Um guia completo sobre a liga de alumínio fundido ZL110: sistema de composição, processo de tratamento térmico, classes internacionais e aplicações típicas.

Como uma norma nacional chinesa (GB/T 1173) naLigas de fundição com elevado teor de cobre-alumínio-silício, resistentes ao calor e ao desgasteo representante por excelência daZL110 (ZAlSi5Cu6Mg) por meio deMaior teor de cobre, excelente resistência a altas temperaturas, boa resistência ao desgaste e custos mais baixosé conhecida. A liga é fabricada porO teor médio de silício (4,0-6,0%) garante o desempenho básico da fundição, o teor elevado de cobre (5,0-8,0%) é utilizado como elemento de reforço do núcleo.Após tratamento térmico T1 ou T5, pode obter excelentes propriedades mecânicas a alta temperatura e resistência ao desgaste, e é o fabrico dePeças fundidas com temperaturas de trabalho elevadas, cargas médias e requisitos de resistência ao desgasteÉ um material económico que é amplamente utilizado em automóveis, motociclos, máquinas eléctricas de uso geral e outros campos.

A classe nacional para ZL110 é ZAlSi5Cu6Mg.

• Grau nacional padrãoDe acordo com GB/T 1173, o seu grau éZAlSi5Cu6Mg. O nome reflecte diretamente o seu sistema de ligas principais: silício (Si), cobre (Cu) e magnésio (Mg).
• Código do sector/empresa::ZL110 É uma designação amplamente utilizada para este material em desenhos, manuais e normas empresariais da indústria de fundição.
• Caraterísticas principais::Teor médio de silício (4,0-6,01 TP3T) A fluidez da fundição de base é garantida;Teor de cobre muito elevado (5,0-8,0%) Oferece uma excelente resistência a altas temperaturas e ao desgaste;Adição de magnésioProporciona um efeito de reforço auxiliar. Em comparação com o ZL108 e o ZL109, o seu custo é inferior, mas o seu desempenho a altas temperaturas é ligeiramente inferior, sendo adequado para peças resistentes ao calor e ao desgaste que não sejam particularmente exigentes.

Tabela de composição da liga de alumínio ZL110 (com base nos requisitos típicos GB/T 1173)

elementar	Gama de conteúdos (wt%)	papel funcional
Silício (Si)	4.0-6.0	Principais elementos de liga. Proporciona fluidez básica de fundição com reforço parcial da solução sólida.
Cobre (Cu)	5.0-8.0	Elementos essenciais de reforço.. Formação de um grande número de fases reforçadas com Al₂Cu, que aumentam significativamente a resistência e a dureza à temperatura ambiente e a altas temperaturas.
Magnésio (Mg)	0.2-0.5	Elementos auxiliares de reforço. Forma Mg₂Si com silício, que sinergiza com Al₂Cu para aumentar ainda mais a resistência.
Ferro (Fe)	≤ 0.8	Elementos de impureza. Necessita de ser controlado, mas a tolerância é elevada.
Manganês (Mn)	≤ 0.5	Pode ser adicionado para neutralizar os efeitos nocivos do ferro.
Zinco (Zn)	≤ 0.3	Impurezas.
Titânio (Ti)	≤ 0.2	Refinaria de cereais.
Alumínio (Al)	tolerância (ou seja, erro permitido)	Material do substrato.

ZL110 Propriedades físicas e mecânicas Tabela de parâmetros (Tipo de metal fundido, valores típicos)

Indicadores de desempenho	Elenco (F)	T1 limitação natural	Envelhecimento manual T5	Posicionamento e interpretação do desempenho
densidade	2,75-2,80 g/cm³	--	--	Maior densidade, devido ao elevado teor de cobre.
Resistência à tração à temperatura ambiente (Rm)	160-200 MPa	200-240 MPa	240-280 MPa	Boa resistência após T5, para um nível de intensidade médio-alto.
Resistência à tração a alta temperatura (250°C)	habitual	favorável	Excelente (≥120 MPa)	Principais pontos fortesO elevado teor de cobre garante um bom desempenho a altas temperaturas.
Resistência ao escoamento (Rp0.2)	90-120 MPa	140-170 MPa	180-220 MPa	O limite de elasticidade aumenta significativamente após o tratamento térmico.
Alongamento (A)	1.5-2.5%	1.0-2.0%	≤1.0%	Menor plasticidadeUma caraterística inerente às ligas com elevado teor de cobre.
Dureza Brinell (HB)	70-80	85-95	100-115	elevada rigidezExcelente resistência à abrasão.
condutividade térmica	Aprox. 120-130 W/(m-K)	--	--	Médio.
Coeficiente de expansão linear	Aprox. 21,0-22,0×10-⁶/°C	--	--	Maior, devido ao menor teor de silício.
Mobilidade da fundição	moderado	--	--	Menor teor de silício e menor fluidez do que as ligas com elevado teor de silício.
resistência à corrosão	medíocre	medíocre	medíocre	O elevado teor de cobre torna-o menos resistente à corrosão e exige uma proteção da superfície.

