Lega di alluminio fuso ZL107 (ZAlSi7Cu4): una lega ad alta resistenza al rame, che spiega le sue proprietà ad alta resistenza e le sue applicazioni ingegneristiche

Catalogo degli articoli

• Tabella di composizione della lega di alluminio ZL107 (basata sui requisiti tipici di GB/T 1173)
• ZL107 Tabella dei parametri delle proprietà fisiche e meccaniche (tipo di metallo colato, valori tipici)
• Percorsi di miglioramento delle prestazioni e caratteristiche del processo
• Carte internazionali corrispondenti
• Applicazione di ZL107 nell'industria della fonderia
• Domande frequenti sulla lega di alluminio ZL107
• 📊 Colonna estesa: confronto tra ZL107 e leghe affini

Come norma nazionale cinese (GB/T 1173) nellaLega per colata ad alta resistenza alluminio-silicio-ramerappresentanti tipici dellaZL107 (ZAlSi7Cu4) per mezzo diMaggiore resistenza, buone prestazioni di fusione ed eccellente effetto di rafforzamento del trattamento termicoper cui è conosciuta. La lega è prodotta daSilicio (Si) per la fluidità della colata e rame (Cu) come principale elemento di rinforzo.Il trattamento termico T5 o T6 fornisce un livello di resistenza prossimo a quello delle leghe di alluminio-rame, pur mantenendo una migliore lavorabilità di fusione rispetto alle leghe di alluminio-rame.Getti a media resistenza con carichi statici elevati e forme complesseÈ il materiale ideale per i settori automobilistico, delle macchine elettriche e delle attrezzature in generale.

Il grado nazionale per lo ZL107 è ZAlSi7Cu4.

• Standard nazionale GradoSecondo GB/T 1173, il suo grado èZAlSi7Cu4. Il nome riflette direttamente il sistema di leghe di base: silicio (Si) e rame (Cu).
• Codice settore/impresa::ZL107 Si tratta di una denominazione ampiamente utilizzata per questo materiale nei disegni, nei manuali e negli standard aziendali dell'industria della fonderia.
• Caratteristiche principali::Contenuto medio di silicio (6,5-7,51 TP3T) Assicura una buona fluidità della colata;Contenuto di rame più elevato (3,5-4,5%) Questo gli conferisce una notevole capacità di rafforzamento con il trattamento termico per ottenere un'elevata resistenza nella condizione T5 o T6, ma a scapito di un certo allungamento e della resistenza alla corrosione.

Tabella di composizione della lega di alluminio ZL107 (basata sui requisiti tipici di GB/T 1173)

elementare	Intervallo di contenuto (wt%)	ruolo funzionale
Silicio (Si)	6.5-7.5	Principali elementi di lega. Offre una buona fluidità di colata, resistenza alle cricche a caldo e rafforzamento parziale della soluzione solida.
Rame (Cu)	3.5-4.5	Elementi fondamentali di rafforzamento. La formazione di una fase rinforzata con Al₂Cu migliora significativamente la resistenza e la durezza a temperatura ambiente.
Magnesio (Mg)	0,3-0,5 (alcuni standard inclusi)	Elementi ausiliari di rinforzo. Forma Mg₂Si con il silicio, che si sinergizza con Al₂Cu per aumentare ulteriormente la resistenza.
Ferro (Fe)	≤ 0.5	Elementi di impurità. Devono essere controllati per evitare la formazione di fasi fragili.
Manganese (Mn)	≤ 0.5	Può essere aggiunto per neutralizzare gli effetti nocivi del ferro.
Zinco (Zn)	≤ 0.3	Impurità.
Titanio (Ti)	0,1-0,2 (può essere aggiunto)	Raffinatore di cereali.
Alluminio (Al)	tolleranza (cioè l'errore consentito)	Materiale del substrato.

ZL107 Tabella dei parametri delle proprietà fisiche e meccaniche (tipo di metallo colato, valori tipici)

Indicatori di prestazione	Calco (F)	Stato di invecchiamento T5	T6 soluzione solida + stato di invecchiamento	Posizionamento e interpretazione delle prestazioni
densità	2,72-2,74 g/cm³	--	--	Leghe leggermente superiori a quelle di alluminio-silicio-magnesio.
Resistenza alla trazione (Rm)	180-220 MPa	250-280 MPa	290-330 MPa	Eccellente resistenza allo stato T6È stato raggiunto il livello di alluminio fuso ad alta resistenza.
Resistenza allo snervamento (Rp0,2)	100-130 MPa	180-210 MPa	220-260 MPa	La resistenza allo snervamento è notevolmente aumentata dopo il trattamento termico e la capacità di carico è elevata.
Allungamento (A)	2.0-4.0%	2.0-3.0%	1.5-2.5%	Minor plasticitàè il prezzo per perseguire l'alta intensità.
Durezza Brinell (HB)	70-80	90-105	100-120	Elevata durezza e buona resistenza all'usura dopo il T6.
Resistenza alle alte temperature (200°C)	abituale	favorevole	di talento	L'aggiunta di rame migliora le prestazioni alle alte temperature.
Mobilità di fusione	favorevole	--	--	Il contenuto medio di silicio assicura una buona capacità di riempimento dello stampo.
resistenza alla corrosione	medio	medio	medio	Un contenuto di rame più elevato, meno resistente alla corrosione rispetto alle leghe prive di rame, richiede una protezione superficiale.

