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球墨鑄鐵行業(yè)情況及鑄造工藝分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 恒工精密    2023-07-03

（1）球墨鑄鐵概述

在鑄件產(chǎn)品中，鑄鐵件長(zhǎng)期以來居主導(dǎo)地位。然而，鑄鐵件雖然具備較好的工藝性能，可鑄成任意形狀，并具有耐磨性佳、減震性好、變形小等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)鑄鐵件尤其是灰鑄鐵件由于其組織內(nèi)部的石墨成片狀、塊狀等結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其強(qiáng)度低，塑性也相對(duì)較差，通常只能用于生產(chǎn)性能要求較低的產(chǎn)品，無法很好地滿足現(xiàn)代機(jī)械裝備對(duì)工作在極端工況下的鑄鐵零部件品質(zhì)的要求。

受益于 20 世紀(jì) 50 年代以來的科技進(jìn)步，尤其是球化處理和化學(xué)硬化砂造型兩項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，突破了延續(xù)幾千年的傳統(tǒng)鑄鐵工藝，催生了球墨鑄鐵這一新型工程材料，并對(duì)鑄鐵件的現(xiàn)代化工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生了重大影響。球化處理技術(shù)的出現(xiàn)，使得鑄鐵中的石墨經(jīng)過球化處理，在保留普通鑄鐵基礎(chǔ)成分、工藝性能及多種優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，強(qiáng)度、塑性發(fā)生了質(zhì)變，且由于球狀石墨的存在使得單位強(qiáng)度的重量減少，增加了零件形狀設(shè)計(jì)的自由度，從而使鑄鐵件具備了廣泛工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

目前，球墨鑄鐵件已在多種機(jī)械裝備中得到應(yīng)用，并且隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展和鑄件品質(zhì)的提高，進(jìn)一步向重載、低溫、耐疲勞、抗磨和耐蝕等極端工況條件滲透，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。

（2）鑄造工藝概述

鑄造除按不同材料分類外，根據(jù)不同的工藝流程，可將鑄造工藝分為砂型鑄造、連續(xù)鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、金屬型鑄造、真空鑄造、擠壓鑄造及消失模鑄造等分類，如下圖所示：

連續(xù)鑄造是一種先進(jìn)的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種名為結(jié)晶器的特殊金屬型中進(jìn)行冷卻，待鐵水凝固成一定強(qiáng)度的外殼，通過牽引機(jī)拉拔成任意長(zhǎng)度或特定長(zhǎng)度的鑄造件。與傳統(tǒng)砂型鑄造相比，連續(xù)鑄造技術(shù)含量高，屬于較為先進(jìn)的鑄造工藝；其無需使用造型砂，生產(chǎn)工藝清潔環(huán)保；連續(xù)鑄造采用外部輔助降溫方式，冷卻速度快，避免石墨球化衰竭，能夠?qū)崿F(xiàn)大體積甚至超大體積近乎無缺陷球墨鑄鐵件制造；連續(xù)鑄造技術(shù)在生產(chǎn)過程中能夠提高金屬收得率，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率；同時(shí)，連續(xù)鑄造產(chǎn)出產(chǎn)品具有潔凈致密、組織均勻、機(jī)械性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。

連續(xù)球墨鑄鐵件近年來在行業(yè)內(nèi)得到了廣泛認(rèn)可，其相對(duì)于砂鑄件，具有交貨周期短、尺寸范圍廣、材質(zhì)致密均勻等特點(diǎn)；相對(duì)于鍛鋼件，連續(xù)球墨鑄鐵件又具有重量輕、加工能耗低、鐵切削性能好、節(jié)省刀具、加工效率高、耐磨與表面光潔度好等優(yōu)勢(shì)；現(xiàn)已逐漸成為精密裝備零部件制造領(lǐng)域代表性新材料。