ZL107 (ZAlSi7Cu4) Alliage d'aluminium coulé : un alliage à haute résistance au cuivre, expliquant ses propriétés de haute résistance et ses applications d'ingénierie

Catalogue d'articles

• Tableau de composition de l'alliage d'aluminium ZL107 (basé sur les exigences typiques de la norme GB/T 1173)
• ZL107 Tableau des paramètres des propriétés physiques et mécaniques (type de métal coulé, valeurs typiques)
• Voies d'amélioration des performances et caractéristiques du processus
• Cartes internationales correspondantes
• Application du ZL107 dans l'industrie de la fonderie
• Alliage d'aluminium ZL107 Questions fréquemment posées
• 📊 Colonne étendue : Comparaison du ZL107 et des alliages apparentés

En tant que norme nationale chinoise (GB/T 1173) dans lesAlliage de fonderie à haute résistance aluminium-silicium-cuivredes représentants typiques de laZL107 (ZAlSi7Cu4) au moyen deRésistance plus élevée, bonne performance de coulée et excellent effet de renforcement par traitement thermiqueest connu. L'alliage est fabriqué parLe silicium (Si) pour la fluidité de la coulée et le cuivre (Cu) comme principal élément de renforcement.Le traitement thermique T5 ou T6 permet d'obtenir un niveau de résistance proche de celui des alliages aluminium-cuivre, tout en conservant une meilleure aptitude au moulage que les alliages aluminium-cuivre.Pièces moulées de résistance moyenne avec des charges statiques élevées et des formes complexesC'est le matériau idéal pour les secteurs de l'automobile, des machines électriques et de l'équipement général.

La qualité nationale du ZL107 est ZAlSi7Cu4.

• Norme nationale GradeSelon la norme GB/T 1173, sa qualité est la suivanteZAlSi7Cu4. Le nom reflète directement son système d'alliage de base : silicium (Si) et cuivre (Cu).
• Code de l'industrie/entreprise: :ZL107 Il s'agit d'une désignation largement utilisée pour ce matériau dans les dessins, les manuels et les normes d'entreprise de l'industrie de la fonderie.
• Caractéristiques principales: :Teneur moyenne en silicium (6.5-7.51 TP3T) Assure une bonne fluidité de la coulée ;Teneur en cuivre plus élevée (3,5-4,5%) Cela lui confère une capacité importante de renforcement par traitement thermique pour atteindre une résistance élevée à l'état T5 ou T6, mais au détriment d'un certain allongement et d'une certaine résistance à la corrosion.

Tableau de composition de l'alliage d'aluminium ZL107 (basé sur les exigences typiques de la norme GB/T 1173)

élément d'un ensemble	Gamme de contenu (wt%)	rôle fonctionnel
Silicium (Si)	6.5-7.5	Principaux éléments d'alliage. Offre une bonne fluidité de coulée, une résistance à la fissuration à chaud et un renforcement partiel de la solution solide.
Cuivre (Cu)	3.5-4.5	Principaux éléments de renforcement. La formation d'une phase renforcée en Al₂Cu améliore considérablement la résistance et la dureté à température ambiante.
Magnésium (Mg)	0,3-0,5 (certaines normes incluses)	Éléments auxiliaires de renforcement. Forme du Mg₂Si avec du silicium, qui agit en synergie avec l'Al₂Cu pour renforcer la résistance.
Fer (Fe)	≤ 0.5	Éléments d'impureté. Doivent être contrôlés pour éviter la formation de phases fragiles.
Manganèse (Mn)	≤ 0.5	Peut être ajouté pour neutraliser les effets néfastes du fer.
Zinc (Zn)	≤ 0.3	Impuretés.
Titane (Ti)	0,1-0,2 (peut être ajouté)	Raffineur de céréales.
Aluminium (Al)	la tolérance (c'est-à-dire l'erreur autorisée)	Matériau du substrat.

ZL107 Tableau des paramètres des propriétés physiques et mécaniques (type de métal coulé, valeurs typiques)

Indicateurs de performance	Cast (F)	État de vieillissement du T5	T6 solution solide + état de vieillissement	Positionnement et interprétation des performances
densité	2,72-2,74 g/cm³	--	--	Légèrement plus élevé que les alliages aluminium-silicium-magnésium.
Résistance à la traction (Rm)	180-220 MPa	250-280 MPa	290-330 MPa	Excellente résistance à l'état T6Il a atteint le niveau de la fonte d'aluminium à haute résistance.
Limite d'élasticité (Rp0.2)	100-130 MPa	180-210 MPa	220-260 MPa	La limite d'élasticité est considérablement augmentée après le traitement thermique, et la capacité de charge est élevée.
Allongement (A)	2.0-4.0%	2.0-3.0%	1.5-2.5%	Une plasticité plus faibleest le prix de la poursuite d'une intensité élevée.
Dureté Brinell (HB)	70-80	90-105	100-120	Dureté élevée et bonne résistance à l'usure après T6.
Résistance à haute température (200°C)	habituel	favorable	talentueux	L'ajout de cuivre permet d'améliorer les performances à haute température.
Mobilité de la coulée	favorable	--	--	La teneur moyenne en silicium assure une bonne capacité de remplissage des moules.
résistance à la corrosion	modéré	modéré	modéré	Une teneur plus élevée en cuivre, moins résistante à la corrosion que les alliages sans cuivre, nécessite une protection de la surface.

