Ein umfassender Leitfaden zur Aluminiumgusslegierung ZL110: Zusammensetzungssystem, Wärmebehandlungsverfahren, internationale Güten und typische Anwendungen.
发布时间：2026-03-08 分类：Nachrichten 浏览量：108
Als nationale chinesische Norm (GB/T 1173) in der高铜铝硅系耐热耐磨铸造合金typische Vertreter derZL110（ZAlSi5Cu6Mg） mit Hilfe von较高的铜含量、优异的高温强度、良好的耐磨性和较低的成本bekannt ist. Die Legierung wird hergestellt von中等硅含量（4.0-6.0%）保障基本铸造性能，高铜（5.0-8.0%）作为核心强化元素，经T1或T5热处理后，可获得优异的高温力学性能和耐磨性，是制造工作温度较高、承受中等负荷且对耐磨性有要求的铸件的经济型材料，在汽车、摩托车、通用动力机械等领域应用广泛。
ZL110 对应的国家牌号是 ZAlSi5Cu6Mg。
- Nationale StandardnoteGemäß GB/T 1173 ist seine QualitätZAlSi5Cu6Mg. Der Name spiegelt direkt sein Kernlegierungssystem wider: Silizium (Si), Kupfer (Cu) und Magnesium (Mg).
- Branche/Unternehmenscode::ZL110 Es ist eine weit verbreitete Bezeichnung für dieses Material in Zeichnungen, Handbüchern und Unternehmensnormen der Gießereiindustrie.
- Wesentliche Merkmale::中等硅含量（4.0-6.0%） 保证了基本的铸造流动性；极高的铜含量（5.0-8.0%） 赋予其优异的高温强度和耐磨性；镁的添加提供辅助强化效果。与ZL108、ZL109相比，其成本更低，但高温性能略逊，适用于要求不特别苛刻的耐热耐磨件。
ZL110铝合金成分表（基于GB/T 1173典型要求）
| Element einer Menge | Inhaltsbereich (wt%) | funktionale Rolle |
|---|---|---|
| Silizium (Si) | 4.0-6.0 | Wichtigste Legierungselemente。提供基本的铸造流动性，部分固溶强化。 |
| Kupfer (Cu) | 5.0-8.0 | Kernstärkende Elemente。形成大量Al₂Cu强化相，显著提升室温及高温强度与硬度。 |
| Magnesium (Mg) | 0.2-0.5 | Ergänzende stärkende Elemente. Bildet Mg₂Si mit Silizium, das in Synergie mit Al₂Cu die Festigkeit weiter erhöht. |
| Eisen (Fe) | ≤ 0.8 | 杂质元素。需控制，但容忍度较高。 |
| Mangan (Mn) | ≤ 0.5 | Kann hinzugefügt werden, um die schädlichen Auswirkungen von Eisen zu neutralisieren. |
| Zink (Zn) | ≤ 0.3 | Verunreinigungen. |
| Titan (Ti) | ≤ 0.2 | Getreideraffinerie. |
| Aluminium (Al) | Toleranz (d. h. zulässiger Fehler) | Material des Substrats. |
ZL110物理与力学性能参数表（金属型铸造，典型值）
| Leistungsindikatoren | Besetzung (F) | T1自然时效 | Manuelle Alterung T5 | Positionierung und Interpretation der Leistung |
|---|---|---|---|---|
| Dichte | 2.75-2.80 g/cm³ | -- | -- | 密度较高，因含大量铜。 |
