Guide complet de l'alliage d'aluminium coulé à haute résistance ZL106 (Al-Si8Cu1Mg) : système de composition, optimisation du traitement thermique et comparaison de sélection

發(fā)布時(shí)間:2026-03-02 分類:Le blog 瀏覽量:127

En tant que norme nationale chinoise (GB/T 1173) dans lesAlliage d'aluminium-silicium-cuivre-magnésium à haute résistance pour la coulée d'aluminiumdes représentants typiques de laZL106 (ZAlSi8Cu1Mg) au moyen deBonnes propriétés de coulée, excellent effet de renforcement par traitement thermique et propriétés mécaniques globales équilibréesest connu. L'alliage est fabriqué parRenforcement multicomposite en silicium (Si), cuivre (Cu), magnésium (Mg)Tout en conservant une bonne fluidité de coulée, le traitement thermique T6 offre une augmentation significative de la résistance et de la dureté, ce qui en fait le meilleur choix pour la fabrication des produits suivantsPièces moulées de haute qualité pour les charges moyennes, les structures complexes et les travaux à des températures plus élevéesC'est le matériau idéal pour une large gamme d'applications dans les domaines de la machinerie générale, de l'automobile et de l'équipement électrique.

zl106

La qualité nationale du ZL106 est ZAlSi8Cu1Mg.

  • Norme nationale GradeSelon la norme GB/T 1173, sa qualité est la suivanteZAlSi8Cu1Mg. Le nom reflète directement son système d'alliage de base : silicium (Si), cuivre (Cu) et magnésium (Mg).
  • Code de l'industrie/entreprise: :ZL106?Il s'agit d'une désignation largement utilisée pour ce matériau dans les dessins, les manuels et les normes d'entreprise de l'industrie de la fonderie.
  • Caractéristiques principales: :Teneur moyenne en silicium (7,5-8,51 TP3T)?Une bonne coulabilité est garantie ;Combinaison de cuivre (0,8-1,2%) et de magnésium (0,3-0,5%)Il en résulte qu'il a uneCapacités d'amélioration du traitement thermique clairement définiesIl peut être utilisé dans des conditions coulées, T5 ou T6 avec une large gamme de performances réglables.

Table de composition de l'alliage d'aluminium ZL106

élément d'un ensembleGamme de contenu (wt%)r?le fonctionnel
Silicium (Si)7.5-8.5Principaux éléments d'alliage. Offre une bonne fluidité de coulée, une résistance à la fissuration à chaud et un renforcement partiel de la solution solide.
Cuivre (Cu)0.8-1.2élément de renforcement principal.. La formation de phases renforcées en Al?Cu améliore considérablement la résistance et la dureté à température ambiante et à haute température.
Magnésium (Mg)0.3-0.5Principaux éléments d'amélioration. Formation d'une phase Mg?Si avec Si, qui agit en synergie avec Al?Cu pour renforcer le composite.
Fer (Fe)≤ 0.5élément d'impureté. Un contr?le strict est nécessaire pour éviter la formation de phases fragiles et la réduction des propriétés mécaniques.
Manganèse (Mn)0.2-0.5Neutralise les effets nocifs du fer pour former des composés inoffensifs ou favorables.
Zinc (Zn)≤ 0.2éléments d'impureté.
Titane (Ti)0,1-0,2 (peut être ajouté)Raffineur de céréales.
Aluminium (Al)la tolérance (c'est-à-dire l'erreur autorisée)Matériau du substrat.

ZL106 Tableau des paramètres des propriétés physiques et mécaniques (type de métal coulé, valeurs typiques)

