سبيكة الألومنيوم والسيليكون عالية السيليكون ZL102: التركيب والخصائص والخصائص غير القابلة للمعالجة بالحرارة بالتفصيل

كعائلة من سبائك الألومنيوم المصبوبأعلى محتوى من السيليكون وأفضل أداء في الصبتشتهر إحدى السبائك، وهي ZL102 (ZAlSi12)، بما لها منقابلية تدفق ممتازة، وانكماش منخفض للغاية ومقاومة ممتازة للتشقق الحراريمعروفة بـ تُصنَّف السبيكة على أنهاألومنيوم السيليكا البسيطولأنه لا يحتوي على عناصر مقوية أخرى.لا يمكن تقويتها بالمعالجة الحراريةيُستخدم عادةً في صب الأشكال المعقدة للغاية، والاختلافات الكبيرة في سماكة الجدار، ولكن بالنسبة لـمتطلبات القوة المطلقة ليست عاليةأجزاءقابلية التصنيع والاقتصاد في الصبوصل الجانب إلى ذروته.

الرتبة الوطنية ل ZL102 هي ZAlSi12.

• الدرجة القياسية الوطنية:: وفقاً لـ GB/T 1173، فإن درجته هيZAlSi12فيما يلي أسماء المنتجات في هذا القسم. حيث يرمز الحرف “Z” إلى “الصب”، والحرف “L” إلى “الألومنيوم” والحرف “Si12” إلى محتوى السيليكون الاسمي. يرمز "Si12" إلى محتوى السيليكون الاسمي.
• رمز الصناعة/المؤسسة:ZL102 وهي تسمية مستخدمة على نطاق واسع لهذه المادة في رسومات الصناعة والأدلة ومعايير الشركات.
• الوضع الراهن:: عادة في شكلالمصبوب (الحالة F) 或الحالة الصلبة (الحالة O) تُستخدم، في المقام الأول، لتحسين قابلية القطع الآلي أو لتثبيت الأبعاد.

جدول تركيبة سبائك الألومنيوم ZL102 من سبائك الألومنيوم

عنصري	نطاق المحتوى (wt%)	الدور الوظيفي
السيليكون (Si)	10.0-13.0	العناصر الأساسية، التي تحسن التدفق بشكل كبير وتقلل من الانكماش، هي مفتاح الأداء الفائق للصب.
الألومنيوم (Al)	وسادة	مادة الركيزة.
الحديد (Fe)	≤0.7	عناصر الشوائب التي يجب التحكم فيها.
النحاس (النحاس)	≤0.15	عناصر الشوائب، تخضع لرقابة صارمة للحفاظ على مقاومة جيدة للتآكل.
المغنيسيوم (Mg)	≤0.10	عناصر الشوائب، والتي يجب أن تكون موجودة بمستويات منخفضة للغاية لضمان عدم قابلية السبيكة للمعالجة الحرارية للتقوية.
المنجنيز (Mn)	≤0.35	عنصر النجاسة، معادلة بعض التأثيرات الضارة للحديد.

جدول بارامترات الخواص الفيزيائية والميكانيكية ZL102 (القيم النموذجية للصب بالرمل كما هو مصبوب)

مؤشرات الأداء	النطاق العددي	المرجع التبادلي (YL113) والوصف
الكثافة	2.64 إلى 2.66 جم/سم مكعب	أقل بقليل من YL113.
قوة الشد (Rm)	140-160 ميجا باسكال	كثافة أقلإن الموديل 60%-70%، وهو YL113 فقط، هو عيبها الرئيسي.
قوة الخضوع (Rp0.2)	80-100 ميجا باسكال	قدرة تحميل محدودة.
الاستطالة (أ)	4.0-6.0%	مرونة جيدة نسبياً، بفضل تنظيمه سهل الانصهار.
صلابة برينل (HB)	50-55	صلابة منخفضة، مقاومة ضعيفة للتآكل.
التوصيل الحراري	155 واط/(م-ك) تقريبًا	جيد.
معامل التمدد الخطي	21.0 × 10 ⁶/ درجة مئوية	أقل، مع تفضيل ثبات الأبعاد.

