鑄鐵的生產工藝是怎樣的？

來源：無錫市鑄造廠瀏覽：- 發布日期：2025-09-25 14:41:35【大中小】

鑄鐵（以應用最廣泛的灰鑄鐵為代表）的生產工藝是圍繞 “原材料熔煉→鐵水成分調整→澆注成型→落砂清理” 四大核心環節展開的簡單高效流程，其核心目標是控制碳的析出形態（以片狀石墨為主），適配 “低成本、易鑄造” 的性能需求。以下是詳細的工藝拆解：

原材料的選擇側重 “經濟性與易獲取性”，成分控制較球墨鑄鐵寬松，核心是保障碳、硅含量以促進石墨析出。

熔煉是將固體原料轉化為成分、溫度合格的鐵水，灰鑄鐵熔煉工藝簡單，設備通用性強。

灰鑄鐵無需球化處理，僅在高性能需求時進行簡單孕育處理，核心是保障石墨以片狀均勻析出。

常規處理（無孕育）：
- 熔煉合格的鐵水直接倒入鐵水包，靜置 5-10 分鐘（去除氣泡、均勻成分），即可進行澆注。此時石墨在凝固過程中自然以片狀析出，滿足普通灰鑄鐵的性能需求（抗拉強度 100-250MPa）。
孕育處理（高性能灰鑄鐵需求）：
- 針對機床床身、缸體等對強度、減震性有要求的零件，需加入孕育劑細化石墨片：
  - 孕育劑：硅鐵（粒度 3-8mm），加入量為鐵水重量的 0.2%-0.5%。
  - 處理方式：將硅鐵直接投入鐵水包，攪拌均勻，靜置 3-5 分鐘。
  - 效果：石墨片從 “粗大片狀” 變為 “細小片狀”，抗拉強度可提升至 250-350MPa，減震性更優。

灰鑄鐵流動性好、凝固收縮小，可采用多種鑄造工藝生產復雜形狀零件，是其核心優勢之一。

模具準備：
- 砂型鑄造（90% 以上場景采用）：
  - 砂型材料：以石英砂為骨料，搭配粘結劑（水玻璃、樹脂或粘土）制作砂型、砂芯。
  - 工藝特點：成本低、適應性強，可制造從幾公斤到數十噸的復雜零件（如箱體、床身）。
  - 表面處理：砂型內表面刷耐火涂料（防止粘砂），大型砂型需烘干（去除水分，避免鑄件產生氣孔）。
- 金屬型鑄造（少量簡單零件）：
  - 模具：鑄鐵或鋼質模具，適用于批量生產的簡單零件（如暖氣片、管件）。
  - 優勢：鑄件表面光潔度高、尺寸精度好，但模具成本高，不適用于復雜形狀。
澆注工藝：
- 澆注溫度：控制在 1300-1380℃（低于球墨鑄鐵，因灰鑄鐵流動性更好）。
- 澆注速度：勻速澆注，避免沖砂（砂型被鐵水沖刷導致鑄件夾砂），復雜零件采用 “多澆口分注”，確保充型完整。
- 澆注系統：由澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道組成，引導鐵水平穩進入砂型，同時起到擋渣、排氣作用。

鑄件凝固冷卻后，去除砂型和表面雜質，獲得成品。

落砂：
- 自然冷卻：砂型鑄造的鑄件需在砂型中冷卻至 200℃以下（避免高溫開箱導致鑄件開裂），然后通過人工或振動落砂機震碎砂型，分離鑄件與型砂（型砂可回收再生）。
- 強制冷卻：金屬型鑄造可在鑄件凝固后（約 10-30 分鐘）直接開模取出，通過風冷加速冷卻。
清理：
- 去除澆冒口：用大錘敲斷（小型鑄件）或氣割（大型鑄件）切除澆注系統的澆口、冒口（冒口用于補縮鑄件凝固收縮）。
- 表面清理：
  - 用鋼絲刷、角磨機去除鑄件表面的粘砂、氧化皮；
  - 用拋丸機（鋼丸高速沖擊）處理大型鑄件，提高表面光潔度。
- 內部清理：對有內腔的零件（如箱體），用壓縮空氣吹掃或高壓水槍沖洗，去除殘留砂芯。

灰鑄鐵后期處理較少，主要針對特殊需求：

熱處理（可選）：
- 去應力退火：對大型復雜鑄件（如機床床身），加熱至 550-600℃，保溫 2-4 小時，隨爐冷卻，消除鑄造內應力，避免使用中變形開裂。
- 時效處理：自然時效（露天放置 3-6 個月）或人工時效，進一步穩定尺寸。
質量檢測（簡化）：
- 普通灰鑄鐵以 “外觀檢測” 為主，目視檢查表面有無裂紋、氣孔、砂眼等缺陷；
- 高性能灰鑄鐵需截取試塊做拉伸試驗（測抗拉強度）和金相分析（檢查石墨片形態）。
防銹與入庫：
- 對需儲存的鑄件，表面涂刷防銹漆（如醇酸漆）；
- 按型號、批次分類存放，做好標識。