Detalles técnicos de la aleación de aluminio de fundición ZL104: composición, propiedades y aplicaciones industriales

ZL104 (ZAlSi9Mg) es una de las aleaciones más utilizadas de la familia de las aleaciones de aluminio de fundición, y es conocida por suExcelente rendimiento de fundición, buena estanqueidad al aire y elevadas propiedades mecánicas generalesEs bien conocida. La aleación es particularmente adecuada para ser utilizada porFundición en arena, fundición de metales y fundición a la cera perdidaEl uso de esta tecnología para producir piezas con formas complejas que requieren estanqueidad al aire o están sometidas a cargas moderadas ofrece un buen equilibrio entre la adaptabilidad del proceso y la fiabilidad del rendimiento.

El grado nacional de ZL104 es ZAlSi9Mg.

• Grado Estándar NacionalSegún GB/T 1173, su grado esZAlSi9Mgdonde “Z” significa “fundición” y “L” significa “aluminio”. Donde "Z" significa "fundición" y "L" significa "aluminio".
• Industria/Código de empresa:ZL104 Se trata de una denominación muy utilizada para este material en planos industriales, manuales y normas corporativas.
• Estado fundido y tratado térmicamente: su rendimiento depende en gran medida del tratamiento térmico, normalmente en forma deEstado de la T6(Tratada por disolución + envejecida artificialmente en su totalidad) suministrada y utilizada para una resistencia óptima.

Tabla de composición de la aleación de aluminio ZL104

elemento de un conjunto	Gama de contenidos (wt%)	papel funcional
Silicio (Si)	8.0-10.5	Mejora la fluidez de la colada, reduce la tendencia al agrietamiento en caliente, es el principal elemento de aleación.
Magnesio (Mg)	0.17-0.35	Elemento de refuerzo clave, que forma la fase Mg₂Si con el silicio, lo que aumenta significativamente la resistencia mediante tratamiento térmico.
Manganeso (Mn)	0.2-0.5	Neutraliza los efectos nocivos del hierro, mejora la resistencia a la corrosión y forma parcialmente una fase de refuerzo.
Hierro (Fe)	≤0.6	Elementos de impureza, que deben controlarse estrictamente para mantener buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión.
Titanio (Ti)	≤0.15	Agente refinador del grano utilizado habitualmente para mejorar la organización de la colada y las propiedades mecánicas.
Aluminio (Al)	tolerancia (es decir, error permitido)	Material del sustrato.

ZL104 Propiedades físicas y mecánicas (típicas, estado T6)

Indicadores de resultados	Rango numérico	Observaciones sobre el proceso
densidad	2,65 g/cm³	--
Resistencia a la tracción (Rm)	220-250 MPa	La fundición en molde metálico estado T6 puede alcanzar el límite superior, que es mejor que la fundición en arena.
Límite elástico (Rp0,2)	140-180 MPa	--
Alargamiento (A)	2.0-4.0%	Significativamente mejor que las aleaciones de fundición a presión del mismo nivel de resistencia.
Dureza Brinell (HB)	70-90	--
conductividad térmica	Aprox. 150 W/(m-K)	--
Coeficiente de dilatación lineal	21,5 x 10-⁶/°C	--

Vía de mejora del rendimiento mecánico
Excelente rendimiento de ZL104Se obtiene casi exclusivamente por tratamiento térmicoSu camino hacia el refuerzo es claro:

1. El tratamiento térmico T6 es el núcleoEl estándar “tratamiento en solución (535 ± 5 ℃ mantenimiento, enfriamiento con agua) + envejecimiento artificial completo (175 ± 5 ℃ mantenimiento)” es la clave de su salto de rendimiento. Después del tratamiento T6, la resistencia a la tracción se puede aumentar en más de 50% en comparación con la condición tal como se funde.
2. Control preciso de los ingredientesControl del contenido de magnesio (Mg): Garantizar que el contenido de magnesio (Mg) se encuentra en el límite superior del requisito es un requisito previo para obtener fases suficientemente reforzadas (Mg₂Si). Un control estricto del contenido de hierro (Fe) evita la formación de fases frágiles perjudiciales.
3. Optimización del proceso de fundición: Adopciónmoldeo de metales或fundición a baja presiónEl uso de velocidades de enfriamiento más rápidas para conseguir una organización más fina en la colada permite que las propiedades alcancen el extremo superior de la gama después de T6 y mejora la densificación de la colada.

Grados internacionales correspondientes
Esta aleación de aluminio fundido con silicio y magnesio como principales elementos de aleación se utiliza ampliamente en las normas nacionales:

• Norma nacional china:ZAlSi9Mg (GB/T 1173)
• American Standard:356.0 (ASTM)
• Norma de la UE:ES AC-43000 (EN 1706)
• Estándar japonés:AC4C (JIS)

ZL104 en la industria de la fundición
basado en suBuen rendimiento general, excelente adaptabilidad de la fundición y fiable efecto de refuerzo del tratamiento térmico.El ZL104 se utiliza ampliamente para el análisis deHermético, construcción compleja, resistente a la corrosión y resistencia mediaHay ámbitos de exigencia:

