一、灰鐵（灰口鑄鐵）的基本特性

• 化學(xué)成分：碳（2.5%~4.0%）、硅（1.0%~3.0%）、錳（0.5%~1.2%），并含有少量硫、磷，碳以片狀石墨形式存在。

• 力學(xué)性能：

• 抗壓強(qiáng)度高（可達(dá) 200~400MPa），但抗拉強(qiáng)度較低（100~300MPa），脆性較大；

• 良好的減震性（石墨片起到阻尼作用），適合制造機(jī)床底座、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等需減震的零件；

• 優(yōu)異的切削加工性（石墨相當(dāng)于 “固體潤(rùn)滑劑”），刀具磨損小。

• 其他優(yōu)勢(shì)：成本低、鑄造性能好（流動(dòng)性高，收縮率小），適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的批量生產(chǎn)。

二、灰鐵鑄造加工的核心工藝

1. 熔煉工藝

• 設(shè)備：沖天爐（傳統(tǒng)）、電弧爐或中頻感應(yīng)電爐（現(xiàn)代，環(huán)保且溫度可控）。

• 關(guān)鍵要點(diǎn)：

• 控制碳硅當(dāng)量（CE）：CE≈C% + 1/3Si%，通常在 3.5%~4.0%，影響石墨形態(tài)和力學(xué)性能；

• 爐料配比：生鐵（50%~70%）、廢鋼（20%~40%）、回爐料（10%~30%），并加入硅鐵、錳鐵調(diào)整成分；

• 出爐溫度：一般≥1400℃，確保鐵水流動(dòng)性，減少夾渣、氣孔缺陷。

2. 鑄造工藝

• 砂型鑄造（最常用）：

• 造型材料：石英砂 + 黏土粘結(jié)劑（濕型砂）或樹脂粘結(jié)劑（干型砂），成本低、適應(yīng)性強(qiáng)；

• 工藝流程：制模→造型→合箱→澆注→冷卻→落砂。

• 特種鑄造：

• 金屬型鑄造：提高鑄件尺寸精度和表面光潔度，適合批量生產(chǎn)（如汽車剎車盤）；

• 消失模鑄造：無分型面，適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋），減少加工余量。

3. 常見缺陷及解決措施

4. 后續(xù)加工處理

• 切削加工：灰鐵適合車、銑、刨、鉆等常規(guī)加工，刀具材料可選硬質(zhì)合金（如 YT 類）或高速鋼，切削參數(shù)需考慮石墨對(duì)刀具的潤(rùn)滑 / 磨損作用；

• 表面處理：噴漆、電鍍（如鍍鋅）、磷化等，提高耐腐蝕性和外觀質(zhì)量；

• 熱處理：灰鐵鑄造加工

• 退火：消除內(nèi)應(yīng)力（如機(jī)床床身退火），防止變形；

• 表面淬火：提高零件表面硬度（如導(dǎo)軌表面淬火），延長(zhǎng)使用壽命。

三、灰鐵鑄件的典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 汽車工業(yè)：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、剎車盤、離合器外殼（利用其減震性和耐磨性）；

• 機(jī)械制造：機(jī)床底座、變速箱殼體（需高強(qiáng)度和減震性）；

• 管道工程：給排水管道、閥門（耐腐蝕性和低成本）；

• 農(nóng)機(jī)配件：犁鏵、齒輪箱（抗磨損且成本低）。

四、灰鐵鑄造的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1. 智能化熔煉：通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控鐵水成分和溫度，結(jié)合 AI 算法優(yōu)化熔煉參數(shù)，提高成品率；

2. 綠色鑄造：推廣環(huán)保型粘結(jié)劑（如酯硬化水玻璃砂），減少?gòu)U氣排放；

3. 高性能灰鐵：通過合金化（如加入 Cr、Mo）或孕育處理（加入硅鐵合金），細(xì)化石墨，提高抗拉強(qiáng)度，替代部分鑄鋼件；

4. 3D 打印結(jié)合：利用砂型 3D 打印技術(shù)快速制造復(fù)雜模具，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期。

五、選購(gòu)與定制建議

• 材料選擇：根據(jù)使用場(chǎng)景確定牌號(hào)，如 HT200（一般零件）、HT300（高強(qiáng)度零件）；

• 供應(yīng)商評(píng)估：關(guān)注熔煉設(shè)備（如中頻爐優(yōu)于沖天爐）、質(zhì)量檢測(cè)能力（光譜分析、無損探傷）；

• 成本控制：合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)，減少加工余量，利用回爐料降低材料成本。