Un guide complet sur l'alliage d'aluminium moulé ZL110 : système de composition, processus de traitement thermique, nuances internationales et applications typiques.
发布时间：2026-03-08 分类：Le blog 浏览量：106
En tant que norme nationale chinoise (GB/T 1173) dans lesAlliages de fonderie à haute teneur en cuivre-aluminium-silicium résistant à la chaleur et à l'usuredes représentants typiques de laZL110 (ZAlSi5Cu6Mg) au moyen deTeneur en cuivre plus élevée, excellente résistance à haute température, bonne résistance à l'usure et coûts réduitsest connu. L'alliage est fabriqué parLa teneur moyenne en silicium (4,0-6,0%) garantit les performances de base de la coulée, la teneur élevée en cuivre (5,0-8,0%) est utilisée comme élément central de renforcement.Après un traitement thermique T1 ou T5, il peut obtenir d'excellentes propriétés mécaniques à haute température et une résistance à l'usure.Pièces moulées avec des températures de travail élevées, des charges moyennes et des exigences en matière de résistance à l'usureIl s'agit d'un matériau économique largement utilisé dans les automobiles, les motos, les machines électriques à usage général et d'autres domaines.
La qualité nationale du ZL110 est ZAlSi5Cu6Mg.
- Norme nationale GradeSelon la norme GB/T 1173, sa qualité est la suivanteZAlSi5Cu6Mg. Le nom reflète directement son système d'alliage de base : silicium (Si), cuivre (Cu) et magnésium (Mg).
- Code de l'industrie/entreprise: :ZL110 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 (4.0-6.01 TP3T) La fluidité de la coulée de base est garantie ;Teneur en cuivre très élevée (5,0-8,0%) Il offre une excellente résistance aux températures élevées et à l'usure ;Ajout de magnésiumFournit un effet de renforcement auxiliaire. Par rapport à ZL108 et ZL109, son coût est inférieur, mais ses performances à haute température sont légèrement inférieures, et il convient aux pièces résistantes à la chaleur et à l'usure qui ne sont pas particulièrement exigeantes.
Tableau de composition de l'alliage d'aluminium ZL110 (basé sur les exigences typiques de la norme GB/T 1173)
| élément d'un ensemble | Gamme de contenu (wt%) | rôle fonctionnel |
|---|---|---|
| Silicium (Si) | 4.0-6.0 | Principaux éléments d'alliage. Fournit une fluidité de coulée de base avec un renforcement partiel de la solution solide. |
| Cuivre (Cu) | 5.0-8.0 | Principaux éléments de renforcement.. Formation d'un grand nombre de phases renforcées en Al₂Cu, qui améliorent considérablement la résistance et la dureté à température ambiante et à haute température. |
| Magnésium (Mg) | 0.2-0.5 | Éléments auxiliaires de renforcement. Forme du Mg₂Si avec du silicium, qui agit en synergie avec l'Al₂Cu pour renforcer la résistance. |
| Fer (Fe) | ≤ 0.8 | Éléments d'impureté. Doivent être contrôlés, mais la tolérance est élevée. |
| Manganèse (Mn) | ≤ 0.5 | Peut être ajouté pour neutraliser les effets néfastes du fer. |
| Zinc (Zn) | ≤ 0.3 | Impuretés. |
| Titane (Ti) | ≤ 0.2 | Raffineur de céréales. |
| Aluminium (Al) | la tolérance (c'est-à-dire l'erreur autorisée) | Matériau du substrat. |
ZL110 Tableau des paramètres des propriétés physiques et mécaniques (type de métal coulé, valeurs typiques)
| Indicateurs de performance | Cast (F) | T1 limitation naturelle | Vieillissement manuel du T5 | Positionnement et interprétation des performances |
|---|---|---|---|---|
| densité | 2,75-2,80 g/cm³ | -- | -- | Densité plus élevée, en raison de la forte teneur en cuivre. |
| Résistance à la traction à température ambiante (Rm) | 160-200 MPa | 200-240 MPa | 240-280 MPa | Bonne résistance après T5à un niveau d'intensité moyen-élevé. |
| Résistance à la traction à haute température (250°C) | habituel | favorable | Excellent (≥120 MPa) | Points fortsLa teneur élevée en cuivre garantit de bonnes performances à haute température. |
