分類
 |
| 合金鑄鐵 |
耐磨鑄鐵分減摩鑄鐵和抗磨鑄鐵兩類。
1、減摩鑄鐵
[性能要求]：減摩鑄鐵應有較低的摩擦係數和能夠很好的保持連續油膜的能力。最適宜的組織形式應是在軟的基體上分布有堅硬的強化相。細層狀珠光體灰鑄鐵就能滿足這一要求，其中鐵素體為軟基體，滲碳體為強化相，同時石墨也起著貯油和潤滑的作用。
[常用減摩鑄鐵]：高磷鑄鐵。進步磷的含量，可形成高硬度的磷化物共晶，呈網狀分布在珠光體基體上，形成堅硬的骨架，使鑄鐵的耐磨損能力比普通灰鑄鐵進步一倍以上。在含磷較高的鑄鐵中再加進適量的Cr、Mo、Cu或微量的V、Ti和B等元素，則耐磨性能更好。
2、抗磨鑄鐵
[性能要求]：抗磨鑄鐵的組織應具有均勻的高硬度。
[常用減摩鑄鐵]：普通白口鑄鐵就是一種抗磨性高的鑄鐵，但其脆性大，不宜作承受衝擊的零件，在有衝擊的場合可使用冷硬鑄鐵；含有少量的Cr、Mo、W、Mn、Ni、B等合金元素的低合金白口鑄鐵，具有一定的韌性，用於低衝擊載荷條件下的抗磨零件，如拋丸機葉片、砂漿泵件、農產品加工設備中的易磨損件等；在中、低衝擊載荷的高應力碾研磨損條件下，高鉻白口鑄鐵代替高錳鋼已顯示了優越的抗磨性能；中錳球墨鑄鐵具有很好的耐磨性，較高的強度和韌性，適用於犁鏵、飼料粉碎機錘片、中小球磨機磨球、襯板、粉碎機錘頭等。
二、耐熱鑄鐵
[性能要求]：耐熱鑄鐵是指在高溫下具有一定的抗氧化和抗生長能力，並能承受一定載荷。
[氧化與生長]：在高溫下鑄鐵會發生氧化和生長現象。氧化是指鑄鐵在高溫下受氧化性氣氛的腐蝕，在鑄鐵表面產生氧化皮；生長是指鑄鐵在高溫下產生不可逆的體積長大的現象，其原因是氧氣通過石墨片的邊界及裂紋間隙滲透鑄鐵內部，天生密度較小的氧化物，加上高溫下滲碳體分解形成比容較大的石墨，使鑄鐵的體積不斷脹大。
為防止熱生長，耐熱鑄鐵採用球墨鑄鐵較好。目前耐熱鑄鐵中主要採用加進Si、Al、Cr等合金元素，它們在鑄鐵表面形成一層緻密的穩定性好的氧化膜（SiO2、Al2O3、Cr2O3），保護內部金屬不被繼續氧化。同時，這些元素能進步固態相變臨界點，使鑄鐵在使用範圍內不致發生相變，以減少由此而造成的體積脹大和顯微裂紋等。
[常用耐熱鑄鐵]：常用的耐熱鑄鐵有中矽鑄鐵、高鉻鑄鐵、鎳鉻矽鑄鐵、鎳鉻球墨鑄鐵等。用來代替耐熱鋼製造耐熱零件，如加熱爐底板、熱交換器、坩堝等。
三、耐蝕鑄鐵
耐蝕鑄鐵具有較高的耐蝕性能，耐蝕措施與不鏽鋼相似，一般加進Si、Al、Cr、Ni、Cu等合金元素，在鑄件表面形成牢固的、緻密而又完整的保護膜，阻止腐蝕繼續進行，並進步鑄鐵基體的電極電位，進步鑄鐵的耐蝕性。
[常用耐蝕鑄鐵]：套用最廣泛的是高矽耐蝕鑄鐵，這種鑄鐵在含氧酸類和鹽類介質中有良好的耐蝕性，但在鹼性介質和鹽酸、氫氟酸中，因表面SiO2保護膜被破壞，耐蝕性有所下降。耐蝕鑄鐵廣泛用於化工部分，用來製造管道、閥門、泵類、反應鍋及盛貯器等。
套用
 |
| 合金鑄鐵 |
冷激合金鑄鐵凸輪軸是以一定的合金成分的鐵液澆入凸輪桃尖由冷鐵快速冷卻的型腔中，使凸輪桃尖表面形成2～7mm深度的萊氏體(白口)組織，其硬度為HRC45-60，心部為灰口組織，硬度為HB220-300，其餘為麻口組織。凸輪表面萊氏體是由很硬而脆的片狀碳化物和較軟的珠光體組成。在摩擦中，碳化物起骨架作用，珠光體起儲油作用。故該材質具有較好儲油和油膜保持性，其抗擦傷性、耐磨性均較好。因此它廣泛用於高速內燃機凸輪軸，是內燃機凸輪軸--挺柱較為理想的摩擦付材質。目前世界上60%以上汽車凸輪軸都用此材料。該材質除具有優異的抗磨性特點外，它還具有生產工藝簡單，加工餘量少等優點。