Voies d'amélioration des performances et caractéristiques du processus

La performance du ZL107 provient de sonPlomb renforcé de cuivre, traité thermiquementL'itinéraire technique :

1. Le cuivre est la pierre angulaire de la résistanceLa teneur en cuivre plus élevée (3,5-4,5%) permet la précipitation d'un grand nombre de phases diffuses renforcées en Al₂Cu après le traitement thermique, ce qui est la raison fondamentale de sa résistance élevée.
2. Le traitement thermique comme moteur de performance: :
   • T5 (vieillissement artificiel)Vieillissement artificiel direct : le vieillissement artificiel direct à l'état moulé permet d'obtenir un certain renforcement sous condition de contrôle de la déformation ; il convient pour les pièces présentant des exigences élevées en matière de stabilité dimensionnelle.
   • T6 (solution + vieillissement artificiel complet)La résistance maximale est obtenue et convient aux éléments structurels porteurs, mais il faut tenir compte du risque de distorsion qui peut être causé par le durcissement de la solution.
   • Attention aux températures des solutions solidesLe procédé est généralement utilisé à une température comprise entre 515 et 525°C, une température trop élevée ayant tendance à provoquer une surchauffe de la phase cuivre.
3. Grande adaptabilité des procédés de moulageApplicable àMoulage en sable, moulage en métal, moulage à la cire perdueDivers procédés, mais en raison de sa teneur élevée en cuivre, la tendance à la fissuration à chaud est légèrement supérieure à celle des alliages d'aluminium-silicium-magnésium, il convient de prendre en compte la conception du système de coulée.

Cartes internationales correspondantes

ZL107 a un certain nombre d'homologues internationaux proches, mais il est important de noter les légères différences de composition :

• Norme nationale chinoise: :ZAlSi7Cu4 (GB/T 1173)
• American Standard: Le plus proche est 319.0 (Al-Si6Cu4), dont les gammes de composition sont fondamentalement identiques, est un homologue international typique de ZL107.
• Norme européenne: :EN AC-45400 (Al-Si8Cu3) est légèrement plus riche en silicium et légèrement plus pauvre en cuivre ;FR AC-46200 (Al-Si8Cu3) est similaire.
• Norme japonaise: :AC2B 或 AC4Bmais il faut vérifier les ingrédients spécifiques.
• norme internationale: :AlSi7Cu4 (ISO 3522).

Application du ZL107 dans l'industrie de la fonderie

sur la base de sonHaute résistance, bonne coulabilité et rentabilitéZL107 est principalement utilisé dans les domaines suivants :

1. Automobile et machines motrices (applications principales)
   • Composants du moteurLes pièces de rechange sont les suivantes : culasse (zone non soumise à une charge thermique élevée), tube d'admission, carter d'huile, carter de distribution, supports de moteur.
   • système de transmission: Carter de transmission, carter d'embrayage, carter de distribution.
   • système de freinage: Boîtier du maître-cylindre de frein, boîtier de l'amplificateur de pression à vide.
2. Équipement mécanique général
   • Corps de pompe et de vannePompes à huile moyenne et haute pression, corps de vannes hydrauliques, corps de pompes à eau.
   • pièce de transmission: Boîtiers de réducteurs, boîtes de vitesses industrielles.
   • Boîtier du moteurLes produits de l'industrie de l'automobile : carters de moteurs de grande puissance, embouts de générateurs.
3. Machines de construction et agricoles
   • Embout de cylindre hydraulique, support de connexion, boîtier de transmission.
4. matériel d'électricien
   • Boîtier de l'interrupteur haute tension, boîte de jonction des câbles, ventilateur du moteur.

Alliage d'aluminium ZL107 Questions fréquemment posées

Q1：Quelle est la principale différence entre ZL107 et ZL104, ZL105 ? Comment choisir le type ?

