Umfassender Leitfaden zur hochfesten Aluminiumgusslegierung ZL106 (Al-Si8Cu1Mg): Zusammensetzungssystem, Optimierung der Wärmebehandlung und Vergleich der Auswahl
Veröffentlicht am:2026-03-02 Kategorie:Nachrichten Aufrufe:1848
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Als nationale chinesische Norm (GB/T 1173) in derAluminium-Silizium-Kupfer-Magnesium-Legierung für hochfesten Aluminiumgusstypische Vertreter derZL106 (ZAlSi8Cu1Mg) mit Hilfe vonGute Gießeigenschaften, hervorragende Verstärkungswirkung durch Wärmebehandlung und ausgewogene mechanische Gesamteigenschaftenbekannt ist. Die Legierung wird hergestellt vonSilizium (Si), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg) Multiverbund-VerstärkungDie T6-Wärmebehandlung sorgt bei gleichbleibend guter Fließfähigkeit des Gusses für eine erhebliche Steigerung von Festigkeit und Härte und ist damit die beste Wahl für die Herstellung vonHochwertige Gussteile für mittlere Belastungen, komplexe Strukturen und Arbeiten bei höheren TemperaturenEs ist das ideale Material für eine breite Palette von Anwendungen in den Bereichen allgemeiner Maschinenbau, Automobile und Energieanlagen.
Die nationale Güteklasse für ZL106 ist ZAlSi8Cu1Mg.
- Nationale StandardnoteGemäß GB/T 1173 ist seine QualitätZAlSi8Cu1Mg. Der Name spiegelt direkt sein Kernlegierungssystem wider: Silizium (Si), Kupfer (Cu) und Magnesium (Mg).
- Branche/Unternehmenscode::ZL106 Es ist eine weit verbreitete Bezeichnung für dieses Material in Zeichnungen, Handbüchern und Unternehmensnormen der Gießereiindustrie.
- Wesentliche Merkmale::Mittlerer Siliziumgehalt (7,5-8,51 TP3T) Gute Gießbarkeit ist garantiert;Kombination von Kupfer (0,8-1,2%) und Magnesium (0,3-0,5%)Das Ergebnis ist, dass es eineKlar definierte Möglichkeiten zur Verbesserung der WärmebehandlungEs kann in gegossenem, T5- oder T6-Zustand mit einer breiten Palette von einstellbaren Leistungen verwendet werden.
Tabelle der Zusammensetzung der Aluminiumlegierung ZL106
| Element einer Menge | Inhaltsbereich (wt%) | funktionale Rolle |
|---|---|---|
| Silizium (Si) | 7.5-8.5 | Wichtigste Legierungselemente. Bietet eine gute Fließfähigkeit des Gusses, Beständigkeit gegen Heißrissbildung und partielle Mischkristallverfestigung. |
| Kupfer (Cu) | 0.8-1.2 | Hauptstärkungselemente.. Die Bildung von Al₂Cu-verstärkten Phasen verbessert die Festigkeit und Härte bei Raum- und Hochtemperatur erheblich. |
| Magnesium (Mg) | 0.3-0.5 | Wichtige Erweiterungselemente. Bildung einer Mg₂Si-Phase mit Si, die in Synergie mit Al₂Cu für eine Verstärkung des Verbunds sorgt. |
| Eisen (Fe) | ≤ 0.5 | Verunreinigungselement. Eine strenge Kontrolle ist erforderlich, um die Bildung von spröden Phasen und die Verringerung der mechanischen Eigenschaften zu vermeiden. |
| Mangan (Mn) | 0.2-0.5 | Neutralisiert die schädlichen Auswirkungen von Eisen und bildet unschädliche oder günstige Verbindungen. |
| Zink (Zn) | ≤ 0.2 | Verunreinigende Elemente. |
| Titan (Ti) | 0,1-0,2 (kann hinzugefügt werden) | Getreideraffinerie. |
| Aluminium (Al) | Toleranz (d. h. zulässiger Fehler) | Material des Substrats. |
ZL106 Physikalische und mechanische Eigenschaften Parametertabelle (Metalltyp Guss, typische Werte)
| Leistungsindikatoren | Besetzung (F) | T5-Alterungszustand | T6 Mischkristall + Alterungszustand | Positionierung und Interpretation der Leistung |