| Limite d'élasticité (Rp0.2) | 90-120 MPa | 140-170 MPa | 180-220 MPa | La limite d'élasticité est significativement augmentée après le traitement thermique. |
| Allongement (A) | 1.5-2.5% | 1.0-2.0% | ≤1.0% | Une plasticité plus faibleLe cuivre est une caractéristique inhérente aux alliages à haute teneur en cuivre. |
| Dureté Brinell (HB) | 70-80 | 85-95 | 100-115 | grande rigiditéExcellente résistance à l'abrasion. |
| conductivité thermique | Environ 120-130 W/(m-K) | -- | -- | Moyen. |
| Coefficient d'expansion linéaire | Environ 21,0-22,0×10-⁶/°C | -- | -- | Plus élevé, en raison d'une teneur en silicium plus faible. |
| Mobilité de la coulée | modéré | -- | -- | Teneur en silicium plus faible et moins de fluidité que les alliages à haute teneur en silicium. |
| résistance à la corrosion | médiocre | médiocre | médiocre | La teneur élevée en cuivre le rend moins résistant à la corrosion et nécessite une protection de la surface. |
Chemin d'amélioration des performances et caractéristiques techniques de la ZL110
Les performances de la ZL110 sont dues à ses “Haute dominante de cuivre et économique”Itinéraires techniques :
- La haute teneur en cuivre est au cœur du projetLa teneur élevée en cuivre (jusqu'à 5-8%) est un facteur clé dans l'obtention de la qualité de l'eau de mer.Dureté élevée et bonne résistance aux températures élevéesLa raison fondamentale de la résistance à l'usure est la suivante La présence d'un grand nombre de phases Al₂Cu se traduit par une excellente résistance à l'usure, tant à température ambiante qu'à température élevée.
- Traitement thermique en option: :
- T1 (limitation naturelle)L'état moulé pendant une longue période permet de relâcher partiellement les contraintes internes et d'augmenter légèrement la résistance, ce qui convient aux applications moins exigeantes et sensibles aux coûts.
- T5 (vieillissement artificiel)Le maintien à 150-180°C pendant plusieurs heures pour obtenir une résistance et une dureté maximales est le processus courant.
- Généralement pas de traitement T6La teneur élevée en cuivre a tendance à entraîner un risque de surcuisson de la solution solide, et la déformation de la trempe est difficile à contrôler.
- Avantage en termes de coûtsZL110 : Par rapport aux alliages spécialisés pour pistons tels que ZL108 et ZL109, ZL110 ne contient pas de nickel (Ni) coûteux et présente une plus grande tolérance aux impuretés telles que le fer.Des coûts de matériaux nettement inférieursC'est le choix privilégié pour les “pièces d'usure résistantes à la chaleur et économiques”.
Notes internationales correspondantes
Le ZL110 est présent dans le monde entier dans des alliages aux propriétés similaires, mais surtout dans des qualités plus anciennes ou pour des applications spécifiques :
- Norme nationale chinoise: :ZAlSi5Cu6Mg (GB/T 1173)
- American Standard: : En collaboration avec l'Agence européenne pour la sécurité et la santé au travail (ESA), l 324.0 (Al-Si5Cu5) ou B295.0 (Al-Si4Cu6) présentent des similitudes en termes de composition et de propriétés.
- Norme européenneIl n'y a pas de correspondance directe, et les anciens chiffres tels que G-AlSi6Cu6 présentes dans certaines normes nationales.
- Norme russe: :AЛ5 或 AЛ6 Il existe des ingrédients similaires.
ZL110 dans l'industrie de la fonderie
sur la base de sonBonne résistance à haute température, excellente résistance à l'usure et faible coûtLe ZL110 est principalement utilisé dans des applications sensibles aux coûts, avec des températures de fonctionnement élevées et de faibles exigences en matière de résistance à la corrosion :
- Motos et machines à moteur à usage général (applications principales)
- moteur de motoBloc-cylindres, piston (petite cylindrée), culasse.
