ZL107(ZAlSi7Cu4)鋳造アルミニウム合金：高銅強化合金、その高強度特性と工学的用途の説明
公開日：2026-03-06 カテゴリ：広報 閲覧数：1687
製品カタログ
の中国国家規格（GB/T 1173）である。アルミニウム-シリコン-銅系高強度鋳造合金の典型的な代表者である。ZL107 (ZAlSi7Cu4) による高強度、良好な鋳造性能、優れた熱処理強化効果が知られている。この合金はシリコン（Si）は鋳造の流動性を高め、銅（Cu）は主な補強元素である。T5またはT6熱処理は、アルミ-銅合金よりも優れた鋳造加工性を保持しながら、アルミ-銅合金に近いレベルの強度を提供する。高い静荷重と複雑な形状の中強度鋳物自動車、動力機械、一般機器分野に理想的な素材である。
ZL107の国家等級はZAlSi7Cu4である。
- ナショナル・スタンダード・グレードGB/T 1173によると、等級は以下の通り。ZAlSi7Cu4.この名前は、シリコン（Si）と銅（Cu）というコア合金システムを直接反映している。
- 業界/企業コード::ZL107 これは、鋳造業界の図面、マニュアル、企業規格で広く使用されている呼称である。
- コア機能::中程度のシリコン含有量 (6.5-7.51 TP3T) 良好なキャスティングの流動性を確保する；銅含有量が高い (3.5-4.5%) これにより、T5またはT6の状態で高強度を達成するための大幅な熱処理強化能力が得られるが、若干の伸びと耐食性が犠牲になる。
ZL107 アルミニウム合金成分表（GB/T 1173 代表的要求事項に基づく）
| 要素別 | 含有量範囲（wt%） | 機能的役割 |
|---|---|---|
| ケイ素 (Si) | 6.5-7.5 | 主な合金元素.良好な鋳造流動性、耐熱亀裂性、部分的な固溶体強化をもたらす。 |
| 銅（Cu） | 3.5-4.5 | コア強化要素.Al₂Cu強化相の形成は、室温での強度と硬度を著しく向上させる。 |
| マグネシウム (Mg) | 0.3～0.5（一部の規格を含む） | 補助的な強化要素.ケイ素でMg₂Siを形成し、Al₂Cuと相乗して強度をさらに高める。 |
| 鉄（Fe） | ≤ 0.5 | 不純物元素。脆い相の形成を避けるために制御する必要がある。 |
| マンガン (Mn) | ≤ 0.5 | 鉄の有害な影響を中和するために添加されることもある。 |
| 亜鉛 | ≤ 0.3 | 不純物。 |
| チタン（Ti） | 0.1～0.2（追加可能） | 穀物精製業者。 |
| アルミニウム（Al） | 許容誤差 | 基板材料。 |
ZL107 物理的および機械的特性パラメータ表（金属タイプ鋳造、代表値）
| パフォーマンス指標 | キャスト（F） | T5エージング状態 | T6固溶体＋エージング状態 | パフォーマンスのポジショニングと解釈 |
|---|---|---|---|---|
| 密度 | 2.72-2.74 g/cm³ | -- | -- | アルミニウム-シリコン-マグネシウム合金よりわずかに高い。 |
| 引張強さ（Rm） | 180-220 MPa | 250-280 MPa | 290-330 MPa | T6状態での優れた強度高強度鋳造アルミニウムのレベルに達している。 |
| 降伏強度 (Rp0.2) | 100-130 MPa | 180-210 MPa | 220-260 MPa | 熱処理後の降伏強度は大幅に向上し、耐荷重性も高い。 |
| 伸び (A) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 1.5-2.5% | 可塑性が低い高強度を追求する代償である。 |
| ブリネル硬度（HB） | 70-80 | 90-105 | 100-120 | T6以降は高硬度で耐摩耗性に優れる。 |
