Guia completo da liga de alumínio fundido de alta resistência ZL106 (Al-Si8Cu1Mg): Sistema de composição, otimização do tratamento térmico e comparação da seleção
Publicado em:2026-03-02 Categoria:informação pública Visualizações:1622
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Como uma norma nacional chinesa (GB/T 1173) naLiga de alumínio fundido de alta resistência de alumínio-silício-cobre-magnésioo representante por excelência daZL106 (ZAlSi8Cu1Mg) por meio deBoas propriedades de fundição, excelente efeito de reforço do tratamento térmico e propriedades mecânicas globais equilibradasé conhecida. A liga é fabricada porReforço multicomposto de silício (Si), cobre (Cu) e magnésio (Mg)Ao mesmo tempo que mantém uma boa fluidez de fundição, o tratamento térmico T6 proporciona um aumento significativo da resistência e da dureza, tornando-o a melhor escolha para o fabrico dePeças fundidas de alta qualidade para cargas médias, estruturas complexas e trabalhos a temperaturas mais elevadasÉ o material ideal para uma vasta gama de aplicações nos domínios da maquinaria geral, dos automóveis e dos equipamentos eléctricos.
A classe nacional para ZL106 é ZAlSi8Cu1Mg.
- Grau nacional padrãoDe acordo com GB/T 1173, o seu grau éZAlSi8Cu1Mg. O nome reflecte diretamente o seu sistema de ligas principais: silício (Si), cobre (Cu) e magnésio (Mg).
- Código do sector/empresa::ZL106 É uma designação amplamente utilizada para este material em desenhos, manuais e normas empresariais da indústria de fundição.
- Caraterísticas principais::Teor médio de silício (7,5-8,51 TP3T) É garantida uma boa capacidade de fundição;Combinação de cobre (0,8-1,2%) e magnésio (0,3-0,5%)Isto permite terCapacidades de melhoramento do tratamento térmico claramente definidasPode ser utilizado em condições fundidas, T5 ou T6 com uma vasta gama de desempenho ajustável.
Tabela de composição da liga de alumínio ZL106
| elementar | Gama de conteúdos (wt%) | papel funcional |
|---|---|---|
| Silício (Si) | 7.5-8.5 | Principais elementos de liga. Proporciona uma boa fluidez de fundição, resistência à fissuração a quente e reforço parcial da solução sólida. |
| Cobre (Cu) | 0.8-1.2 | Elemento primário de reforço.. A formação de fases reforçadas com Al₂Cu melhora significativamente a resistência e a dureza da sala e da alta temperatura. |
| Magnésio (Mg) | 0.3-0.5 | Elementos-chave de melhoria. Formação de fase Mg₂Si com Si, que sinergiza com Al₂Cu para proporcionar reforço do compósito. |
| Ferro (Fe) | ≤ 0.5 | elemento de impureza. É necessário um controlo rigoroso para evitar a formação de fases frágeis e a redução das propriedades mecânicas. |
| Manganês (Mn) | 0.2-0.5 | Neutraliza os efeitos nocivos do ferro para formar compostos inofensivos ou favoráveis. |
| Zinco (Zn) | ≤ 0.2 | Elementos de impureza. |
| Titânio (Ti) | 0,1-0,2 (pode ser adicionado) | Refinaria de cereais. |
| Alumínio (Al) | tolerância (ou seja, erro permitido) | Material do substrato. |
ZL106 Propriedades físicas e mecânicas Tabela de parâmetros (Tipo de metal fundido, valores típicos)
| Indicadores de desempenho | Elenco (F) | Estado de envelhecimento T5 | T6 solução sólida + estado de envelhecimento | Posicionamento e interpretação do desempenho |
|---|---|---|---|---|
| densidade | 2,71-2,73 g/cm³ | -- | -- | -- |
| Resistência à tração (Rm) | 180-210 MPa | 220-260 MPa | 260-310 MPa | Excelente resistência no estado T6O nível de alumínio fundido de média a alta resistência foi atingido. |
| Resistência ao escoamento (Rp0.2) | 100-120 MPa | 150-180 MPa | 200-240 MPa | O limite de elasticidade é significativamente aumentado após o tratamento térmico e a capacidade de carga é melhorada. |
| Alongamento (A) | 3.0-5.0% | 2.0-4.0% | 1.5-3.0% | Boa plasticidade no estado fundidoApós T6, a resistência aumenta, mas a plasticidade diminui. |
| Dureza Brinell (HB) | 60-70 | 80-90 | 90-110 | A dureza é substancialmente aumentada após T6, com boa resistência à abrasão. |
| Resistência a altas temperaturas (200°C) | habitual | favorável | talentoso | A adição de cobre melhora o desempenho a altas temperaturas. |
| Mobilidade da fundição | favorável | -- | -- | O teor médio de silício assegura que a capacidade de enchimento do molde é superior à das ligas com elevado teor de cobre e baixo teor de silício. |
| resistência à corrosão | moderado | moderado | moderado | O teor de cobre torna-as menos resistentes à corrosão do que as ligas sem cobre e exige uma proteção da superfície. |
Caminhos de melhoria do desempenho e adaptação de processos
A melhor caraterística da ZL106 é a suaCapacidade de conceção do desempenho e flexibilidade do processo::
- Reforço composto múltiploO silício fornece a capacidade de fundição, o cobre fornece a resistência a altas temperaturas e o magnésio contribui com o efeito de reforço por precipitação. O efeito sinérgico dos três elementos resulta em propriedades mecânicas superiores às das ligas com um único sistema de reforço (por exemplo, ligas Al-Si ou Al-Cu puras).