|---|---|---|---|---|
| Dichte | 2,71-2,73 g/cm³ | -- | -- | -- |
| Zugfestigkeit (Rm) | 180-210 MPa | 220-260 MPa | 260-310 MPa | Ausgezeichnete Festigkeit im Zustand T6Das Niveau des mittel- bis hochfesten Aluminiumgusses wurde erreicht. |
| Streckgrenze (Rp0,2) | 100-120 MPa | 150-180 MPa | 200-240 MPa | Die Streckgrenze ist nach der Wärmebehandlung deutlich erhöht, und die Tragfähigkeit wird verbessert. |
| Dehnung (A) | 3.0-5.0% | 2.0-4.0% | 1.5-3.0% | Gute Plastizität im gegossenen ZustandNach T6 erhöht sich die Festigkeit, aber die Plastizität nimmt ab. |
| Brinell-Härte (HB) | 60-70 | 80-90 | 90-110 | Die Härte ist nach T6 deutlich erhöht, mit guter Abriebfestigkeit. |
| Hochtemperaturfestigkeit (200°C) | üblich | günstig | talentiert | Durch den Zusatz von Kupfer wird die Leistung bei hohen Temperaturen verbessert. |
| Mobilität beim Gießen | günstig | -- | -- | Der mittlere Siliziumgehalt sorgt dafür, dass das Formfüllvermögen höher ist als bei Legierungen mit hohem Kupfer- und niedrigem Siliziumgehalt. |
| Korrosionsbeständigkeit | mäßig | mäßig | mäßig | Der Kupfergehalt macht sie weniger korrosionsbeständig als kupferfreie Legierungen und erfordert einen Oberflächenschutz. |
Wege zur Leistungsverbesserung und Prozessanpassung
Das beste Merkmal des ZL106 ist seineDesignbarkeit der Leistung und Prozessflexibilität::
- Mehrfache VerbundverstärkungSilizium sorgt für die Gießbarkeit, Kupfer für die Hochtemperaturfestigkeit und Magnesium für die Ausscheidungsfestigkeit. Die synergistische Wirkung der drei Elemente führt zu mechanischen Eigenschaften, die denen von Legierungen mit einem einzigen Verfestigungssystem (z. B. reine Al-Si- oder Al-Cu-Legierungen) überlegen sind.
- Flexibles Wärmebehandlungssystem::
- T5 (künstliche Alterung)Für Anwendungen, bei denen eine hohe Dimensionsstabilität erforderlich ist und das Risiko der Verformung minimiert werden muss, ist es möglich, die Festigkeit um 10-20% gegenüber dem Gusszustand zu erhöhen.
- T6 (Lösung + vollständige künstliche Alterung)Das Ergebnis ist eine Spitzenfestigkeit, die sich für tragende Bauteile eignet, wobei jedoch die Gefahr von Verformungen durch die Lösungshärtung berücksichtigt werden sollte.
- Breite Anpassungsfähigkeit der Gießverfahren: Anwendbar aufSandguss, Metallguss, FeingussEs ist ein äußerst vielseitiges Material für eine Vielzahl von Verfahren wie
Entsprechende internationale Noten
ZL106 hat eine Reihe ähnlicher internationaler Äquivalente, aber es ist wichtig, sich der geringfügigen Unterschiede in der Zusammensetzung bewusst zu sein:
- Chinesischer nationaler Standard::ZAlSi8Cu1Mg (GB/T 1173)
- Amerikanische Norm:: In Verbindung mit dem A319.0 (Al-Si6Cu4) und A332.0 vom System her nahe beieinander, aber A319 hat einen höheren Kupfergehalt, und ZL106 hat in der Regel eine bessere Zähigkeit; mit dem 356.0 Im Vergleich zu ZL106 (Al-Si7Mg) enthält ZL106 Kupfer, das eine bessere Hochtemperaturleistung, aber weniger Korrosionsbeständigkeit aufweist.
- EU-Norm::DE AC-45400 (Al-Si8Cu3) hat einen ähnlichen Siliziumgehalt, aber einen deutlich höheren Kupfergehalt als ZL106;EN AC-42000 (Al-Si7Mg) Kein Kupfer, anderes Leistungssystem.
- Japanischer Standard:: In Verbindung mit dem AC4B Es gibt Überschneidungen in einigen Komponentenbereichen.
