS類號 |
特 性 |
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灰鑄鐵 |
普通鑄鐵 |
G5501 |
FC100 FC150 FC200 |
①業界泛用，破斷面呈灰色而得名。 ②高級鑄鐵為波來鐵組織，強度及韌性較普通鑄鐵高。 |
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高級鑄鐵 |
G5501 |
FC250 FC300 FC350 |
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球狀石墨鑄鐵 |
球狀石墨鑄鐵 |
G5502 |
FCD350 FCD400 FCD450 FCD500 FCD600 FCD700 FCD800 |
①亦稱延性或球墨鑄鐵，一般添加Mg或Ce或Ca，在鑄造原態之石墨呈球狀化。 ②抗拉強度為普通鑄鐵之2~3倍且伸長率高，銲接性佳。 |
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沃斯回火石墨鑄鐵 |
G5503 |
FCAD900 FCAD1000 FCAD1200 FCAD1400 |
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肥粒鐵球狀石墨鑄鐵 |
G5504 |
FCAD300LT(低溫用) |
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可鍛鑄鐵 |
黑心可鍛鑄鐵 |
G5702 |
FCMB270 FCMB310 FCMB340 FCMB360 |
①黑心可鍛鑄鐵是將白銑(白口鑄鐵)加熱至雪明碳鐵分解溫度(700-900℃)使之石墨化，使基地成為具延伸之肥粒鐵，破面呈黑色。 ②白心可鍛鑄鐵是將白銑加熱至氧化性氛圍氣的高溫(850-1000℃)使之脫碳而改善延性。 ③波來鐵可鍛鑄鐵是施以熱處理使成為石墨及波來鐵組織，切削性佳、耐磨耗、強度大、易淬火。 |
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白心可鍛鑄鐵 |
G5703 |
FCMW300 FCMW370 FCMWP440 FCMWP490 FCMWP540 |
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波來鐵可鍛鑄鐵 |
G5704 |
FCMP440 FCMP490 FCMP540 FCMP590 FCMP690 |
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合金鑄鐵 |
鎳合金鑄鐵 |
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耐熱、耐蝕、耐磨耗 |
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鉻合金鑄鐵 |
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具硬度、耐磨耗、耐熱性 |
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鎳鉻合金鑄鐵 |
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合金鑄鐵中用途最廣，高強度、韌性、硬度、耐熱性及耐蝕性 |
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鎳鉻鉬合金鑄鐵 |
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高強度、抗疲勞、耐磨好，常用於引擎曲柄軸 |
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鎳鉻矽合金鑄鐵 |
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耐熱，常用於火爐金屬器具 |
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鎳鉻銅合金鑄鐵 |
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耐熱、耐酸 |
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鋁合金鑄鐵 |
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耐熱、耐酸，常用於鍋爐配件 |
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2.銲接方法與特性：
鑄鐵合金因含碳量較高，銲接性較差，甚至也有無法銲接的鑄鐵。在銲接上，常見的問題是龜裂及氣孔問題，故須避免：
① 硬脆的白銑層麻田散鐵組織生成，而造成龜裂現象。
②高溫加熱後，雪明碳鐵及石墨被分解及氧化而產生大量的CO或CO2氣體，造成氣孔。
鑄鐵的銲接施工法，依預熱溫度可區分為高溫預熱(熱間)及低溫預熱(冷間)銲接。高溫預熱是將母材整個預熱至500 ~ 600℃後再進行銲接，通常適用於氧乙炔銲或手銲，工件變形量大及預熱等待時間過長是其缺點；低溫預熱是在銲接部位局部施以100 ~ 200℃的預熱再進行銲接，適用於手銲或氬銲或氣體金屬電弧銲(GMAW)上，工件變形量小，但熱影響區易脆化(白銑化)。
為了讓銲才能有效的與母材作結合，鑄鐵工件在銲接上常見的施工運用技術如下建議：
①嵌入板、棒銲補：
為提高銲補的強度，在鑄鐵銲補材及銲接部分嵌入鋼材、鋼棒等做為補強。此類的銲接建議搭配ENiFe-CI銲條。
②植入螺栓：
在銲接面先植入螺栓，並於螺栓周圍銲接，再將整個銲道銲滿。
③鑽止裂孔：
為防止銲接時的裂痕繼續成長及擴大，須於裂痕的兩端先鑽圓孔，並將裂痕磨成圓弧狀的槽後進行銲補，最後再將圓孔銲滿。
④塗層：
龜裂的部位通常發生在溶合線附近與熱影響區的位置，對銲補不易的工件推薦用此方法處理。開槽面先以ENi-CI等級銲材做兩層之塗層銲後再進行填料。
⑤鎚擊：
在銲接後，馬上反覆鎚擊至銲道變形，做應力釋放。榔頭須為”鈍頭”以防應力集中而產生裂痕。以鎚擊法做應力釋放，不建議在底道及表面道實施。
⑥裂痕兩側點銲：
灰鑄鐵之銲補，先在裂痕兩側以短間距做點銲，使內應力釋放後再進行銲接，最後再將點銲部分研磨移除。