Percorsi di miglioramento delle prestazioni e caratteristiche del processo

Le prestazioni dello ZL107 derivano dal suoPiombo rinforzato con rame, trattamento termico guidatoIl percorso tecnico:

1. Il rame è la pietra miliare della forzaIl contenuto di rame più elevato (3,5-4,5%) consente la precipitazione di un gran numero di fasi diffuse rinforzate con Al₂Cu dopo il trattamento termico, che è la ragione fondamentale della sua elevata resistenza.
2. Il trattamento termico come motore delle prestazioni::
   • T5 (invecchiamento artificiale)L'invecchiamento artificiale diretto allo stato fuso consente di ottenere un certo rafforzamento in condizioni di controllo della deformazione, adatto a parti con elevati requisiti di stabilità dimensionale.
   • T6 (soluzione + invecchiamento artificiale completo)Si ottiene una resistenza di picco, adatta a componenti strutturali portanti, ma occorre tenere presente il rischio di distorsione che può essere causato dall'indurimento in soluzione.
   • È necessario prestare attenzione alle temperature delle soluzioni solideSolitamente viene effettuata a 515-525°C, una temperatura troppo elevata tende a provocare la sovracombustione della fase di rame.
3. Ampia adattabilità dei processi di fusioneApplicabile aColata in sabbia, colata in metallo, colata per investimentoI processi sono vari, ma a causa dell'elevato contenuto di rame, la tendenza alla criccatura a caldo è leggermente superiore a quella delle leghe di alluminio-silicio-magnesio, per cui è necessario tenere conto della progettazione del sistema di colata.

Carte internazionali corrispondenti

Lo ZL107 ha una serie di omologhi internazionali, ma è importante notare le leggere differenze nella composizione:

• Standard nazionale cinese::ZAlSi7Cu4 (GB/T 1173)
• American StandardIl più vicino è 319.0 (Al-Si6Cu4), i cui intervalli di composizione sostanzialmente coincidono, è una tipica controparte internazionale dello ZL107.
• Standard UE::IT AC-45400 (Al-Si8Cu3) è leggermente superiore in silicio e leggermente inferiore in rame;IT AC-46200 (Al-Si8Cu3) è simile.
• Standard giapponese::AC2B 或 AC4Bma è necessario verificare gli ingredienti specifici.
• standard internazionale::AlSi7Cu4 (ISO 3522).

Applicazione di ZL107 nell'industria della fonderia

in base alla suaElevata resistenza, buona colabilità e convenienza economicaZL107 viene utilizzato principalmente nei seguenti campi:

1. Macchinari per l'industria automobilistica e di potenza (applicazioni principali)
   • Componenti del motoreTesta del cilindro (area non ad alto carico termico), tubo di aspirazione, coppa dell'olio, scatola della distribuzione, supporti del motore.
   • sistema di trasmissione: Scatola della trasmissione, scatola della frizione, scatola del distributore.
   • Sistema frenanteAlloggiamento della pompa del freno, alloggiamento del booster a vuoto.
2. Attrezzature meccaniche generali
   • Alloggiamenti per pompe e valvole: Pompe dell'olio a media e alta pressione, corpi valvola idraulici, alloggiamenti per pompe dell'acqua.
   • parte di trasmissione: Custodie per riduttori, riduttori industriali.
   • Involucro del motore: Alloggiamenti per motori ad alta potenza, tappi per generatori.
3. Macchine per l'edilizia e l'agricoltura
   • Coperchio terminale del cilindro idraulico, staffa di collegamento, scatola di trasmissione.
4. attrezzatura per elettricisti
   • Custodia dell'interruttore ad alta tensione, scatola di giunzione dei cavi, ventola del motore.

Domande frequenti sulla lega di alluminio ZL107

Q1: Qual è la differenza principale tra ZL107 e ZL104, ZL105? Come selezionare il tipo?