خصائص الأداء الميكانيكي وحدوده
تُعد الخواص الميكانيكية لـ ZL102 حدودًا واضحة لتطبيقه:

1. غير قابل للمعالجة الحرارية:: بسبب شبه غياب المغنيسيوم (Mg) والنحاس (Cu) والعناصر الأخرى التي يمكن أن تشكل أطوار تقوية.غير قادر على زيادة القوة عن طريق تعتيق المحلول (T6/T5). لا يمكن تحسين أدائها إلا من خلالمعالجة التلفصقل المورفولوجيا سهلة الانصهار لتحقيق ذلك.
2. مستوى كثافة منخفض:: قوة الصب هي واحدة من أدنى درجات جميع سبائك الألومنيوم المصبوب شائعة الاستخدام ولا تنطبق إلا علىلا توجد أحمال ثابتة أو صغيرة جدًاهيكل
3. الميزة هي الحرفية:: تتمحور جميع تصميماتها حول “صب سهل”فك الطيّ، والتضحية بالقوة من أجل الحصول على قدرة لا مثيل لها على ملء القوالب ومقاومة التشقق الحراري.

الدرجات الدولية المناظرة
هذه السبيكة عالية السيليكون والألومنيوم والسيليكون شائعة جدًا في المعايير العالمية:

• المعيار الوطني الصيني:ZAlSi12 (GB/T 1173)
• أمريكان ستاندرد:A413.0 或 443.0 (ASTM)
• معيار الاتحاد الأوروبي:EN AC-44000 或 EN AC-47100 (EN 1706)
• المعيار الياباني:ADC10 (لكن ADC10 يحتوي على النحاس وهو أقرب إلى YL113، لذا احرص على التمييز) أو AC3A (JIS)

استخدامات ZL102 في صناعة المسابك
استنادًا إلىأفضل أداء في الصب وأقل تكلفة للملكية.الجماهيرية العربية الليبيةخواص ميكانيكية ضعيفةتُستخدم خصائص ZL102 بشكل أساسي في المجالات التالية حيث تكون متطلبات قابلية التشكيل عالية جدًا ومتطلبات القوة منخفضة جدًا:

1. الأجزاء الزخرفية المعقدة رقيقة الجدران والأغلفة (التطبيقات السائدة)
   • المسبوكات الفنية والحرف اليدوية:: المنحوتات المعقدة والقطع الزخرفية والمكونات العتيقة (قادرة على إعادة إنتاج التفاصيل بشكل مثالي).
   • علب الأدوات:: علب مختلفة للوحة العدادات والأغطية والإطارات الزخرفية (سطح أملس، تشوه صغير).
   • تجهيزات الأثاث ومكونات الأدوات الصحية:: مقابض الأبواب المعقدة، وحواف تركيبات الإضاءة، وأغطية الحنفيات غير الحاملة للضغط.
2. أجزاء مانعة للهواء منخفضة التحميل
   • علب الأدوات الهوائية:: مقاييس الضغط، أغطية مقاييس التدفق (كثافة صب جيدة).
   • علب صمامات الضغط المنخفض:: أجسام الصمامات منخفضة الضغط (الخطوط غير الحرجة) للوسائط مثل الماء والهواء.
   • الأجزاء غير الهيكلية للسيارات:: بعض شبكات سحب الهواء المزخرفة، وأغطية أغطية أغطية المصابيح.
3. الأجزاء ذات الموصلية الحرارية العالية ومتطلبات مقاومة التآكل (باستخدام طبيعة سبائك الألومنيوم والسيليكون)
   • المبرد (تقليدي):: بعض المشعات التقليدية التي لا تتطلب قوة ميكانيكية عالية.
   • تبطين المعدات الكيميائية أو دعمها:: الاستفادة من مقاومته الجيدة للتآكل (بدون نحاس) للأجزاء غير الحاملة للأحمال في البيئات المسببة للتآكل.

الأسئلة المتداولة عن سبائك الألومنيوم ZL102

س1: ما هي أكبر مزايا وعيوب ZL102؟

• أعظم قوة:سيولة صب ممتازةالانكماش صغير جدًا (حوالي 0.8%) ومقاومة التشقق الحراري ممتازة، لذا من الممكن صب الأجزاء التي يصعب تشكيلها بالسبائك الأخرى، أو ذات البنية المعقدة بشكل غير عادي أو ذات سماكة جدار رقيقة للغاية.
• العيب الأكبر:خواص ميكانيكية منخفضةوهي غير قابلة للمعالجة بالحرارة وغير مناسبة لأي مكون هيكلي معرض للأحمال.