Vergleichende Analyse von ZL106 mit ZL101A und ZL104
In der Norm GB/T 1173 sind ZL101A, ZL104 und ZL106 drei der am häufigsten verwendetenWärmebehandelbarAluminium-Gusslegierungen. Ein korrektes Verständnis der Unterschiede zwischen den drei Legierungen ist der Schlüssel zu einer korrekten Auswahl.
| Vergleichsmaßstab | ZL101A (ZAlSi7MgA) | ZL104 (ZAlSi9Mg) | ZL106 (ZAlSi8Cu1Mg) |
|---|---|---|---|
| System Legierung | Al-Si-Mg-System | Al-Si-Mg-System | Al-Si-Cu-Mg-System |
| Gehalt an Silizium (Si) | 6.5-7.5% | 8.5-10.5% | 7.5-8.5% |
| Gehalt an Kupfer (Cu) | ≤0.1%(kein Kupfer) | ≤0.1%(kein Kupfer) | 0.8-1.2%(kupferhaltig) |
| Gehalt an Magnesium (Mg) | 0.25-0.45% | 0.17-0.35% | 0.3-0.5% |
| Grenzwert für die Verunreinigung Eisen (Fe) | ≤0,20% (sehr schwer) | ≤0,60% (lose) | ≤0,50% (mittel) |
| Zugfestigkeit (T6) | 290-320 MPa | 240-270 MPa | 260-310 MPa |
| Streckgrenze (T6) | 200-230 MPa | 180-210 MPa | 200-240 MPa |
| Dehnung (T6) | 3.0-5.0%(optimal) | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% |
| Härte (T6) | 80-90 HB | 70-85 HB | 90-110 HB(maximal) |
| Hohe Temperaturbeständigkeit | üblich | günstig | talentiert(mit Kupfervorteil) |
| Korrosionsbeständigkeit | talentiert(kein Kupfer) | günstig | Medium (mit Kupfer) |
| Mobilität beim Gießen | günstig | talentiert(hoher Kieselsäuregehalt) | günstig |
| Typische Kosten | Hoch (strenge Reinheitsanforderungen) | 低 | mäßig |
| Zentrale Stärken | Hohe Zähigkeit + hohe Korrosionsbeständigkeit | Gießbarkeit + Wirtschaftlichkeit | Hochtemperaturfestigkeit + Härte |
| Ideale Anwendungen | Luft- und Raumfahrt, High-End-Ausrüstung | Gehäuse für allgemeine Zwecke, großvolumige Teile | Leistungsteile, Teile mit mittlerer Wärmebelastung |
Kurzanleitung zur Auswahl:
- ZL101A auswählen Wenn das Teil Folgendes erfordertHöchste Zähigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeitund wenn das Budget dafür ausreicht (z. B. Halterungen für die Luft- und Raumfahrt, Schiffskomponenten).
- ZL104 auswählen: Bei der Verfolgung vonGießbarkeit und KostenbilanzBei mäßigen Festigkeitsanforderungen (z. B. Gehäuse für allgemeine Zwecke, großvolumige Teile).
- ZL106 auswählenWenn die Arbeitstemperatur des Werkstücks hoch ist (>150°C) oder für dieHärte, VerschleißfestigkeitBei höheren Anforderungen (z. B. Motorzubehör, Pumpengehäuse).
Anwendung von ZL106 in der Gießereiindustrie
auf der Grundlage seinerGute Gießbarkeit, hohe Festigkeit und ausgewogene KostenEigenschaften wird ZL106 hauptsächlich in folgenden Bereichen eingesetzt:
- Kraftwerks- und Motorkomponenten (Mainstream-Anwendungen)
- Zubehör für den MotorAnsaugrohr, Abdeckung des Steuergehäuses, Motorlager, Wasserpumpengehäuse.
- AntriebsstrangKleine Motorblöcke, Zylinderköpfe (nicht hoch wärmebelastete Bereiche), Getriebegehäusen.
- Komponenten des VerdichtersKurbelgehäuse, Zylinderkopf.
- Allgemeine mechanische Ausrüstung
- Pumpen- und VentilgehäuseMittelgroße Wasserpumpen, Ölpumpen, hydraulische Ventilgehäuse (hohe Anforderungen an die Betriebstemperatur oder Druckbeständigkeit).
- ÜbertragungsteilUntersetzungsgehäuse, Kupplungsgehäuse, Riemenscheibe.
- Motor-Gehäuse: Hochleistungsmotorgehäuse, Generatorendkappen.