| 高温強度（200） | 通常 | 良好 | 有能 | 銅を加えることで、高温性能がより良く保たれる。 |
| キャスティングの機動性 | 良好 | -- | -- | シリコン含有量が中程度であるため、金型への充填性が良い。 |
| 耐食性 | 控えめ | 控えめ | 控えめ | 銅の含有量が多く、銅を含まない合金よりも耐食性が劣るため、表面保護が必要。 |
パフォーマンス向上の道筋とプロセスの特徴
ZL107の性能は、その性能に由来する。銅強化鉛、熱処理駆動テクニカル・ルートだ：
- 銅は強さの礎銅の含有量が高い（3.5～4.5%）ため、熱処理後にAl₂Cu強化相を多数拡散析出させることができ、これが高強度の基本的な理由となっている。
- パフォーマンス・エンジンとしての熱処理::
- T5（人工エイジング）鋳造状態での直接的な人工時効は、変形を制御した条件下である程度の強度を得ることができ、寸法安定性の要求が高い部品に適している。
- T6（溶液＋完全人工熟成）ピーク強度が得られ、荷重を支える構造部品に適しているが、溶体化硬化による歪みのリスクを念頭に置く必要がある。
- 固溶体の温度には注意が必要通常515～525℃で行われるが、温度が高すぎると銅相の過燃焼を引き起こす傾向がある。
- 鋳造プロセスの幅広い適応性適用対象砂型鋳造、金属鋳造、インベストメント鋳造さまざまな製法があるが、銅の含有量が多いため、熱間割れ傾向がアルミ・シリコン・マグネシウム合金よりやや高く、鋳造システムの設計に注意する必要がある。
対応国際カード
ZL107には、国際的に類似した選手が数多く存在するが、組成のわずかな違いに注意することが重要である：
- 中国国家規格::ZAlSi7Cu4 (GB/T 1173)
- アメリカン・スタンダード一番近いのは 319.0 (Al-Si6Cu4）は、組成範囲が基本的に一致しており、ZL107の代表的な国際的対抗材である。
- EU規格::EN AC-45400 (Al-Si8Cu3）は、ケイ素がわずかに多く、銅がわずかに少ない；EN AC-46200 (Al-Si8Cu3）も同様である。
- 日本規格::AC2B 或 AC4Bしかし、具体的な原材料を確認する必要がある。
- 国際規格::AlSi7Cu4 (ISO 3522）。
鋳物産業におけるZL107の応用
に基づいている。高強度、優れた鋳造性、コストパフォーマンスZL107は主に以下のような分野で使用されている：
- 自動車および動力機械（主流用途）
- エンジン部品シリンダーヘッド（非高熱負荷部）、インテークチューブ、オイルパン、タイミングギアハウジング、エンジンマウント。
- 伝送システムトランスミッションハウジング、クラッチハウジング、ディストリビューターハウジング。
- ブレーキシステムブレーキマスターシリンダーハウジング、バキュームブースターハウジング。
- 一般機械設備
- ポンプおよびバルブハウジング中・高圧オイルポンプ、油圧バルブボディ、ウォーターポンプハウジング。
- トランスミッション部減速機ハウジング、産業用ギアボックス。
- モーター・ケーシングハイパワーモーターハウジング、ジェネレーターエンドキャップ。
- 建設・農業機械
- 油圧シリンダーエンドキャップ、コネクティングブラケット、トランスミッションケース。
- 電気設備
- 高圧スイッチハウジング、ケーブル接続箱、モーターファン。
ZL107アルミニウム合金 よくある質問
Q1：ZL107とZL104、ZL105の主な違いは何ですか？また、どのように選べばいいのでしょうか？
- 比較分析::
- ZL107::高銅 (3.5-4.51 TP3T)、中位ケイ素 (71 TP3T)、少量のマグネシウムを含むことがある。.高強度（特にT6以降）だが、伸びが低く、耐食性は平均的。.US319.0に近い。
- ZL104::銅フリー、高シリコン（9%）、マグネシウム含有.鋳造性が良く、耐食性に優れるが、強度は中程度。.