- Regime de tratamento térmico flexível::
- T5 (envelhecimento artificial)Para aplicações onde é necessária uma elevada estabilidade dimensional e onde o risco de deformação deve ser minimizado, é possível aumentar a resistência em 10-20% a partir do estado fundido.
- T6 (solução + envelhecimento artificial completo)A resistência máxima é obtida e é adequada para componentes estruturais de suporte de carga, mas o risco de distorção que pode ser causado pelo endurecimento da solução deve ser tido em conta.
- Ampla adaptabilidade dos processos de fundiçãoAplicável aFundição em areia, fundição de metais, fundição de investimentoÉ um material altamente versátil para uma variedade de processos, tais como
Graus internacionais correspondentes
O ZL106 tem uma série de equivalentes internacionais próximos, mas é importante estar ciente das pequenas diferenças na composição:
- Norma nacional chinesa::ZAlSi8Cu1Mg (GB/T 1173)
- Padrão americano:: Em colaboração com o A319.0 (Al-Si6Cu4) e A332.0 próximos no sistema, mas o A319 tem um teor de cobre mais elevado, e o ZL106 é geralmente melhor em termos de resistência; com o 356.0 Em comparação com o ZL106 (Al-Si7Mg), o ZL106 contém cobre, que tem um melhor desempenho a altas temperaturas mas uma menor resistência à corrosão.
- Norma da UE::PT AC-45400 (Al-Si8Cu3) tem um teor de silício próximo, mas significativamente mais elevado em cobre do que o ZL106;PT AC-42000 (Al-Si7Mg) Sem cobre, sistema de desempenho diferente.
- Padrão japonês:: Em colaboração com o AC4B Há uma sobreposição em algumas gamas de componentes.
Análise comparativa de ZL106 com ZL101A e ZL104
No sistema padrão GB/T 1173, ZL101A, ZL104 e ZL106 são três dos mais utilizadosTratável termicamenteFundição de ligas de alumínio. A compreensão correta das diferenças entre as três é a chave para uma seleção precisa.
| dimensão de comparação | ZL101A (ZAlSi7MgA) | ZL104 (ZAlSi9Mg) | ZL106 (ZAlSi8Cu1Mg) |
|---|---|---|---|
| Sistema de liga metálica | Sistema Al-Si-Mg | Sistema Al-Si-Mg | Sistema Al-Si-Cu-Mg |
| Teor de silício (Si) | 6.5-7.5% | 8.5-10.5% | 7.5-8.5% |
| Teor de cobre (Cu) | ≤0.1%(sem cobre) | ≤0.1%(sem cobre) | 0.8-1.2%(contendo cobre) |
| Teor de magnésio (Mg) | 0.25-0.45% | 0.17-0.35% | 0.3-0.5% |
| Valor-limite para a impureza ferro (Fe) | ≤0,20% (muito grave) | ≤0,60% (solto) | ≤0,50% (médio) |
| Resistência à tração (T6) | 290-320 MPa | 240-270 MPa | 260-310 MPa |
| Resistência ao escoamento (T6) | 200-230 MPa | 180-210 MPa | 200-240 MPa |
| Alongamento (T6) | 3.0-5.0%(ótimo) | 1.5-3.0% | 1.5-3.0% |
| Dureza (T6) | 80-90 HB | 70-85 HB | 90-110 HB(máximo) |
| Resistência a altas temperaturas | habitual | favorável | talentoso(com vantagem para o cobre) |
| resistência à corrosão | talentoso(sem cobre) | favorável | Médio (com cobre) |
| Mobilidade da fundição | favorável | talentoso(alto teor de sílica) | favorável |
| Custos típicos | Elevada (requisitos de pureza rigorosos) | 低 | moderado |
| Principais pontos fortes | Elevada dureza + elevada resistência à corrosão | Castabilidade + Economia | Resistência a altas temperaturas + dureza |
| Aplicações ideais | Aeroespacial, equipamento topo de gama | Caixas de uso geral, peças de grande volume | Peças de potência, peças de carga térmica média |
Guia rápido de seleção:
- Selecionar ZL101A Quando a peça requerElevada dureza, excelente resistência à corrosãoe quando o orçamento for suficiente (por exemplo, suportes aeroespaciais, componentes de navios).
- Selecionar ZL104: Ao prosseguirProcessabilidade da fundição e equilíbrio de custosQuando os requisitos de resistência são moderados (por exemplo, caixas de uso geral, peças de grande volume).