| Zugfestigkeit bei Raumtemperatur (Rm) | 160-200 MPa | 200-240 MPa | 240-280 MPa | T5后强度良好，达到中高强度水平。 |
| Hochtemperatur-Zugfestigkeit (250°C) | üblich | günstig | 优秀 (≥120 MPa) | Zentrale Stärken，高铜含量保证良好高温性能。 |
| Streckgrenze (Rp0,2) | 90-120 MPa | 140-170 MPa | 180-220 MPa | 热处理后屈服强度显著提升。 |
| Dehnung (A) | 1.5-2.5% | 1.0-2.0% | ≤1.0% | Geringere Plastizität，是高铜合金的固有特点。 |
| Brinell-Härte (HB) | 70-80 | 85-95 | 100-115 | hohe Steifigkeit，耐磨性优异。 |
| Wärmeleitfähigkeit | 约 120-130 W/(m·K) | -- | -- | Medium. |
| Koeffizient der linearen Ausdehnung | 约 21.0-22.0×10⁻⁶/℃ | -- | -- | 较高，因硅含量较低。 |
| Mobilität beim Gießen | mäßig | -- | -- | 硅含量较低，流动性不如高硅合金。 |
| Korrosionsbeständigkeit | mittelmäßig | mittelmäßig | mittelmäßig | 高铜含量使其耐蚀性差，需表面保护。 |
ZL110性能强化路径与技术特点
ZL110的性能来源于其“高铜主导、经济实用”的技术路线：
- 高铜是核心：高达5-8%的铜含量是其获得高硬度和良好高温强度的根本原因。大量Al₂Cu相的存在，使其在室温及高温下均具有优异的耐磨性。
- 热处理可选::
- T1 (natürliche Begrenzung)：铸态长时间放置，可部分释放内应力并小幅提升强度，适用于对成本敏感、要求不高的场合。
- T5 (künstliche Alterung)：在150-180°C保温数小时，获得峰值强度和硬度，是常用工艺。
- 一般不进行T6处理：因高铜含量易导致固溶过烧风险，且淬火变形难控制。
- Kostenvorteil：与ZL108、ZL109等专用活塞合金相比，ZL110不含昂贵的镍（Ni），对铁等杂质容忍度较高，材料成本显著更低，是“经济型耐热耐磨件”的优选。
Entsprechende internationale Noten
ZL110在国际上可找到性能相近的合金，但多为老牌号或特定用途合金：
- Chinesischer nationaler Standard::ZAlSi5Cu6Mg (GB/T 1173)
- Amerikanische Norm:: In Verbindung mit dem 324.0 (Al-Si5Cu5) 或 B295.0 (Al-Si4Cu6) 在成分和性能上有相似之处。
- EU-Norm：无直接对应，老牌号如 G-AlSi6Cu6 在某些国家标准中存在。
- Russischer Standard::AЛ5 或 AЛ6 有类似成分。
ZL110在铸造行业的应用
auf der Grundlage seiner良好的高温强度、优异的耐磨性和较低的成本，ZL110主要应用于对成本敏感、工作温度较高、对耐腐蚀性要求不高的领域：
- 摩托车与通用动力机械（核心应用）
- 摩托车发动机：气缸体、活塞（低端/小排量）、缸盖。
- 通用汽油机：割草机、小型发电机、水泵发动机的气缸体。
- 空压机：小型压缩机缸体、缸盖。
- Automobilteile und -komponenten
- Bremssystem：鼓式制动器制动鼓（部分低端车型）。
- Zubehör für den Motor：排气管支架、发动机悬置支架。
- 变速箱部件：换挡拨叉、同步器齿毂（要求耐磨）。
- 工业耐磨件
- 滑块、衬套、导轨、轴承保持架。
- 家电与五金
- 电熨斗底板、烤面包机发热体支架（利用其耐热性）。
ZL110铝合金常见问题解答
Q1：ZL110与ZL108、ZL109的主要区别是什么？如何选型？
- vergleichende Analyse::