• analisi comparativa::
  • ZL107::Rame elevato (3,5-4,51 TP3T), silicio medio (71 TP3T), può contenere piccole quantità di magnesio..Elevata resistenza (soprattutto dopo il T6), ma basso allungamento e media resistenza alla corrosione. Vicino alla US 319.0.
  • ZL104::Senza rame, ad alto contenuto di silicio (9%), contenente magnesio.Buona colabilità, eccellente resistenza alla corrosione, ma resistenza media.
  • ZL105::Rame medio (1-1,5%), basso tenore di silicio (5%), contenente magnesio.Alta resistenza, medio allungamento, buone prestazioni alle alte temperature.
  • selezioneRichiestoMassima resistenza con requisiti di basso allungamentostagionaleZL107(T6); richiestoBuona colabilità e resistenza alla corrosione, resistenza moderatastagionaleZL104(a) La necessità diMaggiore resistenza combinata con un certo grado di tenacitàstagionaleZL105.

D2: Quali sono i parametri generali del processo di trattamento termico per ZL107?

• Tipico processo T6 (solo per riferimento, deve essere adattato in base alla colata):
  • trattamento della soluzione solida515-525°C × 6-12 ore.Indurimento in acqua calda (60-80°C)(Nota: la temperatura non deve essere troppo alta per evitare una cottura eccessiva).
  • limite di tempo artificiale: 160-180°C × 6-10 ore, raffreddamento ad aria.
  • È possibile utilizzare anche il processo T5 (invecchiamento diretto allo stato fuso), con un guadagno di resistenza leggermente inferiore, ma con un minor rischio di deformazione, ed è adatto a pezzi con forme complesse.

Q3: Qual è la proprietà di colata di ZL107? C'è una grande tendenza alla fessurazione a caldo?

• Buone proprietà di colata, ma occorre prestare attenzione alle cricche termiche.. Con un contenuto di silicio di circa 7%, la fluidità è sufficiente per la maggior parte dei pezzi moderatamente complessi. Tuttavia, a causa del contenuto di rame più elevato, l'intervallo di solidificazione è più ampio, laTendenza alla criccatura a caldo leggermente superiore rispetto alle leghe ad alto tenore di silicio come ZL104. La progettazione del sistema di colata e delle colonne montanti deve prestare attenzione al ritiro per evitare crepe nei giunti caldi.

Q4: Qual è la resistenza alla corrosione di ZL107? Ha bisogno di un trattamento superficiale?

• medio. L'elevato contenuto di rame lo rende meno resistente alla corrosione rispetto ai modelli ZL101A e ZL104, privi di rame. utilizzati all'aperto o in ambienti umidi.Si raccomanda la protezione della superficieLa pellicola anodizzata può essere grigiastra e leggermente meno omogenea, come la verniciatura, l'anodizzazione (la pellicola anodizzata può essere grigiastra e leggermente meno omogenea).

Q5: Quali sono le prestazioni di riparazione per saldatura di ZL107?

• Media inferiore. Con un contenuto di rame più elevato, la tendenza alla criccatura termica della saldatura è più evidente. Per la saldatura di riempimento ad arco di argon, è necessarioPreriscaldamento (150-200°C)La scelta di fili di alluminio-silicio-rame idonei, la post-saldatura persollievo dallo stressDi seguito sono riportati alcuni esempi dei tipi di saldatura da utilizzare. Per le parti portanti importanti, è necessario evitare il più possibile le saldature a toppa di grandi dimensioni.

D6: Qual è il rapporto tra ZL107 e A319.0? Sono intercambiabili?

• Molto vicino, può essere considerato come il grado corrispondente negli standard cinesi e americani.L'intervallo di composizione dell'A319.0 (Si 5,5-6,5%, Cu 3-4%) differisce leggermente da quello dello ZL107 (Si 6,5-7,5%, Cu 3,5-4,5%), ma gli intervalli prestazionali sono altamente sovrapponibili. Nella pratica ingegneristica, i due sono spesso considerati materiali intercambiabili, soggetti a conferma in base alla composizione specifica e alla verifica delle proprietà dopo il trattamento termico.

📊 Colonna estesa: confronto tra ZL107 e leghe affini

dimensione di confronto	ZL107 (ZAlSi7Cu4)	ZL104 (ZAlSi9Mg)	ZL105 (ZAlSi5Cu1Mg)	A319.0 (AFSL)
Silicio (Si)%	6.5-7.5	8.5-10.5	4.5-5.5	5.5-6.5
Rame (Cu)%	3.5-4.5	≤0.1	1.0-1.5	3.0-4.0
Magnesio (Mg)%	0.3-0.5	0.17-0.35	0.4-0.6	≤0.10
Resistenza alla trazione (T6)	290-330 MPa	240-270 MPa	280-320 MPa	275-310 MPa
Allungamento (T6)	1.5-2.5%	1.5-3.0%	1.5-3.0%	1.5-2.5%
Mobilità di fusione	favorevole	di talento	favorevole	favorevole
Costi tipici	medio	低	medio	Medio (leggermente superiore per le importazioni)