ZL107(ZAlSi7Cu4) 주조 알루미늄 합금: 고강도 특성 및 엔지니어링 응용 분야를 설명하는 고구리 강화 합금
발행일:2026-03-06 카테고리:공개 정보 조회수:1945
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중국 국가 표준(GB/T 1173)으로서알루미늄-실리콘-구리 고강도 주조 합금의 전형적인 대표자ZL107(ZAlSi7Cu4) 를 통해높은 강도, 우수한 주조 성능 및 우수한 열처리 강화 효과로 유명합니다. 합금은 다음과 같이 만들어집니다.주조 유동성을 위한 실리콘(Si)과 주요 보강 요소인 구리(Cu)를 사용합니다.T5 또는 T6 열처리는 알루미늄-구리 합금에 가까운 수준의 강도를 제공하면서도 알루미늄-구리 합금보다 우수한 주조 가공성을 유지합니다.높은 정하중과 복잡한 형상을 가진 중간 강도 주물자동차, 동력 기계 및 일반 장비 분야에 이상적인 소재입니다.
ZL107의 국가 등급은 ZAlSi7Cu4입니다.
- 국가 표준 등급GB/T 1173에 따르면 등급은 다음과 같습니다.ZAlSi7Cu4. 이 이름은 핵심 합금 시스템인 실리콘(Si)과 구리(Cu)를 직접적으로 반영합니다.
- 산업/기업 코드::ZL107 파운드리 업계 도면, 매뉴얼 및 기업 표준에서 이 재료에 대해 널리 사용되는 명칭입니다.
- 핵심 기능::중간 실리콘 함량(6.5-7.51 TP3T) 우수한 캐스팅 유동성을 보장합니다;더 높은 구리 함량(3.5-4.5%) 이를 통해 T5 또는 T6 조건에서 높은 강도를 달성할 수 있는 상당한 열처리 강화 기능을 제공하지만 연신율과 내식성이 약간 희생됩니다.
ZL107 알루미늄 합금 조성 표(GB/T 1173 일반 요구 사항 기준)
| 집합의 요소 | 콘텐츠 범위(wt%) | 기능적 역할 |
|---|---|---|
| 실리콘(Si) | 6.5-7.5 | 주요 합금 원소. 우수한 주조 유동성, 고온 균열에 대한 내성 및 부분적인 고용체 강화 기능을 제공합니다. |
| 구리(Cu) | 3.5-4.5 | 핵심 강화 요소. Al₂Cu 강화상의 형성은 실온 강도와 경도를 크게 향상시킵니다. |
| 마그네슘(Mg) | 0.3-0.5(일부 표준 포함) | 보조 강화 요소. 실리콘으로 Mg₂Si를 형성하여 Al₂Cu와 시너지 효과를 내어 강도를 더욱 향상시킵니다. |
| 철(Fe) | ≤ 0.5 | 불순물 요소. 취성 상이 형성되지 않도록 제어해야 합니다. |
| 망간(Mn) | ≤ 0.5 | 철분의 유해한 영향을 중화하기 위해 첨가할 수 있습니다. |
| 아연(Zn) | ≤ 0.3 | 불순물. |
| 티타늄(Ti) | 0.1-0.2(추가 가능) | 곡물 정제기. |
| 알루미늄(Al) | 쿠션 | 인쇄물 소재. |
ZL107 물리적 및 기계적 특성 파라미터 표(금속 유형 주조, 일반값)
| 성과 지표 | 캐스트(F) | T5 에이징 상태 | T6 고체 용액 + 에이징 상태 | 성능 포지셔닝 및 해석 |
|---|---|---|---|---|
| 밀도 | 2.72-2.74 g/cm³ | -- | -- | 알루미늄-실리콘-마그네슘 합금보다 약간 높습니다. |
| 인장 강도(Rm) | 180-220 MPa | 250-280 MPa | 290-330 MPa | T6 상태에서의 뛰어난 강도고강도 주조 알루미늄 수준을 달성했습니다. |
| 항복 강도(Rp0.2) | 100-130 MPa | 180-210 MPa | 220-260 MPa | 열처리 후 항복 강도가 크게 증가하고 하중 전달 능력이 높습니다. |
| 연신율(A) | 2.0-4.0% | 2.0-3.0% | 1.5-2.5% | 낮은 가소성는 높은 강도를 추구하기 위한 대가입니다. |
| 브리넬 경도(HB) | 70-80 | 90-105 | 100-120 | T6 이후의 높은 경도와 우수한 내마모성. |
| 고온 강도(200°C) | 평소 | 유리한 | 재능 있는 | 구리를 추가하면 고온 성능을 더 잘 유지할 수 있습니다. |
| 캐스팅 이동성 | 유리한 | -- | -- | 중간 정도의 실리콘 함량으로 우수한 금형 충진 용량을 보장합니다. |
| 내식성 | 보통 | 보통 | 보통 | 구리 함량이 높고 구리가 없는 합금보다 내식성이 떨어지므로 표면 보호가 필요합니다. |
성능 향상 경로 및 프로세스 특성
ZL107의 성능은 다음과 같은 특징에서 비롯됩니다.구리 강화 납, 열처리 구동기술적 경로:
- 구리는 강인함의 초석구리 함량(3.5-4.5%)이 높을수록 열처리 후 많은 수의 확산 Al₂Cu 강화상의 침전이 가능하며, 이는 높은 강도의 근본적인 이유입니다.