- Selecionar ZL106Quando a temperatura de trabalho da peça é elevada (>150°C) ou para aDureza, resistência ao desgasteQuando existem requisitos mais elevados (por exemplo, acessórios do motor, corpos de bomba).
Aplicação de ZL106 na indústria de fundição
com base na suaBoa capacidade de fundição, elevada resistência e equilíbrio de custoscaraterísticas, o ZL106 é principalmente utilizado nos seguintes domínios:
- Componentes de centrais eléctricas e motores (aplicações correntes)
- Acessórios do motorTubo de admissão, tampa da caixa de distribuição, suportes do motor, caixa da bomba de água.
- grupo motopropulsorBlocos de motores pequenos, cabeças de cilindro (áreas sem elevada carga térmica), caixas de velocidades.
- Componentes do compressorCárter, cabeça do cilindro.
- Equipamento mecânico geral
- Alojamentos de bombas e válvulasBombas de água de tamanho médio, bombas de óleo, corpos de válvulas hidráulicas (requisitos de resistência a temperaturas de funcionamento ou pressões elevadas).
- peça de transmissãoCarcaça do redutor, carcaça da embraiagem, polia.
- Caixa do motorCarcaças de motores de alta potência, tampas de geradores.
- Peças e componentes para automóveis
- Chassis e suspensãoSuporte do braço de comando, caixa da articulação da direção (após tratamento T6).
- sistema de travagemCaixa da câmara de ar do travão, suporte.
- Equipamento industrial
- Peças para máquinas têxteis, suportes de cilindros de prensas de impressão, caixas para máquinas alimentares.
Perguntas frequentes sobre a liga de alumínio ZL106
Q1: Qual é a principal diferença entre ZL106 e ZL104? Como escolher?
- Esta é a comparação de seleção mais comum::
- ZL106::Contendo cobre (Cu 0,8-1,2%), sendo o Al₂Cu uma das principais fases de reforço.Melhor desempenho a altas temperaturas e maior durezaJamahiriya Árabe LíbiaResistência à corrosão ligeiramente inferiorO alongamento é ligeiramente inferior.
- ZL104 ::Sem cobre (Cu ≤0,1%)com Mg₂Si como a principal fase de reforço.Melhor resistência à corrosão, tenacidade ligeiramente superiorA resistência a altas temperaturas não é tão boa como a do ZL106.
- seleção: Temperaturas de funcionamento mais elevadas (>150°C) ou paraDureza e resistência ao desgasteRequer uma seleção elevadaZL106Sim.Resistência à corrosão e tenacidadeSeleção de temperatura de funcionamento moderada e altamente exigenteZL104.
Q2: Quais são os parâmetros gerais de tratamento térmico para ZL106?
- Parâmetros típicos do processo T6 (apenas para referência, precisam de ser ajustados de acordo com as peças fundidas específicas):
- tratamento de soluções sólidas: 510-520°C × 6-10 horas.Endurecimento em água quente (60-80°C).
- limite de tempo artificial: 160-180°C × 6-10 horas, arrefecido a ar.
- Nota: A temperatura da solução sólida não deve ser demasiado elevada para evitar a combustão excessiva da fase de cobre. A taxa de arrefecimento tem uma grande influência no desempenho.
Q3: Qual é o desempenho de fundição do ZL106 em comparação com o ZL102 ou o ZL104?
- Boa capacidade de moldagem, mas não de topo::
- Melhor do que o ZL102?entupidoO ZL102 (Silício 12%) tem um fluxo muito melhor do que o ZL106.
- Melhor do que o ZL104?perto mas não exatamenteO ZL104 (Si9%) tem um fluxo ligeiramente melhor do que o ZL106.
- localizarPara ZL106Teor médio de silício em troca de uma maior resistência após o tratamento térmicoA capacidade de fundição é suficiente para lidar com a maioria das peças estruturais complexas, mas é necessário ter cuidado ao conceber peças de paredes ultra-finas.
Q4: Qual é o desempenho de reparação de soldadura do ZL106?
- habitual. Devido ao seu teor de cobre, a tendência para a fissuração térmica da soldadura é ligeiramente superior à do ZL104 sem cobre. A soldadura de enchimento por arco de árgon tem de serpré-aquecer(150-200°C) com material de enchimento adequado, pós-soldadura paraalívio do stressSeguem-se alguns exemplos dos tipos de soldadura que devem ser utilizados. Para peças que suportam cargas importantes, devem ser evitadas, tanto quanto possível, grandes soldaduras de remendo.
Q5 ： Qual é a perspetiva de aplicação do ZL106 na indústria automotiva?
- boas perspectivas. Com a redução do peso dos automóveis e a miniaturização dos grupos motopropulsores e a elevada densidade de potência, as ligas de alumínio fundido para aResistência a altas temperaturas e propriedades mecânicas geraisA ZL106, como liga média contendo cobre com um efeito de reforço significativo, é utilizada naPeças periféricas do motor, caixa do sistema híbrido, caixa da unidade de tração eléctricae outros domínios têm um amplo espaço de aplicação. Está emUm dos materiais preferidos para actualizações de desempenho a um custo razoável.