ZL110 Caminho de melhoria do desempenho e caraterísticas técnicas

O desempenho da ZL110 resulta da sua “Alto teor de cobre dominante e económico”Rotas técnicas:

1. O cobre elevado é o núcleoO elevado teor de cobre de até 5-8% é um fator-chave para a obtenção doElevada dureza e boa resistência a altas temperaturasA razão fundamental para a A presença de um grande número de fases Al₂Cu resulta numa excelente resistência ao desgaste, tanto a temperaturas ambiente como a temperaturas elevadas.
2. Tratamento térmico opcional::
   • T1 (limitação natural)O estado fundido durante um longo período de tempo pode libertar parcialmente as tensões internas e um pequeno aumento da resistência, adequado para aplicações sensíveis ao custo e menos exigentes.
   • T5 (envelhecimento artificial)O processo mais comum é a manutenção a 150-180°C durante várias horas para obter o máximo de resistência e dureza.
   • Geralmente sem processamento T6Devido ao elevado teor de cobre, o risco de cozedura excessiva da solução sólida tende a aumentar e a deformação da têmpera é difícil de controlar.
3. Vantagem em termos de custosEm comparação com as ligas de pistão especializadas, como a ZL108 e a ZL109, a ZL110 não contém níquel (Ni) caro e tem uma maior tolerância a impurezas como o ferro.Custos de material significativamente mais baixosEsta é a escolha preferida para “peças de desgaste económicas e resistentes ao calor”.

Graus internacionais correspondentes

O ZL110 pode ser encontrado internacionalmente em ligas com propriedades semelhantes, mas principalmente em graus mais antigos ou para aplicações específicas:

• Norma nacional chinesa::ZAlSi5Cu6Mg (GB/T 1173)
• Padrão americano:: Em colaboração com o 324.0 (Al-Si5Cu5) ou B295.0 (Al-Si4Cu6) têm semelhanças na composição e nas propriedades.
• Norma da UENão existe uma correspondência direta, e os números mais antigos, como G-AlSi6Cu6 presente em algumas normas nacionais.
• Padrão russo::AЛ5 或 AЛ6 Existem ingredientes semelhantes.

ZL110 na indústria de fundição

com base na suaBoa resistência a altas temperaturas, excelente resistência ao desgaste e baixo custoO ZL110 é utilizado principalmente em aplicações sensíveis ao custo, com temperaturas de funcionamento elevadas e baixos requisitos de resistência à corrosão:

1. Motociclos e máquinas eléctricas de uso geral (aplicações principais)
   • motor de motaBloco de cilindros, pistão (baixa cilindrada/pequena cilindrada), cabeça de cilindro.
   • Motor a gasolina universalBlocos de cilindros para cortadores de relva, pequenos geradores, motores de bombas de água.
   • compressor de arBlocos e cabeças de compressores pequenos.
2. Peças e componentes para automóveis
   • sistema de travagemTambores de travão de tambor (alguns modelos de gama baixa).
   • Acessórios do motorSuportes de escape, suportes de montagem do motor.
   • Componentes da transmissãoForquilhas de mudança de velocidades, cubos de dentes sincronizadores (resistência ao desgaste necessária).
3. Peças de desgaste industrial
   • Corrediças, casquilhos, guias, gaiolas de rolamentos.
4. Electrodomésticos e ferragens
   • Placa de ferro, suporte do aquecedor da torradeira (para tirar partido da sua resistência ao calor).

Perguntas frequentes sobre a liga de alumínio ZL110

Q1: Qual é a principal diferença entre ZL110 e ZL108, ZL109? Como selecionar o tipo?

• análise comparativa::
  • ZL110::Cobre elevado (5-8%), silício médio-baixo (4-6%), sem níquel.Boa resistência a altas temperaturas, excelente resistência ao desgaste, baixo custoJamahiriya Árabe LíbiaElevado coeficiente de expansão térmica, fraca resistência à corrosão, capacidade de fundição geral. Adequado para máquinas eléctricas com carga térmica baixa a média e sensíveis ao custo.
  • ZL108::Per-eutéctico com alto teor de silício (11-13%), médio teor de cobre (1-2%), contendo magnésio, contendo níquel.Coeficiente de expansão térmica mais baixo, maior resistência a altas temperaturas, melhor resistência ao desgasteÉ adequado para pistões de motores diesel com elevada carga térmica.
  • ZL109::Silício eutéctico elevado (11-13%), cobre médio-baixo (0,5-1,5%), contendo magnésio, contendo níquel.Desempenho geral equilibrado, boa capacidade de fundiçãoÉ adequado para pistões de motores diesel médios e ligeiros e de motores a gasolina.
  • seleção::Procura de desempenho extremo, elevada carga térmicaSelecionar ZL108;Procura de um equilíbrio global de desempenhoSelecionar ZL109;Para cargas térmicas económicas, baixas a médiasEscolha a ZL110.

Q2: O ZL110 é adequado para o fabrico de pistões?