- 성능 엔진으로서의 열처리::
- T5(인공 노화)주조 상태에서 직접 인공 노화, 변형 제어 조건에서 약간의 강화를 얻을 수 있으며 치수 안정성에 대한 요구 사항이 높은 부품에 적합합니다.
- T6(솔루션 + 완전 인공 노화)최고 강도가 얻어지며 하중을 견디는 구조 부품에 적합하지만 용액 경화로 인해 발생할 수 있는 왜곡의 위험을 염두에 두어야 합니다.
- 고용체 용액 온도에 주의해야 합니다.일반적으로 515~525°C에서 수행되며, 온도가 너무 높으면 구리 상이 과연소되는 경향이 있습니다.
- 캐스팅 프로세스의 폭넓은 적응성적용 대상모래 주조, 금속 주조, 인베스트먼트 주조다양한 공정이 있지만 구리 함량이 높기 때문에 알루미늄-실리콘-마그네슘 합금보다 열간 균열 경향이 약간 높기 때문에 주조 시스템 설계에 유의해야 합니다.
해당 국제 카드
ZL107은 국제적으로 유사한 제품이 많이 있지만, 구성에 약간의 차이가 있다는 점에 유의해야 합니다:
- 중국 국가 표준::ZAlSi7Cu4 (GB/T 1173)
- 미국 표준가장 가까운 것은 319.0 (Al-Si6Cu4)는 기본적으로 조성 범위가 일치하며, ZL107의 대표적인 국제 대응 물질입니다.
- EU 표준::EN AC-45400 (Al-Si8Cu3)는 실리콘 함량이 약간 높고 구리 함량이 약간 낮습니다;EN AC-46200 (Al-Si8Cu3)도 비슷합니다.
- 일본 표준::AC2B 或 AC4B로 표시되어 있지만 구체적인 성분을 확인해야 합니다.
- 국제 표준::AlSi7Cu4 (ISO 3522).
파운드리 산업에서의 ZL107 적용 사례
를 기반으로높은 강도, 우수한 캐스팅성 및 비용 효율성기능을 갖춘 ZL107은 주로 다음 분야에서 사용됩니다:
- 자동차 및 전력 기계(주류 애플리케이션)
- 엔진 구성 요소실린더 헤드(비고열부하 영역), 흡기 튜브, 오일 팬, 타이밍 기어 하우징, 엔진 마운트.
- 전송 시스템변속기 하우징, 클러치 하우징, 분배기 하우징.
- 제동 시스템브레이크 마스터 실린더 하우징, 진공 부스터 하우징.
- 일반 기계 장비
- 펌프 및 밸브 하우징중압 및 고압 오일 펌프, 유압 밸브 본체, 워터 펌프 하우징.
- 전송 부분감속기 하우징, 산업용 기어박스.
- 모터 케이스고출력 모터 하우징, 발전기 엔드캡.
- 건설 및 농업 기계
- 유압 실린더 엔드 캡, 연결 브래킷, 변속기 케이스.
- 전기 기술자의 장비
- 고전압 스위치 하우징, 케이블 정션 박스, 모터 팬.
ZL107 알루미늄 합금 자주 묻는 질문
Q1：ZL107과 ZL104, ZL105의 주요 차이점은 무엇인가요? 유형은 어떻게 선택하나요?
- 비교 분석::
- ZL107::고 구리(3.5-4.51 TP3T), 중간 실리콘(71 TP3T), 소량의 마그네슘을 함유할 수 있습니다..강도는 높지만(특히 T6 이후) 연신율이 낮고 평균 내식성이 낮습니다.. 미국 319.0에 가깝습니다.
- ZL104::무구리, 고실리콘(9%), 마그네슘 함유.우수한 주조성, 우수한 내식성, 중간 정도의 강도.
