ZL109(ZAlSi12CuMgNi) 알루미늄 피스톤 주조 합금: 고온 강도와 낮은 팽창을 위한 유텍 실리콘 알루미늄-니켈-구리-마그네슘 시스템입니다.

发布时间：2026-03-07 分类：공개 정보 浏览量：47

중국 국가 표준(GB/T 1173)으로서피스톤용 알루미늄-실리콘-구리-마그네슘-니켈 공융 합금의 전형적인 대표자ZL109(ZAlSi12CuMgNi) 를 통해우수한 고온 강도, 우수한 내마모성, 낮은 열팽창 계수 및 우수한 부피 안정성로 유명합니다. 합금은 다음과 같이 만들어집니다.높은 실리콘(Si) 함량으로 낮은 팽창과 내마모성을 보장하며 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni) 다중 복합 보강재로 보완됩니다.T1 (자연 노화) 또는 T5 (인공 노화) 열처리 후 우수한 고온 기계적 특성과 치수 안정성을 얻을 수 있으며 다음과 같은 제조에 가장 적합한 선택입니다.내연기관 피스톤 및 기타 내열 및 내마모성 부품은 열과 기계적 하중이 번갈아 가며 작용합니다.피스톤 합금에 특화된 소재이며 “피스톤 합금 제품군의 핵심 멤버”로 간주됩니다.

ZL109의 국가 등급은 ZAlSi12CuMgNi입니다.

국가 표준 등급GB/T 1173에 따르면 등급은 다음과 같습니다.ZAlSi12CuMgNi. 이 이름은 핵심 합금 시스템인 실리콘(Si), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni)을 직접적으로 반영합니다.
산업/기업 코드::ZL109 피스톤 제조 및 내연기관 설계 분야에서 널리 사용되는 재료의 명칭입니다.
핵심 기능::공융/준공융 실리콘 함량(11-13%) 낮은 팽창 계수와 우수한 내마모성을 제공합니다;구리, 마그네슘 및 니켈의 다중 복합재뛰어난 고온 강도를 제공합니다;엄격한 불순물 관리장기적인 서비스 안정성이 보장됩니다.

ZL109 알루미늄 합금 조성 표(GB/T 1173 일반 요구 사항 기준)

집합의 요소	콘텐츠 범위(wt%)	기능적 역할
실리콘(Si)	11.0-13.0	핵심 요소. 낮은 열팽창 계수, 우수한 내마모성을 제공하며 주조 유동성을 보장합니다.
구리(Cu)	0.5-1.5	고온 강화 소자.. 고온 강도와 경도를 향상시키는 내열성 Al₂Cu 상 형성.
마그네슘(Mg)	0.8-1.3	주요 개선 요소. Si와 함께 Mg₂Si 상을 형성하여 상당한 강수량 강화 효과를 제공합니다.
니켈(Ni)	0.8-1.3	중요한 내열 요소. 안정적인 니켈 함유 내열상(예: Al₃Ni, Al₃CuNi)을 형성하면 고온 크리프 저항성이 크게 향상됩니다.
철(Fe)	≤ 0.6	불순물 요소. 관리가 필요하지만 ZL108보다 약간 더 관대합니다.
망간(Mn)	≤ 0.3	불순물을 제거하거나 미량 첨가하여 정리를 개선합니다.
티타늄(Ti)	≤ 0.2	곡물 정제기.
아연(Zn)	≤ 0.3	불순물.
알루미늄(Al)	쿠션	인쇄물 소재.

ZL109 물리적 및 기계적 특성 파라미터 표(금속 금형 주조, T5 상태의 일반적인 값)

성과 지표	숫자 범위	성능 포지셔닝 및 이점
밀도	2.68-2.70 g/cm³	--
실온 인장 강도(Rm)	240-280 MPa	피스톤 구조 하중 요건을 충족하는 높은 강도 수준.
고온 인장 강도(250°C)	≥ 130 MPa	핵심 강점는 고온에서도 충분한 강도를 유지하여 피스톤 상단의 균열이나 뒤틀림을 방지합니다.
항복 강도(Rp0.2)	180-220 MPa	수율이 높고 탄성 변형이 적습니다.
연신율(A)	≤ 1.0%	열악한 가소성는 고도로 강화된 고실리콘 합금에 내재되어 있습니다.
브리넬 경도(HB)	90-110	높은 강성이 제품의 최신 버전은 뛰어난 내마모성을 보장하는 오리지널의 새로운 버전입니다.
선형 팽창 계수(20-200°C)	19.0-20.5 × 10-⁶/°C	핵심 강점일반 알루미늄-실리콘 합금보다 가격이 저렴하고 실린더 라이너와 잘 어울립니다.
체적 안정성	재능 있는	T5 처리 후 장기간 사용 시 치수 변화는 극히 미미합니다.
열 전도성	약 140-150W/(m-K)	피스톤 열 방출에 좋습니다.