• analyse comparative: :
  • ZL107: :Haute teneur en cuivre (3,5-4,51 TP3T), moyenne teneur en silicium (71 TP3T), peut contenir de petites quantités de magnésium..Haute résistance (surtout après T6), mais faible allongement et résistance moyenne à la corrosion. Proche de l'US 319.0.
  • ZL104: :Sans cuivre, à haute teneur en silicium (9%), contenant du magnésium.Bonne coulabilité, excellente résistance à la corrosion, mais résistance moyenne.
  • ZL105: :Cuivre moyen (1-1,5%), silicium faible (5%), contenant du magnésium.Haute résistance, allongement moyen, bonne performance à haute température.
  • sélection: RequisRésistance maximale avec de faibles exigences d'allongementsaisonnierZL107(T6) ; requisBonne résistance à la fonte et à la corrosion, résistance modéréesaisonnierZL104(a) La nécessité deUne plus grande résistance combinée à un certain degré de ténacitésaisonnierZL105.

Q2 : Quels sont les paramètres généraux du traitement thermique pour le ZL107 ?

• Processus T6 typique (à titre de référence uniquement, doit être ajusté en fonction de la pièce coulée) :
  • traitement des solutions solides515-525°C × 6-12 heures.Durcissement dans l'eau chaude (60-80°C)(Remarque : la température ne doit pas être trop élevée pour éviter une cuisson excessive).
  • délai artificiel160-180°C × 6-10 heures, refroidi à l'air.
  • Le procédé T5 (vieillissement direct à l'état coulé) peut également être utilisé, avec un gain de résistance légèrement inférieur, mais avec moins de risques de déformation, et convient aux pièces de formes complexes.

Q3 : Quelles sont les propriétés de coulée du ZL107 ? Y a-t-il une forte tendance à la fissuration à chaud ?

• Bonnes propriétés de coulée, mais attention à la fissuration thermique. Avec une teneur en silicium d'environ 7%, la fluidité est suffisante pour la plupart des pièces modérément complexes. Cependant, en raison de la teneur plus élevée en cuivre, l'intervalle de solidification est plus large, la température de la pièce est plus basse et la température de la pièce est plus élevée.Tendance à la fissuration à chaud légèrement supérieure à celle des alliages à haute teneur en silicium tels que le ZL104.. La conception du système de coulée et des colonnes montantes doit tenir compte du retrait d'appoint afin d'éviter les fissures dans les joints chauds.

Q4 : Quelle est la résistance à la corrosion du ZL107 ? Doit-il être traité en surface ?

• modéré. La teneur plus élevée en cuivre le rend moins résistant à la corrosion que les ZL101A, ZL104 sans cuivre. utilisés à l'extérieur ou dans des environnements humides.Une protection de la surface est recommandéeLe film anodisé peut être grisâtre et légèrement moins homogène, comme la peinture, l'anodisation (le film anodisé peut être grisâtre et légèrement moins homogène).

Q5 : Quelles sont les performances du ZL107 en matière de réparation par soudage ?

• Moyenne inférieure. Plus la teneur en cuivre est élevée, plus la tendance à la fissuration thermique du soudage est évidente. Pour le soudage à l'arc sous argon, il est nécessaire dePréchauffage (150-200°C)Le choix des fils d'aluminium-silicium-cuivre appropriés, après le soudage, poursoulagement du stress. Pour les pièces porteuses importantes, il convient d'éviter autant que possible les grandes soudures par points.

Q6 : Quelle est la relation entre ZL107 et A319.0 ? Sont-ils interchangeables ?

• Très proche, il peut être considéré comme le grade correspondant aux normes chinoises et américaines.La gamme de composition de l'A319.0 (Si 5.5-6.5%, Cu 3-4%) diffère légèrement de celle du ZL107 (Si 6.5-7.5%, Cu 3.5-4.5%), mais les intervalles de performance se chevauchent fortement. Dans la pratique de l'ingénierie, les deux sont souvent considérés comme des matériaux interchangeables, sous réserve d'une confirmation basée sur la composition spécifique et la vérification des propriétés après traitement thermique.

📊 Colonne étendue : Comparaison du ZL107 et des alliages apparentés

dimension de comparaison	ZL107 (ZAlSi7Cu4)	ZL104 (ZAlSi9Mg)	ZL105 (ZAlSi5Cu1Mg)	A319.0 (AFSL)
Silicium (Si)%	6.5-7.5	8.5-10.5	4.5-5.5	5.5-6.5
Cuivre (Cu)%	3.5-4.5	≤0.1	1.0-1.5	3.0-4.0
Magnésium (Mg)%	0.3-0.5	0.17-0.35	0.4-0.6	≤0.10
Résistance à la traction (T6)	290-330 MPa	240-270 MPa	280-320 MPa	275-310 MPa
Allongement (T6)	1.5-2.5%	1.5-3.0%	1.5-3.0%	1.5-2.5%
Mobilité de la coulée	favorable	talentueux	favorable	favorable
Coûts typiques	modéré	低	modéré	Moyenne (légèrement plus élevée pour les importations)