- Automobilteile und -komponenten
- Fahrwerk & AufhängungQuerlenkerhalter, Achsschenkelgehäuse (nach T6-Behandlung).
- BremssystemBremsluftkammergehäuse, Halterung.
- Industrielle Ausrüstung
- Teile für Textilmaschinen, Zylinderstützen für Druckmaschinen, Gehäuse für Nahrungsmittelmaschinen.
ZL106 Aluminiumlegierung Häufig gestellte Fragen
Q1: Was ist der Hauptunterschied zwischen ZL106 und ZL104? Wie zu wählen?
- Dies ist der häufigste Auswahlvergleich::
- ZL106::Kupfer enthaltend (Cu 0,8-1,2%)mit Al₂Cu als eine der wichtigsten Verfestigungsphasen.Bessere Hochtemperaturleistung und höhere HärteLibysch-Arabische DschamahirijaEtwas geringere KorrosionsbeständigkeitDie Dehnung ist etwas geringer.
- ZL104 ::Kupferfrei (Cu ≤0,1%)mit Mg₂Si als Hauptverfestigungsphase.Bessere Korrosionsbeständigkeit, etwas bessere ZähigkeitDie Hochtemperaturfestigkeit ist nicht so gut wie die von ZL106.
- AuswahlHöhere Betriebstemperaturen (>150°C) oder fürHärte und VerschleißfestigkeitErfordert hohe SelektionZL106Ja.Korrosionsbeständigkeit und ZähigkeitHohe Anforderungen, moderate BetriebstemperaturenZL104.
F2: Wie lauten die allgemeinen Wärmebehandlungsparameter für ZL106?
- Typische T6-Verfahrensparameter (nur als Anhaltspunkt, müssen je nach den spezifischen Gussstücken angepasst werden):
- Mischkristallbehandlung510-520°C × 6-10 Stunden.Aushärtung in warmem Wasser (60-80°C).
- künstliches Zeitlimit: 160-180°C × 6-10 Stunden, luftgekühlt.
- Hinweis: Die Mischkristalltemperatur sollte nicht zu hoch sein, um ein Überbrennen der Kupferphase zu verhindern. Die Abkühlgeschwindigkeit hat einen großen Einfluss auf die Leistung.
F3: Wie ist die Gießleistung von ZL106 im Vergleich zu ZL102 oder ZL104?
- Gute Gießbarkeit, aber nicht erstklassig::
- Besser als ZL102?VerstopftZL102 (Silizium 12%) hat einen viel besseren Durchfluss als ZL106.
- Besser als ZL104?knapp, aber nicht ganzZL104 (Si9%) hat einen etwas besseren Durchfluss als ZL106.
- ausfindig machen.Für ZL106Mittlerer Siliziumgehalt im Austausch für höhere Festigkeit nach der WärmebehandlungDie Gießbarkeit ist ausreichend, um die meisten komplexen Strukturteile zu bewältigen, aber bei der Konstruktion von ultradünnwandigen Teilen ist Vorsicht geboten.
Q4: Wie hoch ist die Schweißreparaturleistung von ZL106?
- üblich. Aufgrund des Kupfergehalts ist die Neigung zur thermischen Rissbildung beim Schweißen etwas höher als bei ZL104 ohne Kupfer. Argon-Lichtbogenschweißen Schweißzusatz muss seinvorheizen(150-200°C) mit geeignetem Schweißzusatzwerkstoff, nach dem Schweißen fürStressabbauIm Folgenden sind einige Beispiele für die zu verwendenden Schweißverfahren aufgeführt. Bei wichtigen tragenden Teilen sollten großflächige Schweißnähte so weit wie möglich vermieden werden.
Q5：Was sind die Anwendungsmöglichkeiten von ZL106 in der Automobilindustrie?
- guter Ausblick. Mit der Leichtbauweise von Automobilen und der Miniaturisierung des Antriebsstrangs und der hohen Leistungsdichte werden die Aluminiumgusslegierungen für dieHochtemperaturfestigkeit und allgemeine mechanische EigenschaftenZL106, eine mittelstark kupferhaltige Legierung mit erheblicher Verstärkungswirkung, wird in derPeripherieteile des Motors, Gehäuse des Hybridsystems, Gehäuse der elektrischen Antriebseinheitund andere Bereiche haben einen breiten Anwendungsbereich. Es ist inEines der bevorzugten Materialien für Leistungssteigerungen zu überschaubaren Kosten.