س2: ما هي “معالجة التدهور”؟ ما هو التأثير على ZL102؟

• معالجة التلفيُضاف إلى ذوبان ZL102 أثناء عملية الصهر.الصوديوم (Na) أو السترونتيوم (Sr) والعوامل المتحولة الأخرى. ويتمثل دورها الرئيسي في تغيير شكل السيليكون سهل الانصهار من رقائق خشنة إلى أشكال ليفية أو حبيبية دقيقة.
• يقابلها بالإنجليزية -ity، -ism، -ISMISATION:: يمكن أن يكون هذاتحسن طفيف في الخواص الميكانيكية (خاصةً الاستطالة) وقابلية التشغيل الآلي للسبيكةوتحسين لمعان السطح. إنه لتحسين أداء الاستخدام الشامل لـ ZL102خطوات العملية الرئيسية.

س3: ما الذي يجب الانتباه إليه عند تصنيع ZL102 آليًا؟

• الأفضلية:: بسبب صلابته المنخفضة.قابلية جيدة جداً للتشغيل الآليتآكل منخفض للأدوات.
• العوائق:: بسبب محتواه العالي من السيليكون.قد تكون الرقائق قصيرة وهشةعندما يكون تشطيب السطح مرتفعًا، من الضروري اختيار زاوية الأداة ومعلمات القطع المناسبة. نظرًا لنعومتها، يجب توخي الحذر لمنع التشوه عند التثبيت.

س4: هل يمكن طلاء ZL102 بأكسيد الألومنيوم؟ كيف يكون التأثير؟

• يمكن طلاؤها بأكسيد. نظرًا لأنه لا يحتوي على النحاس والعناصر المتداخلة الأخرى، فإن أداء الأكسدة الأنوديةمواتيةإنها طريقة جيدة للحصول على طبقة أكسيد ساطعة وموحدة.
• الخصائص:: سطح مؤكسدرمادي فاتح إلى أبيض مصفر. كما أن مقاومة التآكل في طبقة الأكسيد محدودة نسبيًا بسبب الصلابة المنخفضة للركيزة نفسها.

س5: تحت أي ظروف يجب أن أختار ZL102 بدلاً من ZL104 أو YL113؟

• العامل الحاسم الوحيد في اختيار ZL102 هو:عندما يكون التعقيد الهيكلي للجزء (على سبيل المثال، عندما يكون التعقيد الهيكلي للجزء (مثل الجدران الرقيقة للغاية والمضلعة بكثافة والتجاويف العميقة) بحيث يؤدي الصب باستخدام سبائك أخرى إلى معدل نجاح منخفض للغاية أو عدم الصب على الإطلاق..
• المخطط الانسيابي لاتخاذ القرار:
  • هل الأجزاءتحمل وزن (الطوابق العليا من المبنى)? → أن تكون → باستثناء ZL102للمزيد من المعلومات، انظر ZL104 (المعالجة الحرارية المطلوبة) أو YL113 (الصب بالقالب).
  • هل الأجزاءمعقدة للغاية ورقيقة الجدران? → أن تكون → المفضل ZL102 المفضل ZL102.
  • السعي وراء (هدف إلخ)الحد الأدنى من تكاليف المواد والصبوالقوة مستوفاة (متطلبات منخفضة للغاية) → اختياري ZL102.

---

الملخصات:: ZL102 هو مزيج منحرفية الصب في أفضل حالاتها(يستخدم في شكل تعبير اسمي)سبائك الألومنيوم والسيليكون عالية السيليكون. يعتمد علىالتضحية بجميع قدرات التقوية بالمعالجة الحرارية والقوة العاليةبسعر لا مثيل لهسعة ملء القالب ومقاومة التشقق. إنه الحل لـ “هل يمكنك إلقائه؟”المادة النهائية للمشكلة الشاملة، وليس الحل“هل يمكن الضغط عليه؟”اختيار المشكلة. إنه كلاسيكي لا يمكن الاستغناء عنه في المجالات التي تتضمن المسبوكات الفنية المعقدة، والأصداف الزخرفية رقيقة الجدران، وما إلى ذلك، حيث لا تكون القوة شرطًا.