성능 향상 경로 및 기술 핵심 사항

ZL109의 성능 실현은 정교한 멀티 컴포넌트 공동 설계에 달려 있습니다:

다중 화합물 강화 시스템::
- 실리콘(Si)낮은 팽창 계수, 내마모성 및 주조성을 제공합니다.
- 구리(Cu)실온 및 고온 강도를 향상시키기 위해 Al₂Cu를 형성합니다.
- 마그네슘(Mg)강수량 강화를 위해 Mg₂Si를 형성합니다.
- 니켈(Ni)고온에서 쉽게 거칠어지지 않는 상인 안정적인 니켈 함유 금속 간 화합물(예: Al₃Ni, Al₃CuNi)을 형성하는 것이 핵심 요소입니다.뛰어난 고온 크리프 저항성핵심입니다.
열처리 시스템::
- T1(자연 제한)캐스트 상태: 장시간 직접 배치할 수 있는 상태로, 덜 까다로운 용도에 적합합니다.
- T5(인공 노화)::가장 일반적으로 사용되는 프로세스. 최적의 고온 특성과 조직 안정성을 얻기 위해 200-220°C에서 6-10시간 동안 유지합니다. ZL108과 달리 ZL109는 공융 실리콘의 거칠어짐이나 과다 소성을 방지하기 위해 일반적으로 고용체 처리(T6)를 하지 않습니다.
캐스팅 프로세스주로 사용금속 유형 중력 주조或저압 주조조밀하고 균질한 아캐스트 조직을 얻기 위해 제작되었습니다.

해당 국제 성적

고전적인 공융 피스톤 합금으로, 국제적으로도 여러 가지 동등한 제품이 있습니다:

중국 국가 표준::ZAlSi12CuMgNi (GB/T 1173)
미국 표준가장 가까운 A332.0 (Al-Si12CuNiMg)와 매우 유사한 조성을 가지고 있으며, 일부 데이터는 다음과 일치합니다. SAE 321.
EU 표준::EN AC-48000 (Al-Si12CuNiMg) (EN 1706)
일본 표준::AC8A (JIS H 5202)와 구성이 매우 유사합니다.
독일 표준::DIN 1725 G-AlSi12CuNiMg는 비슷한 등급입니다.

파운드리 산업에서의 ZL109

를 기반으로우수한 고온 강도, 낮은 팽창 계수 및 우수한 내마모성ZL109의 적용은 내연 기관 분야에 집중되어 있습니다:

피스톤(절대 핵심 애플리케이션)
- 디젤 엔진 피스톤중형 및 경형 디젤 엔진, 소형 농업용 디젤 엔진 및 발전기 세트용 피스톤.
- 가솔린 엔진 피스톤승용차 가솔린 엔진 피스톤, 오토바이 엔진 피스톤.
- 범용 가솔린 엔진 피스톤잔디 깎는 기계, 소형 발전기, 선외기 피스톤.
기타 내열성 및 내마모성 부품
- 컴프레서 피스톤중압 및 저압 컴프레서.
- 브레이크 캘리퍼 피스톤승용차 제동 시스템의 일부입니다.
- 유압 시스템용 마모 부품낮은 팽창과 높은 내마모성이 요구되는 부싱 및 슬라이드.

ZL109 알루미늄 합금 자주 묻는 질문

Q1: ZL108과 ZL109의 주요 차이점은 무엇인가요? 유형은 어떻게 선택하나요?

이것은 피스톤 합금에서 가장 고전적인 비교입니다.::
- ZL108::공융 알루미늄-실리콘 합금(Si 11-131 TP3T, 일반적으로 높은 편) 및 구리 함량(1.0-2.01 TP3T)이 높습니다.낮은 열팽창 계수, 더 나은 내마모성, 더 높은 온도 강도적용 대상더 높은 열 부하와 더 까다로운 조건피스톤(예: 슈퍼차저 디젤 엔진, 대형 디젤 엔진).
- ZL109::유텍/근유텍 알루미늄-실리콘 합금(Si 11-131 TP3T), 약간 낮은 구리 함량(0.5-1.51 TP3T), 니켈이 함유되어 있습니다.전반적으로 우수한 성능, 약간 더 나은 캐스팅 성능, 약간 더 저렴한 비용적용 대상중형 및 경형 디젤 및 가솔린 엔진용 피스톤.
- 선택::무겁고 높은 열 부하ZL108을 선택합니다;경-중급, 범용ZL109를 선택합니다.

Q2: ZL109에 니켈(Ni)을 첨가하는 이유는 무엇인가요? 추가하지 않을 수 있나요?

니켈은 핵심 내열 요소입니다.. 알루미늄 및 구리로 니켈 형태안정적인 금속 간 화합물(Al₃Ni, Al₃CuNi), 고온에서 이러한 상은 다음과 같습니다.쉽게 거칠어지지 않고 쉽게 녹지 않습니다.입자 경계와 전위를 효과적으로 꼬집어 합금의 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다.고온 강도, 크리프 저항성 및 열 안정성. 니켈이 없는 합금은 고온 성능이 현저히 저하되어 200°C 이상에서 장시간 작동하는 피스톤에는 적합하지 않습니다.

