Dettagli tecnici della lega di alluminio fuso ZL104: composizione, proprietà e applicazioni industriali
发布时间：IL SUO NOME È UN'ALTRA COSA.2026-01-14 分类: 分类informazioni al pubblico 6D4F↩览量：IL MIO NOME È143
作为铸造铝合金家族中应用最广泛的合金之一，ZL104（ZAlSi9Mg）以其优异的铸造性能、良好的气密性和较高的综合力学性能而著称。该合金特别适合通过砂型铸造、金属型铸造和精密铸造来生产形状复杂、要求气密性或承受中等载荷的零件，在工艺适应性与性能可靠性之间实现了良好平衡。
ZL104 对应的国家牌号是 ZAlSi9Mg。
- 国标牌号：按照GB/T 1173，其牌号为ZAlSi9Mg。其中“Z”代表“铸造”，“L”代表“铝”。
- Codice settore/impresa::ZL104 是该材料在行业图纸、手册及企业标准中广泛使用的代号。
- 铸态与热处理态：其性能高度依赖热处理，通常以T6状态（固溶处理+完全人工时效）交付和使用，以获得最佳强度。
ZL104铝合金成分表
| elementare | Intervallo di contenuto (wt%) | ruolo funzionale |
|---|---|---|
| Silicio (Si) | 8.0-10.5 | 提高铸造流动性，减少热裂倾向，是主要合金元素。 |
| 镁(Mg) | 0.17-0.35 | 关键强化元素，与硅形成Mg₂Si相，通过热处理显著提升强度。 |
| Manganese (Mn) | 0.2-0.5 | 中和铁的有害作用，改善耐蚀性，部分形成强化相。 |
| Ferro (Fe) | ≤0.6 | 杂质元素，需严格控制以保持良好力学性能和耐蚀性。 |
| 钛(Ti) | ≤0.15 | 常用晶粒细化剂，改善铸造组织和力学性能。 |
| Alluminio (Al) | tolleranza (cioè l'errore consentito) | 基体材料。 |
ZL104物理与力学性能参数表 (典型值，T6态)
| Indicatori di prestazione | Campo numerico | 工艺备注 |
|---|---|---|
| densità | 2.65 g/cm³ | -- |
| Resistenza alla trazione (Rm) | 220-250 MPa | 金属型铸造T6态可达上限，优于砂铸。 |
| Resistenza allo snervamento (Rp0,2) | 140-180 MPa | -- |
| 延伸率 (A) | 2.0-4.0% | 显著优于同强度水平的压铸合金。 |
| Durezza Brinell (HB) | 70-90 | -- |
| conducibilità del calore | 约 150 W/(m·K) | -- |
| Coefficiente di espansione lineare | 21.5×10⁻⁶/℃ | -- |
Percorso di miglioramento delle prestazioni meccaniche
ZL104的优异性能几乎完全通过热处理获得，其强化路径明确：
- T6热处理是核心：标准的“固溶处理（535±5℃保温，水淬） + 完全人工时效（175±5℃保温）”是其性能跃升的关键。经T6处理后，抗拉强度可比铸态提升50%以上。
- 成分精确控制：确保镁（Mg）含量在要求中上限，是获得充分强化相（Mg₂Si）的前提。严格控制铁（Fe）含量，防止形成有害的脆性相。
- 铸造工艺优化: Adozionestampaggio del metallo或colata a bassa pressione，利用更快的冷却速度获得更细密的铸态组织，可使T6后的性能达到范围上限，并提升铸件致密性。
Gradi internazionali corrispondenti
这种以硅、镁为主要合金元素的铸造铝合金在各国标准中均有广泛应用：
- Standard nazionale cinese::ZAlSi9Mg (GB/T 1173)
- American Standard::356.0 (ASTM)
- 欧盟标准::EN AC-43000 (EN 1706)
- Standard giapponese::AC4C (JIS)
ZL104在铸造行业的应用
基于其良好的综合性能、卓越的铸造适应性和可靠的热处理强化效果，ZL104被广泛应用于对气密性、复杂结构、耐腐蚀和中等强度有要求的领域：
- 航空航天与军工（经典应用）
- 发动机附件：飞机发动机的机匣、壳体、泵体等（要求高气密性和可靠性）。
- 仪表设备壳体：各类航空仪表的复杂壳体。
- 交通运输（主流应用）
- 汽车部件：发动机进气歧管（金属型铸造）、气缸盖罩、水泵壳体、变速箱壳体（低压铸造）。
- 摩托车/电动车：轮毂、电机外壳、车架连接件。
- 船舶部件：舷外机壳体、船舶泵阀。
- 通用机械与高压设备
- 液压与气动零件：液压阀体、气缸体、空气压缩机缸头（良好的机械加工性和承压能力）。
- 传动壳体：减速箱、变速箱壳体。
- 高负荷支架：发动机支架、设备底座。
- 其它领域
- 电器设备：大型电机外壳、发电机端盖。
- attrezzature mediche：医疗设备中需要复杂形状和清洁表面的结构件。
ZL104铝合金常见问题解答
Q1：ZL104铸件最常见的缺陷是什么？如何预防？
- 气孔与缩松：因其凝固范围较宽。解决方案：①加强熔体精炼除气；②优化浇冒口系统，强化顺序凝固；③对于关键件，采用低压铸造或调压铸造提高补缩能力。
Q2：为何ZL104必须进行热处理？
- ZL104的强度主要来源于Mg₂Si相的沉淀强化。铸态下该相粗大，强化效果弱。T6热处理（固溶+时效）能使Mg₂Si充分溶解并弥散析出，从而大幅提升强度、硬度和屈服极限，是其达到使用性能标准的必备工序.
Q3：ZL104的耐腐蚀性如何？
- 耐蚀性良好。由于其不含铜或铜含量极低，且镁的加入有益于表面氧化膜的稳定性，使其在大气、海水环境中的耐蚀性优于含铜的铸造铝合金（如YL113/ZL107）。但仍需根据使用环境进行适当的表面处理（如阳极氧化、涂装）。
Q4：ZL104与压铸合金（如YL113/A380）的主要区别是什么？
- 核心区别在于铸造方法和成分体系::
- ZL104：为砂铸/金属型铸造设计，含Magnesio (Mg) 以通过Trattamento termico di rafforzamento，不含或极少含铜，铁（Fe）含量控制严格，以获得更好的延伸率和耐蚀性。
- YL113/A380：为Pressofusione ad alta pressione设计，含较高铜（Cu）和铁（Fe） 以适应压铸工艺（防粘模），通常不进行固溶热处理（以免起泡），主要靠Cu的固溶强化和T5时效。
- 选型关键：需要高强度、高致密性、可热处理的复杂件选ZL104；需要大批量、高效率生产的中等强度薄壁件选YL113/A380.
Q5：ZL104加工时应注意什么？
- ① 刀具选择：因其含硅，磨蚀性较强，推荐使用硬质合金或PCD刀具.
- ② 切削参数：采用较高的切削速度和较小的进给量。
- (iii) 状态：在T6态（时效后） 进行加工，尺寸稳定性更好。加工后如需消除应力，可进行低温去应力退火。
总结：ZL104是一种以硅、镁为强化元素，依赖T6热处理获得最佳性能的通用铸造铝合金。它与压铸合金YL113走的是不同的技术路线：YL113追求压铸工艺下的成本与效率，而ZL104追求通过多种铸造方法和热处理获得更优的综合性能与可靠性，是制造重要、复杂、承力结构件的经典选择。