2 、合金成分對冷激合金鑄鐵凸輪軸的影響
冷激合金鑄鐵凸輪軸的使用性能，關鍵取決於凸輪白口層的硬度及深度，它是衡量凸輪軸工作表面的重要指標，凸輪白口層硬度的高低、深度的大小、除鑄造中與冷鐵大小有關外，在很大程度上取決於合金成分。
為防止白口層剝落，保持一定的麻口層厚度，還是有必要的。麻口層由於硬度、強度均較低，生產中應力求減少麻口層深度。下列元素對麻口層深度有不同程度的影響，合金元素Te、C、S、P能減少麻口深度，而Cr、Al、Mn、Mo、V等，可增加麻口層深度。
3 、冷激合金鑄鐵凸輪軸的化學成分及作用
縱觀國內、外冷激合金鑄鐵凸輪軸化學成分基本相同。但波動範圍較大。一般為3.2%～3.8%C；1.5%～2.2%Si；0.5%～0.8%Mn；＜0.12%S；＜0.12%P；＜0.5%～＜1%Cr；0.2%～0.5%Mo。0%～1.2%Cu；0%～0.5%Ni。
冷激合金鑄鐵凸輪軸中的碳是形成滲碳體的元素，碳量增加則滲碳體數量增加，因而硬度增加，但碳量增加，卻使白口層減小，引起心部灰口區石墨粗大，為兼顧白口層深度和整軸綜合性能，一般碳量取3.4%～3.7%。矽量增加時白口層深度、硬度均下降，在一定範圍內適當增加矽，有利於減少凸輪心部游離碳化物，可改善整軸綜合性能，過低矽量將導致白口層過深，故鐵液含矽量一般取1.6%～2.1%。錳不作為控制白口的元素，其含量不宜過高，一般取0.5%～0.8%，硫、磷含量均應小於0.12%。
鉻可使凸輪桃尖在較小的過冷度時容易得到萊氏體的共晶組織，使冷激區容易產生，同時使麻口區寬度比白口區寬度還要大，大於1%可不用冷鐵獲得白口層。鉻主要存於碳化物中，與基體之間的分配比例為3∶1，基體中的鉻抑制鐵素體形成、細化珠光體，Fe3C中的鉻能提高硬度，起耐磨作用。
鉬分布在碳化物和基體之間，穩定碳化物，細化珠光體基體，使硬度、強度有所增加，有利於改善疲勞特性，在熱處理中可改善淬火性能。鎳和銅能促進珠光體的形成，同時抑制共晶碳化物的形成。
4 、冷激合金鑄鐵凸輪軸的工藝
冷激合金鑄鐵凸輪軸的鑄造，國外大多採用高壓造型、靜壓造型及鐵模覆砂等方法，國內一般採用合脂砂或振動造型等方法。在砂型中凸輪桃尖部位下置冷鐵，澆注時只冷激合金鑄鐵凸輪桃尖，基圓不冷激。
凸輪冷激所採用冷鐵可採用傳熱性能良好的灰口鑄鐵材質製作，可做成單塊冷鐵，組合冷鐵，或框架式組合冷鐵，冷鐵的形狀要和凸輪硬度要求的梯度保持一致，冷鐵的大小取決於白口層的深度要求。一般取外冷鐵厚度10～15mm，可得到凸輪白口層深度2～7mm。冷鐵取得過大，則縮小爐前孕育處理範圍，給大批量生產造成困難，造成凸輪桃尖過冷度過大，冷激白口層深，凸輪桃尖處易產生細小裂紋；冷鐵過小，同樣會縮小孕育處理的範圍，還會因冷鐵熱容量不夠，造成過冷度小，致使冷激白口層淺、硬度低、達不到要求。
冷激合金鑄鐵凸輪軸的熔煉均採用中頻爐熔煉，這樣有利於確保鑄件合金成分或及時調整化學成分，熔煉時，鐵液過熱到1500℃，立即停電降溫，到1450℃，用0.4%75矽鐵(粒度5～10mm)孕育，澆注溫度以1300℃～1350℃為宜。因澆注溫度高低會直接影響鑄件的冷卻速度，從而影響白口深度。
鑄鐵毛坯應進行550℃保溫時間2h的消除應力退火。
凸輪精加工後，可進行錳鹽磷化處理或軟氮化處理，以提高初期磨合性能及耐疲勞能力。