- ZL105::中銅（1-1.5%）、低シリコン（5%）、マグネシウム含有.高強度、中程度の伸び、良好な高温性能.
- セレクション必須低伸び要件で最大強度季節限定ZL107(T6); 必須良好な鋳造性と耐食性、中程度の強度季節限定ZL104(a) 必要性高い強度とある程度の靭性を併せ持つ季節限定ZL105.
Q2: ZL107の一般的な熱処理パラメータを教えてください。
- 典型的なT6工程（あくまで参考であり、鋳物によって調整が必要）：
- 固溶体処理515-525℃×6-12時間。温水（60～80℃）で固める(注：焼きすぎを防ぐため、温度は高すぎないこと）。
- 人工的な時間制限160～180℃×6～10時間、空冷。
- T5プロセス（鋳造状態での直接時効処理）も使用可能で、強度向上はやや劣るが、変形のリスクが少なく、複雑な形状の部品に適している。
Q3: ZL107の鋳造特性は？熱間割れの傾向は大きいですか？
- 鋳造性は良いが、熱亀裂に注意する必要がある。.シリコン含有量が7%程度であれば、流動性は中程度の複雑な部品のほとんどに十分である。しかし、銅の含有量が高いため、凝固間隔が広くなり、凝固速度が遅くなる。ZL104のような高シリコン合金よりも熱間割れ傾向がやや強い。.鋳造システムとライザーの設計は、ホットジョイントの亀裂を避けるために、メークアップ収縮に注意を払う必要がある。
Q4: ZL107の耐食性はどうですか？表面処理は必要ですか？
- 控えめ.銅の含有量が多いため、銅を含まないZL101A、ZL104よりも耐食性に劣ります。表面保護を推奨陽極酸化皮膜は、塗装、陽極酸化処理（陽極酸化皮膜は、灰色を帯び、均質性がやや低下する場合がある）などにより、灰色を帯び、均質性がやや低下する場合がある。
Q5: ZL107の溶接補修性能について教えてください。
- ローワーミドル.銅の含有量が高いほど、溶接熱亀裂の傾向が顕著になる。アルゴン・アーク溶接フィラー溶接の場合、次のことが必要である。予熱（150～200）適切なアルミ-シリコン-銅ワイヤーを選択し、溶接の後処理を行う。ストレス解消以下は、使用すべき溶接の種類の例である。重要な耐荷重部品については、大きなパッチ 溶接はできるだけ避けるべきである。
Q6: ZL107とA319.0の関係は？互換性はありますか？
- 非常に近く、中国とアメリカの規格に対応する等級とみなすことができる。A319.0の組成範囲（Si 5.5-6.5%、Cu 3-4%）は、ZL107の組成範囲（Si 6.5-7.5%、Cu 3.5-4.5%）とは若干異なるが、性能間隔は非常に重複している。工学的な実務では、両者を互換性のある材料とみなすことが多く、具体的な組成に基づく確認と熱処理後の特性の検証を条件としている。
コラム：ZL107と関連合金の比較
| 比較次元 | ZL107 (ZAlSi7Cu4) | ZL104 (ZAlSi9Mg) | ZL105 (ZAlSi5Cu1Mg) | A319.0 (AFSL) |
|---|---|---|---|---|
| シリコン(Si)% | 6.5-7.5 | 8.5-10.5 | 4.5-5.5 | 5.5-6.5 |
| 銅(Cu)% | 3.5-4.5 | ≤0.1 | 1.0-1.5 | 3.0-4.0 |
| マグネシウム(Mg)% | 0.3-0.5 | 0.17-0.35 | 0.4-0.6 | ≤0.10 |
| 引張強さ（T6） | 290-330 MPa | 240-270 MPa | 280-320 MPa | 275-310 MPa |
| 伸び（T6） | 1.5-2.5% | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% | 1.5-2.5% |
| キャスティングの機動性 | 良好 | 有能 | 良好 | 良好 |
| 一般的なコスト | 控えめ | 低 | 控えめ | 中程度（輸入はやや高い） |