Q3: ZL109를 T6(솔루션 + 에이징)으로 처리하지 않는 이유는 무엇인가요?

그 주된 이유는 다음과 같습니다.과열 위험노래로 응답조직 악화실리콘 함량이 최대 11-131 TP3T인 ZL109는 공융 융점이 낮은 공융 또는 거의 공융 조성물이며, T6 처리에 필요한 고용체 온도(일반적으로 >500°C)로 인해유텍 실리콘의 거칠어짐 또는 국부적인 과조리 현상의 기계적 특성을 손상시키지 않습니다. 따라서 일반적으로 ZL109가 사용됩니다.T5(직접 수동 에이징)조직을 안정화하면서 원하는 강수량 강화 효과를 얻을 수 있습니다.

Q4：ZL109 피스톤의 링 홈 영역은 특별한 처리가 필요합니까?

일반적으로 다음이 필요합니다.. 링 그루브의 내마모성을 더욱 향상시키기 위해 ZL109 피스톤에는 종종첫 번째 링 홈계속 진행경질 알루마이트 처리이 처리는 알루미늄 산화물의 고경도 층을 생성하여 피스톤의 수명을 크게 연장합니다. 일부 고성능 피스톤은 다음을 사용하기도 합니다.거들(상감 내마모성 주철 링 홈) 디자인.

Q5: ZL109의 주조 특성은 무엇인가요? 일반 알루미늄-실리콘 합금과 비교했을 때 어떤 특성이 있나요?

우수한 캐스팅 성능실리콘 함량이 높아 복잡한 형태의 피스톤을 주조하는 데 적합합니다. 실리콘 함량이 높기 때문에 유동성이 뛰어나 복잡한 모양의 피스톤 주조에 적합합니다. 그러나 주의해야 할 점은넓은 응고 범위에 취약한수축따라서 주조 시스템과 냉각 공정은 더 까다롭습니다. 일반적으로 사용금속 몰딩或저압 주조라이저와 콜드 아이언의 디자인은 조밀 한 주물을 얻도록 설계되었습니다.

Q6: ZL109의 절삭 및 가공성은 어떻게 되나요?

가운데 아래. 실리콘 함량(11-13%)이 높기 때문에 단단한 실리콘 입자가 많이 포함되어 있어 도구의 성능에 좋습니다.마모성 마모더 심각합니다. ZL109를 처리할 때는 다음을 사용하는 것이 좋습니다.PCD(다결정 다이아몬드) 절삭 공구또는 고품질코팅 카바이드 공구입양빠른 절단 속도, 작은 이송공정 매개변수. 링 홈과 같은 정밀 부품은 연삭이 필요할 수 있습니다.

📊 확장 칼럼: ZL109와 ZL108 비교 분석

비교 차원	ZL109(ZAlSi12CuMgNi)	ZL108(ZAlSi12Cu2Mg1)	차이 해석
합금 유형	유텍/근유텍 알루미늄-실리콘 합금	공융 알루미늄-실리콘 합금	ZL108 실리콘 위상에는 1차 실리콘이 있습니다.
실리콘(Si) 함량	11.0-13.0%	11.0-13.01 TP3T(바이어스 제어)	비슷하지만 ZL108이 상위권에 속합니다.
구리(Cu) 함량	0.5-1.5%	1.0-2.0%	ZL108 구리는 더 높고 강합니다.
니켈(Ni) 함량	0.8-1.3%	0.3-0.9%	니켈 함량이 높은 ZL109
마그네슘(Mg) 함량	0.8-1.3%	0.4-1.0%	ZL109 마그네슘 함량이 약간 높음
열팽창 계수	19.0-20.5 x 10-⁶/°C	18.5-20.0 x 10-⁶/°C	ZL108은 확장 계수가 낮습니다.
고온 강도	재능 있는	더 나은	ZL108은 높은 열 부하에 더 적합합니다.
캐스팅 성능	재능 있는	유리한	ZL109 약간 더 나은 캐스팅성
일반적인 애플리케이션	중형 및 경형 디젤 및 가솔린 엔진용 피스톤	헤비 듀티 디젤, 슈퍼차저 엔진 피스톤	열 부하 등급으로 선택 결정
비용 포지셔닝	보통	보통 높음	ZL108은 약간 더 비쌉니다.

선택에 대한 빠른 가이드:

ZL109를 선택합니다.중형 및 경형 디젤 엔진, 범용 가솔린 엔진, 오토바이 엔진용 피스톤으로 전반적인 성능과 경제성의 균형이 요구되는 제품입니다.
ZL108 선택고강도 디젤 엔진, 슈퍼차저 엔진, 고성능 가솔린 엔진용 피스톤으로 극한의 내열성, 최저 팽창 계수, 최고의 내마모성이 요구됩니다.