- Moteur à essence universelBlocs-cylindres pour tondeuses à gazon, petits groupes électrogènes, moteurs de pompes à eau.
- compresseur d'airLes blocs et les têtes à petits compresseurs : Les blocs et les têtes à petits compresseurs : Les blocs et les têtes à petits compresseurs.
- Pièces et composants automobiles
- système de freinageTambours de frein : Tambours de frein à tambour (certains modèles bas de gamme).
- Accessoires du moteurSupports d'échappement, supports de fixation du moteur.
- Composants de la transmissionFourchettes de changement de vitesse, moyeux à dents de synchronisation (résistance à l'usure requise).
- Pièces d'usure industrielles
- Coulisseaux, bagues, glissières, cages de roulement.
- Appareils ménagers et quincaillerie
- Semelle de fer à repasser, support pour grille-pain (pour profiter de sa résistance à la chaleur).
ZL110 Alliage d'aluminium Questions fréquemment posées
Q1 : Quelle est la principale différence entre ZL110 et ZL108, ZL109 ? Comment choisir le type ?
- analyse comparative: :
- ZL110: :Cuivre élevé (5-8%), silicium moyennement bas (4-6%), sans nickel.Bonne résistance à haute température, excellente résistance à l'usure, faible coûtJamahiriya arabe libyenneCoefficient de dilatation thermique élevé, mauvaise résistance à la corrosion, coulabilité générale. Convient aux machines électriques à faible ou moyenne charge thermique, sensibles aux coûts.
- ZL108: :Per-eutectique à haute teneur en silicium (11-13%), cuivre moyen (1-2%), contenant du magnésium, contenant du nickel.Coefficient de dilatation thermique le plus faible, résistance à haute température la plus élevée, meilleure résistance à l'usureIl convient aux pistons de moteurs diesel soumis à une forte charge thermique.
- ZL109: :Eutectique à haute teneur en silicium (11-13%), à teneur moyenne en cuivre faible (0,5-1,5%), contenant du magnésium, contenant du nickel..Performance globale équilibrée, bonne coulabilitéIl convient aux pistons des moteurs diesel moyens et légers et des moteurs à essence.
- sélection: :Recherche de performances extrêmes, charge thermique élevéeChoisissez ZL108 ;La recherche d'un équilibre global des performancesChoisir ZL109 ;Pour des charges calorifiques rentables, faibles à moyennesOptez pour le ZL110.
Q2 : Le ZL110 est-il adapté à la fabrication de pistons ?
- Convient aux applications de bas à moyen de gammeLe ZL110 a été largement utilisé dansMotos de petite cylindrée, moteurs à essence à usage général, machines agricolesdes pistons et des blocs-cylindres. Leur teneur élevée en cuivre garantit une résistance de base à l'usure et une résistance aux températures élevées à un faible coût. Cependant, pour lesVitesse élevée, densité de puissance élevée, charges thermiques élevéesPour les moteurs modernes, le ZL110 n'est plus suffisant et doit être remplacé par le ZL109, le ZL108 ou des alliages encore plus performants.
Q3 : Quelles sont les performances de coulée de la ZL110 ? À quoi dois-je faire attention lors de la conception ?
- Moyenne inférieure. La teneur en silicium n'est que de 4-6%, et la fluidité n'est pas aussi bonne que celle des alliages à haute teneur en silicium tels que ZL104 et ZL109. En même temps, la teneur élevée en cuivre rend l'intervalle de solidification large, l'épaisseur de l'alliage est faible et la fluidité n'est pas bonne.Plus grande tendance à la fissuration à chaud et au rétrécissement. La conception des systèmes de coulée et des colonnes montantes doit être renforcée pour compenser le retrait et éviter les défauts dans les joints chauds.
Q4 : Quelle est la résistance à la corrosion du ZL110 ? Un traitement de surface est-il nécessaire ?
