一、 材质特性与难点

• 高硅脆性：含硅量高达 4% 以上，材料在常温下非常脆（像玻璃一样），几乎没有塑性，铸造过程中极易开裂。
• 体积稳定性：这是它最大的优点。在 600-900℃高温下长期工作，不会像普通铸铁那样发生 “生长”（氧化皮导致体积膨胀），保证门板尺寸不变。
• 铸造难点：由于其 “热传导差、收缩大、常温脆” 的特性，铸造时极易产生热裂和冷裂。

二、 铸造工艺流程

1. 熔炼与化学成分控制（核心）

• 硅 (Si)：严格控制在 4.0% - 4.5%。
  • 低了：抗氧化性差，高温下会变形。
  • 高了：常温下太脆，开箱时容易炸裂。
• 钼 (Mo)：建议添加 0.3% - 0.5% 的钼。钼能显著提高材料的高温强度和抗蠕变能力（RQTSi4Mo）。
• 锰 (Mn)：严格控制 < 0.3%。锰是碳化物形成元素，会增加脆性，加剧开裂倾向。
• 球化剂：选用低镁、低稀土的球化剂，防止由于镁残留量过高导致的脆性增加。

2. 造型工艺（防裂关键）

• 砂型退让性：由于中硅球铁收缩大，砂型必须具有极好的退让性（如使用树脂砂或铬铁矿砂），允许铸件自由收缩，否则在凝固过程中就会被 “拉裂”。
• 浇注系统：
  • 采用底注式或阶梯式浇注，避免金属液直冲型腔导致局部过热（热节）。
  • 流速要平稳，防止卷入气体。

3. 浇注与冷却（大忌）

• 浇注温度：较高，约 1380℃ - 1420℃，以保证流动性。
• 冷却方式（最重要）：
  • 严禁开箱太早：中硅球铁在 600℃ 以上具有一定的塑性，但在 600℃ 以下变得极脆。
  • 工艺要求：必须在砂型中随炉冷却至 200℃ 以下（甚至室温）才能开箱清理。
  • 后果：如果在 400-500℃ 开箱，遇到冷空气，门板会瞬间炸裂。

三、 热处理工艺（必须做）

• 去应力退火：
  • 升温：缓慢升温至 550℃ - 600℃。
  • 保温：保温 4-6 小时。
  • 冷却：随炉缓慢冷却至 200℃ 以下出炉。
• 注意：由于含硅量高，不建议进行高温石墨化退火，否则会导致晶粒粗大，进一步降低强度。

四、 机加工与组装

• 加工难点：材料极硬且脆。
  • 刀具：需使用硬质合金刀具或 CBN 刀具。
  • 进刀量：小进给量，高转速，避免冲击。
• 结构设计：
  • 高温门板通常需要安装耐火砖或陶瓷纤维。
  • 建议：在铸造时预留燕尾槽或螺栓孔，尽量减少后续的大切削量加工。
  • 加强筋：由于门板较薄且材质脆，铸造时必须设计合理的加强筋结构，防止搬运时断裂。

五、 常见缺陷及对策

六、 总结

1. 成分要准：硅 4.0-4.5%，锰要低。
2. 冷透再开：这是最重要的一条铁律。
3. 退火要足：消除应力，防止加工时开裂。
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