- ZL105::중간 구리(1-1.5%), 저규소(5%), 마그네슘 함유.고강도, 중간 연신율, 우수한 고온 성능.
- 선택: 필수낮은 연신율 요구 사항으로 최대 강도계절별ZL107(T6); 필수우수한 주조성 및 내식성, 적당한 강도계절별ZL104(a) 필요성어느 정도의 인성과 결합된 높은 강도계절별ZL105.
Q2: ZL107의 일반적인 열처리 공정 파라미터는 무엇인가요?
- 일반적인 T6 프로세스(참고용이며, 주조에 따라 조정해야 함):
- 고체 용액 처리515-525°C × 6-12시간.따뜻한 물(60~80°C)에서 굳히기(참고: 너무 익지 않도록 온도가 너무 높지 않아야 합니다).
- 인위적인 시간 제한160-180°C × 6-10시간, 공랭식.
- T5 공정(주조 상태에서 직접 숙성)도 사용할 수 있으며, 강도는 약간 낮지만 변형 위험이 적고 복잡한 형상의 부품에 적합합니다.
Q3: ZL107의 주조 특성은 무엇인가요? 열 균열이 발생하는 경향이 큰가요?
- 주조 특성은 우수하지만 열 균열에 주의해야 합니다.. 실리콘 함량이 약 7%인 이 유동성은 대부분의 중간 정도의 복잡한 부품에 충분합니다. 그러나 구리 함량이 높기 때문에 응고 간격이 더 넓어지고ZL104와 같은 고실리콘 합금보다 고온 균열 경향이 약간 높음. 주조 시스템과 라이저의 설계는 핫 조인트의 균열을 방지하기 위해 메이크업 수축에 주의를 기울여야 합니다.
Q4: ZL107의 내식성은 어떤가요? 표면 처리가 필요한가요?
- 보통. 구리 함량이 높기 때문에 구리가 함유되지 않은 ZL101A, ZL104보다 부식에 대한 내성이 떨어집니다. 실외 또는 습한 환경에서 사용됩니다.표면 보호를 권장합니다.아노다이징 처리된 필름은 회색빛을 띠고 약간 균일하지 않을 수 있습니다(아노다이징 처리된 필름은 회색빛을 띠고 약간 균일하지 않을 수 있습니다).
Q5: ZL107의 용접 수리 성능은 어떤가요?
- 가운데 아래. 구리 함량이 높을수록 용접 열 균열 경향이 더 분명합니다. 아르곤 아크 용접 필러 용접의 경우 다음을 수행해야합니다.예열(150-200°C)적합한 알루미늄-실리콘-구리 와이어 선택, 용접 후 다음 용도에 적합스트레스 해소다음은 사용해야 하는 용접 유형에 대한 몇 가지 예시입니다. 중요한 하중을 견디는 부품의 경우 큰 패치 용접은 가급적 피해야 합니다.
Q6: ZL107과 A319.0의 관계는 무엇인가요? 서로 호환 가능한가요?
- 매우 가깝고 중국과 미국의 기준에서 해당 등급으로 간주할 수 있습니다.A319.0(Si 5.5-6.5%, Cu 3-4%)의 조성 범위는 ZL107(Si 6.5-7.5%, Cu 3.5-4.5%)과 약간 다르지만 성능 구간은 매우 겹칩니다. 엔지니어링 실무에서 이 둘은 종종 특정 조성과 열처리 후 특성 검증을 기반으로 확인해야 하는 상호 교환 가능한 재료로 간주됩니다.
📊 확장 칼럼: ZL107 및 관련 합금 비교
| 비교 차원 | ZL107(ZAlSi7Cu4) | ZL104(ZAlSi9Mg) | ZL105(ZAlSi5Cu1Mg) | A319.0(AFSL) |
|---|---|---|---|---|
| 실리콘 (Si)% | 6.5-7.5 | 8.5-10.5 | 4.5-5.5 | 5.5-6.5 |
| 구리(Cu)% | 3.5-4.5 | ≤0.1 | 1.0-1.5 | 3.0-4.0 |
| 마그네슘(Mg)% | 0.3-0.5 | 0.17-0.35 | 0.4-0.6 | ≤0.10 |
| 인장 강도(T6) | 290-330 MPa | 240-270 MPa | 280-320 MPa | 275-310 MPa |
| 연신율(T6) | 1.5-2.5% | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% | 1.5-2.5% |
| 캐스팅 이동성 | 유리한 | 재능 있는 | 유리한 | 유리한 |
| 일반적인 비용 | 보통 | 低 | 보통 | 중간(수입품의 경우 약간 높음) |