• Adequado para aplicações de gama baixa a médiaO ZL110 tem sido amplamente utilizado emMotociclos de pequena cilindrada, motores a gasolina de uso geral, máquinas agrícolasde pistões e blocos de cilindros. O seu elevado teor de cobre garante uma resistência básica ao desgaste e uma resistência a altas temperaturas a baixo custo. No entanto, paraAlta velocidade, alta densidade de potência, altas cargas térmicasPara os motores modernos, a ZL110 já não é suficiente e tem de ser actualizada para ZL109, ZL108 ou mesmo ligas superiores.

Q3: Qual é o desempenho de fundição do ZL110? A que devo prestar atenção ao projetar?

• Médio inferior. O teor de silício é apenas 4-6%, e a fluidez não é tão boa como a das ligas com elevado teor de silício, como a ZL104 e a ZL109. Ao mesmo tempo, o elevado teor de cobre faz com que o seu intervalo de solidificação seja alargado, oMaior tendência para fissuração a quente e retração. A conceção dos sistemas de fundição e dos tubos ascendentes tem de ser reforçada para compensar a contração e evitar defeitos nas juntas quentes.

Q4: Como é a resistência à corrosão do ZL110? Necessita de tratamento de superfície?

• medíocre. O elevado teor de cobre confere uma baixa resistência à corrosão em ambientes atmosféricos e húmidos normais. Para utilização no exterior ou onde seja provável a exposição à humidade.É necessária uma proteção eficaz da superfícieO efeito da oxidação anódica não é bom, como a pintura, o revestimento, etc. O efeito da oxidação anódica não é bom, a camada de película é cinzenta e irregular.

Q5: Qual é o desempenho de reparação de soldadura do ZL110?

• medíocre. O teor de cobre é muito elevado e a tendência para soldar fissuras a quente é muito óbvia. A soldadura de reparação por arco de árgon, precisa de serPré-aquecimento a alta temperatura (200-300°C)O fio de soldadura deve ser especializado e a soldadura deve ser efectuada imediatamente após a soldadura.alívio do stress. Para peças de suporte de carga importantes, oNão é permitida a soldadura de recarga.

Q6: A ZL110 é obsoleta na indústria moderna?

• Não foi totalmente eliminado, mas o espaço de aplicação está a diminuir. Com a atualização dos regulamentos sobre emissões e o aumento do reforço dos motores, os requisitos de desempenho dos materiais estão a tornar-se cada vez mais rigorosos e a aplicação de ZL110 nos componentes principais das máquinas eléctricas está a ser gradualmente substituída por ligas mais avançadas, como ZL109 e ZL108. No entanto, emMaquinaria agrícola, potência de uso geral de gama baixa, peças de desgaste não críticase outras áreas extremamente sensíveis aos custos, a ZL110 continua a ser reconhecida pela suaVantagens de custo incomparáveisE tomar o teu lugar.

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Coluna alargada: Análise comparativa de ZL110 com ZL108 e ZL109

dimensão de comparação	ZL110 (ZAlSi5Cu6Mg)	ZL109 (ZAlSi12CuMgNi)	ZL108 (ZAlSi12Cu2Mg1)
Tipo de liga	Baixo teor de silício Alto teor de cobre	Eutéctico de silício com níquel	Tipo de silício elevado per-eutéctico
Teor de silício (Si)	4.0-6.0%	11.0-13.0%	11.0-13.0%
Teor de cobre (Cu)	5.0-8.0%	0.5-1.5%	1.0-2.0%
Teor de níquel (Ni)	não ter	0.8-1.3%	0.3-0.9%
Coeficiente de expansão térmica	Superior (21-22)	Inferior (19-20,5)	Mínimo (18,5-20)
Resistência a altas temperaturas	favorável	talentoso	ótimo
Resistência à temperatura ambiente (T5)	240-280 MPa	240-280 MPa	240-270 MPa
resistência à abrasão	Bom (elevada contribuição do cobre)	Excecional (elevada contribuição de silício)	Óptima (contribuição do silício primário)
Mobilidade da fundição	moderado	talentoso	favorável
posicionamento dos custos	Baixo (económico)	moderado	Moderadamente elevado
aplicação típica	Motores de pequena cilindrada, máquinas agrícolas	Pistões para motores ligeiros e médios	Pistões para motores pesados

Guia rápido de seleção:

• Selecionar ZL110Resistente à corrosão: Sensível ao custo, carga térmica baixa a média, sem necessidade de resistência à corrosão (por exemplo, maquinaria agrícola, energia eléctrica de uso geral de gama baixa).
• Selecionar ZL109.Motor a gasolina: requer um desempenho global equilibrado e cargas térmicas moderadas (por exemplo, motores a gasolina para automóveis de passageiros, motores diesel ligeiros).
• Selecionar ZL108Requisitos de resistência extrema ao calor, menor coeficiente de expansão, maior resistência ao desgaste (por exemplo, motores diesel sobrealimentados, motores pesados).