灰铁250和蠕铁340常用于铸造发动机等大型铸件，为提高其防锈能力，常需要进行磷化处理。但铸铁含有较多的石墨，传统磷化处理后防锈效果不佳，难以满足实际生产的需要，为此，需改进工艺或开发新的磷化技术。本文以某工厂实际应用的灰铁250和蠕铁340为研究对象，选择总酸、酸比、促进剂、表调时间和磷化时间五个因素，通过正交试验(L16(4~5)正交表)，对两种材料均开展了中温锰锌钙系磷化工艺研究，研究了磷化膜的性能与工艺条件的关系，并对磷化膜的形成过程进行了显微观察，初步探讨了磷化机理，获得的优化工艺已推荐应用于工厂。获得的主要结果如下：①灰铁250的正交试验结果表明：影响耐腐蚀性能的因素主次为：硝酸钙浓度>磷化时间>总酸>酸比>表调时间；提高总酸、增大酸比、降低钙离子浓度、适当的表调和中等的磷化时间，利于提高耐蚀性能。耐蚀性优化工艺参数为：总酸50点，酸比18，硝酸钙含量0.5g/L，表调时间40s，磷化时间10min。经验证，在此工艺参数下，硫酸铜点滴可达到28min。②基于正交实验获得的优化参数，拓宽并验证了的灰铁250中温磷化的优化工艺范围为：总酸:40～55点，酸比：15～20，硝酸钙浓度:0.5g/L，酸洗时间：30s，表调时间：30s，磷化时间：10min。在此工艺范围内，磷化膜耐蚀性能可达中性盐雾试验2h无锈。③蠕铁340上正交试验结果表明：影响耐腐蚀性能的因素主次为：硝酸钙浓度>总酸~磷化时间>酸比>表调时间；提高总酸、增大酸比、降低钙离子浓度、中等表调时间、适当延长磷化时间，利于提高耐蚀性能。得到耐蚀性优化的工艺参数为：总酸50点，酸比18，硝酸钙含量0.5g/L，表调时间40s，磷化时间10min。验证实验结果表明，在此工艺条件下点滴性能达到23min。④基于正交实验获得的优化参数，拓宽并验证了的灰铁250中温磷化的优化工艺范围为：总酸:40～60点，酸比：15～20，硝酸钙浓度:0.5g/L，酸洗时间：30s，表调时间：40s，磷化时间：10min。在此工艺范围内，磷化膜耐蚀性能可达中性盐雾试验2h无锈。⑤使用扫描电镜观察了磷化膜生长的过程，发现成膜过程可分为三个主要过程：基体的腐蚀、磷化晶核的生长、磷化膜晶粒堆积3个阶段。并对磷化反应的成膜机理进行了分析。