- médiocre. La teneur élevée en cuivre confère une faible résistance à la corrosion dans les environnements atmosphériques et humides normaux. A utiliser à l'extérieur ou lorsque l'exposition à l'humidité est probable.Une protection efficace de la surface est nécessaireL'effet d'oxydation anodique n'est pas bon, comme la peinture, le placage, etc. L'effet d'oxydation anodique n'est pas bon, la couche de film est grise et inégale.
Q5 : Quelles sont les performances du ZL110 en matière de réparation par soudage ?
- médiocre. La teneur en cuivre est très élevée et la tendance à souder des fissures à chaud est très évidente. Le soudage à l'arc à l'argon est un soudage de réparation.Préchauffage à haute température (200-300°C)Le fil de soudure doit être spécialisé et la soudure doit être effectuée immédiatement après le soudage.soulagement du stressb) Les dispositions suivantes s'appliquent aux éléments porteurs du système. Pour les parties porteuses importantes, leAucune recharge de soudure n'est autorisée.
Q6 : La norme ZL110 est-elle obsolète dans l'industrie moderne ?
- Elle n'est pas complètement abandonnée, mais l'espace d'application se réduit.. Avec l'amélioration des réglementations en matière d'émissions et le renforcement des moteurs, les exigences en matière de performance des matériaux deviennent de plus en plus strictes, et l'application du ZL110 dans les composants principaux des machines électriques est progressivement remplacée par des alliages plus avancés tels que le ZL109 et le ZL108. Cependant, enMachines agricoles, moteurs bas de gamme à usage général, pièces d'usure non critiqueset d'autres secteurs extrêmement sensibles aux coûts, le ZL110 est toujours reconnu pour ses performances.Des avantages inégalés en termes de coûtsEt prendre votre place.
📊 Colonne étendue : analyse comparative de ZL110 avec ZL108 et ZL109
| dimension de comparaison | ZL110 (ZAlSi5Cu6Mg) | ZL109 (ZAlSi12CuMgNi) | ZL108 (ZAlSi12Cu2Mg1) |
|---|---|---|---|
| Type d'alliage | Faible teneur en silicium Forte teneur en cuivre | Eutectique à haute teneur en silicium et en nickel | Type per-eutectique à haute teneur en silicium |
| Teneur en silicium (Si) | 4.0-6.0% | 11.0-13.0% | 11.0-13.0% |
| Teneur en cuivre (Cu) | 5.0-8.0% | 0.5-1.5% | 1.0-2.0% |
| Teneur en nickel (Ni) | ne pas avoir | 0.8-1.3% | 0.3-0.9% |
| Coefficient de dilatation thermique | Plus élevé (21-22) | Plus bas (19-20,5) | Minimum (18,5-20) |
| Résistance à haute température | favorable | talentueux | optimale |
| Résistance à température ambiante (T5) | 240-280 MPa | 240-280 MPa | 240-270 MPa |
| résistance à l'abrasion | Bonne (contribution élevée du cuivre) | Remarquable (forte contribution en silicium) | Optimal (contribution primaire du silicium) |
| Mobilité de la coulée | modéré | talentueux | favorable |
| positionnement des coûts | Faible (économie) | modéré | Moyennement élevé |
| application typique | Moteurs de petite cylindrée, machines agricoles | Pistons pour moteurs légers et moyens | Pistons pour moteurs à haut rendement |
Guide de sélection rapide :
- Sélectionner ZL110Les produits de l'industrie de l'énergie : sensibles aux coûts, charge thermique faible à moyenne, pas d'exigence en matière de résistance à la corrosion (par exemple, les machines agricoles, l'énergie générale de bas de gamme).
- Choisir ZL109.Les moteurs à essence pour les voitures particulières, les moteurs diesel légers).
- Sélectionner ZL108Les moteurs diesel suralimentés, les moteurs de grosse cylindrée, etc. : Exigences en matière de résistance à la chaleur extrême, de coefficient de dilatation le plus bas, de résistance à l'usure la plus élevée.