1. Aeroespacial y militar(Aplicaciones clásicas)
   • Accesorios del motorCargadores de motores de aviación, carcasas, cuerpos de bombas, etc. (que requieren gran estanqueidad y fiabilidad).
   • Carcasas de instrumentación: Carcasas complejas para todo tipo de instrumentos aeronáuticos.
2. transporte(aplicaciones generales)
   • Componentes de automociónColectores de admisión del motor (fundición de tipo metálico), tapas de culata, carcasas de la bomba de agua, carcasas de la caja de cambios (fundición de baja presión).
   • Motocicleta/vehículo eléctricoBujes, carcasas de motor, conectores de bastidor.
   • Componentes del buque: Carcasas de fuerabordas, válvulas de bombas marinas.
3. Maquinaria general y equipos de alta presión
   • Piezas hidráulicas y neumáticasCuerpos de válvulas hidráulicas, cuerpos de cilindros, cabezas de compresores de aire (buena mecanizabilidad y capacidad de presión).
   • Caja de transmisión: Reductores, carcasas de reductores.
   • Soporte de alta carga: Soportes de motor, bases de equipo.
4. Otras zonas
   • equipos eléctricos: Carcasas de motor grandes, tapas de extremo de generador.
   • equipamiento médico: Componentes estructurales de dispositivos médicos que requieren formas complejas y superficies limpias.

Preguntas frecuentes sobre la aleación de aluminio ZL104

P1: ¿Cuál es el defecto más común de la fundición ZL104? ¿Cómo prevenirlo?

• Porosidad y contracciónSolución: ①Reforzar el refinado de la masa fundida para eliminar el gas; ②Optimizar el sistema de vertido y elevación para reforzar la secuencia de solidificación; ③Para las piezas clave, utilizar fundición a baja presión o fundición de regulación de presión para mejorar la capacidad de contracción. Solución: ① Reforzar el refinado y la desgasificación de la masa fundida; ② Optimizar el sistema de vertido y de subida, y reforzar la solidificación secuencial; ③ Para las piezas clave, utilizar fundición a baja presión o fundición con regulación de presión para mejorar la capacidad de contracción.

P2: ¿Por qué es necesario el tratamiento térmico para ZL104?

• La resistencia del ZL104 procede principalmente del refuerzo por precipitación de la fase Mg₂Si. Esta fase es gruesa y débilmente reforzada en estado bruto.Tratamiento térmico T6(solución sólida + envejecimiento) puede hacer Mg₂Si totalmente disuelto y precipitación difusa, que puede aumentar significativamente la resistencia, dureza y límite elástico, es su uso normas de rendimiento de.Procesos requeridos.

P3: ¿Cuál es la resistencia a la corrosión de ZL104?

• Buena resistencia a la corrosiónLa resistencia a la corrosión de las aleaciones de aluminio en ambientes atmosféricos y de agua de mar es superior a la de las aleaciones de aluminio de fundición que contienen cobre (como YL113). Debido a que no contiene cobre o el contenido de cobre es muy bajo, y la adición de magnesio es beneficiosa para la estabilidad de la película de óxido superficial, por lo que su resistencia a la corrosión en la atmósfera, el medio ambiente de agua de mar es mejor que la fundición de aleaciones de aluminio que contienen cobre (como YL113/ZL107). Sin embargo, sigue siendo necesario un tratamiento superficial adecuado (por ejemplo, anodizado, pintura) en función del entorno de uso.

P4: ¿Cuál es la principal diferencia entre ZL104 y las aleaciones fundidas a presión (por ejemplo, YL113/A380)?

• La diferencia fundamental radica en el método de fundición y el sistema de composición:
  • ZL104paraFundición en arena/fundición en molde metálicoDiseño conMagnesio (Mg) medianterefuerzo del tratamiento térmico(a) no contiene cobre o contiene muy poco.Control estricto del contenido de hierro (Fe)para mejorar el alargamiento y la resistencia a la corrosión.
  • YL113/A380paraFundición inyectada a alta presiónDiseño conMás cobre (Cu) y hierro (Fe) para adaptarse al proceso de fundición a presión (moldes antiadherentes).Normalmente sin tratamiento térmico en solución(para evitar la formación de ampollas), principalmente mediante el refuerzo por solución sólida del Cu y el envejecimiento T5.
  • Clave de selección: ObligatorioAlta resistencia, alta densidad, tratable térmicamenteSelección de piezas complejasZL104(a) La necesidad deProducción de gran volumen y eficienciaSelección de piezas de pared fina de resistencia mediaYL113/A380.

P5: ¿Qué debo tener en cuenta al mecanizar ZL104?

• ① Selección de herramientas: Debido a su contenido en silicio, es muy abrasivo y se recomienda su usoHerramientas de metal duro o PCD.
• ② Parámetros de corte: Se utilizan mayores velocidades de corte y menores avances.
• (iii) situación: enEstado T6 (después del envejecimiento) Procesamiento, mejor estabilidad dimensional. Si es necesario aliviar tensiones tras el mecanizado, puede realizarse un recocido de alivio de tensiones a baja temperatura.

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resúmenes: El ZL104 es un tipo de producto que se basa en laSilicio, magnesioPara reforzar elementos.Depende del tratamiento térmico T6máximo rendimientoAleaciones de aluminio fundido de uso general. Sigue un camino tecnológico diferente al de la aleación de fundición a presión YL113: YL113 persigueCoste y eficacia en la fundición a presiónMientras ZL104 persigueRendimiento global y fiabilidad superiores gracias a una gran variedad de métodos de fundición y tratamientos térmicos.Es fabricación.Elementos estructurales importantes, complejos y portantesLa elección clásica.