- ZL110::高铜（5-8%）、中低硅（4-6%）、不含镍.高温强度良好、耐磨性优异、成本低Libysch-Arabische Dschamahirija热膨胀系数高、耐腐蚀性差、铸造性一般。适用于中低热负荷、对成本敏感的动力机械。
- ZL108::过共晶高硅（11-13%）、中铜（1-2%）、含镁、含镍.热膨胀系数最低、高温强度最高、耐磨性最好，适用于高热负荷柴油机活塞。
- ZL109::共晶高硅（11-13%）、中低铜（0.5-1.5%）、含镁、含镍.综合性能平衡、铸造性良好，适用于中轻型柴油机、汽油机活塞。
- Auswahl::追求极致性能、高热负荷Wählen Sie ZL108;追求综合性能平衡选ZL109；追求成本效益、中低热负荷选ZL110。
Q2：ZL110适合制造活塞吗？
- 适合中低端应用。ZL110曾广泛用于小排量摩托车、通用汽油机、农用机械的活塞和气缸体。其高铜含量保证了基本的耐磨性和高温强度，且成本低廉。但对于高转速、高功率密度、高热负荷的现代发动机，ZL110的性能已不足以胜任，需升级为ZL109、ZL108甚至更高级的合金。
Q3：ZL110的铸造性能如何？设计时需要注意什么？
- Untere Mitte。硅含量仅4-6%，流动性不如ZL104、ZL109等高硅合金。同时，高铜含量使其凝固区间宽，热裂倾向和缩松倾向较大。设计浇注系统和冒口时需加强补缩，避免热节部位产生缺陷。
Q4：ZL110的耐腐蚀性如何？需要表面处理吗？
- mittelmäßig。高铜含量使其对一般大气和潮湿环境的耐蚀性很低。用于户外或可能接触水分的场合，Ein wirksamer Oberflächenschutz ist notwendig，如涂装、电镀等。阳极氧化效果不佳，膜层灰暗且不均匀。
Q5：ZL110的焊接修补性能如何？
- mittelmäßig。含铜量极高，焊接热裂纹倾向非常明显。进行氩弧焊补焊时，需高温预热（200-300°C），选用专用焊丝，焊后立即进行Stressabbau。对于重要承力件，应严禁补焊.
Q6：ZL110在现代工业中是否已被淘汰？
- 未被完全淘汰，但应用空间正在缩小。随着排放法规升级和发动机强化程度提高，对材料性能的要求越来越严苛，ZL110在动力机械核心部件中的应用逐渐被ZL109、ZL108等更高级合金替代。但在农用机械、低端通用动力、非关键耐磨件等对成本极度敏感的领域，ZL110仍因其无可比拟的成本优势而占有一席之地。
📊 延伸栏目：ZL110与ZL108、ZL109对比分析
| Vergleichsmaßstab | ZL110 (ZAlSi5Cu6Mg) | ZL109 (ZAlSi12CuMgNi) | ZL108 (ZAlSi12Cu2Mg1) |
|---|---|---|---|
| Legierung Typ | 低硅高铜型 | 共晶高硅含镍型 | 过共晶高硅型 |
| Gehalt an Silizium (Si) | 4.0-6.0% | 11.0-13.0% | 11.0-13.0% |
| Gehalt an Kupfer (Cu) | 5.0-8.0% | 0.5-1.5% | 1.0-2.0% |
| Gehalt an Nickel (Ni) | nicht haben | 0.8-1.3% | 0.3-0.9% |
| Koeffizient der thermischen Ausdehnung | 较高 (21-22) | 较低 (19-20.5) | 最低 (18.5-20) |
| Hohe Temperaturbeständigkeit | günstig | talentiert | 最优 |
| 室温强度(T5) | 240-280 MPa | 240-280 MPa | 240-270 MPa |
| Abriebfestigkeit | 良好（高铜贡献） | 优秀（高硅贡献） | 最优（初生硅贡献） |
| Mobilität beim Gießen | mäßig | talentiert | günstig |
| Kostenpositionierung | 低（经济型） | mäßig | Mäßig hoch |
| typische Anwendung | 小排量发动机、农用机械 | 中轻型发动机活塞 | 重载发动机活塞 |
Kurzanleitung zur Auswahl:
- 选ZL110：成本敏感、中低热负荷、对耐腐蚀性无要求（如农用机械、低端通用动力）。
- Wählen Sie ZL109.：要求综合性能平衡、中等热负荷（如乘用车汽油机、轻型柴油机）。
- ZL108 auswählen：要求极致耐热性、最低膨胀系数、最高耐磨性（如增压柴油机、重载发动机）。