Indicateurs de performanceCast (F)état de vieillissement du T5T6 solution solide + état de vieillissementPositionnement et interprétation des performances
densité2,71-2,73 g/cm3------
Résistance à la traction (Rm)180-210 MPa220-260 MPa260-310 MPaExcellente résistance à l'état T6Le niveau de résistance moyenne à élevée de l'aluminium moulé a été atteint.
Limite d'élasticité (Rp0.2)100-120 MPa150-180 MPa200-240 MPaLa limite d'élasticité est considérablement augmentée après le traitement thermique et la capacité de charge est améliorée.
Allongement (A)3.0-5.0%2.0-4.0%1.5-3.0%Bonne plasticité à l'état couléAprès T6, la résistance augmente mais la plasticité diminue.
Dureté Brinell (HB)60-7080-9090-110La dureté est considérablement augmentée après T6, avec une bonne résistance à l'abrasion.
Résistance à haute température (200°C)habituelfavorabletalentueuxL'ajout de cuivre permet d'améliorer les performances à haute température.
Mobilité de la couléefavorable----La teneur moyenne en silicium garantit que la capacité de remplissage des moules est supérieure à celle des alliages à haute teneur en cuivre et à faible teneur en silicium.
résistance à la corrosionmodérémodérémodéréLa teneur en cuivre les rend moins résistants à la corrosion que les alliages sans cuivre et nécessite une protection de la surface.

Voies d'amélioration des performances et adaptation des processus
La meilleure caractéristique du ZL106 est sonPossibilité de concevoir des performances et flexibilité des processus: :

  1. Renforcement composite multipleL'effet synergique des trois éléments permet d'obtenir des propriétés mécaniques supérieures à celles des alliages dotés d'un seul système de renforcement (par exemple, les alliages Al-Si ou Al-Cu purs). L'effet synergique des trois éléments permet d'obtenir des propriétés mécaniques supérieures à celles des alliages dotés d'un seul système de renforcement (par exemple, les alliages Al-Si ou Al-Cu purs).
  2. Régime de traitement thermique flexible: :
    • T5 (vieillissement artificiel)Pour les applications où une grande stabilité dimensionnelle est requise et où le risque de déformation doit être minimisé, il est possible d'augmenter la résistance de 10-20% par rapport à l'état tel qu'il a été coulé.
    • T6 (solution + vieillissement artificiel complet)La résistance maximale est obtenue et convient aux éléments structurels porteurs, mais il faut tenir compte du risque de distorsion qui peut être causé par le durcissement de la solution.
  3. Grande adaptabilité des procédés de moulageApplicable àMoulage en sable, moulage en métal, moulage à la cire perdueIl s'agit d'un matériau très polyvalent pour une variété de processus tels que

Notes internationales correspondantes
Le ZL106 a un certain nombre d'équivalents internationaux proches, mais il est important d'être conscient des différences mineures de composition :

  • Norme nationale chinoise: :ZAlSi8Cu1Mg?(GB/T 1173)
  • American Standard: : En collaboration avec l'Agence européenne pour la sécurité et la santé au travail (ESA), l?A319.0?(Al-Si6Cu4) et?A332.0?proche dans le système, mais l'A319 a une teneur en cuivre plus élevée, et le ZL106 est généralement meilleur en termes de ténacité ; avec l'A319, le ZL106 est plus résistant que le ZL106.?356.0?Par rapport au ZL106 (Al-Si7Mg), le ZL106 contient du cuivre, qui présente de meilleures performances à haute température mais une moindre résistance à la corrosion.
  • Norme européenne: :EN AC-45400?(Al-Si8Cu3) a une teneur en silicium proche de celle du ZL106, mais une teneur en cuivre nettement supérieure ;FR AC-42000?(Al-Si7Mg) Pas de cuivre, système de performance différent.
  • Norme japonaise: : En collaboration avec l'Agence européenne pour la sécurité et la santé au travail (ESA), l?AC4B?Certaines gammes de composants se chevauchent.

Analyse comparative de ZL106 avec ZL101A et ZL104

Dans le système de normes GB/T 1173, ZL101A, ZL104 et ZL106 sont trois des normes les plus utilisées.Traitement thermiqueCoulée d'alliages d'aluminium. Une bonne compréhension des différences entre ces trois types d'alliages est la clé d'un choix judicieux.

dimension de comparaisonZL101A (ZAlSi7MgA)ZL104 (ZAlSi9Mg)ZL106 (ZAlSi8Cu1Mg)
Système d'alliageSystème Al-Si-MgSystème Al-Si-MgSystème Al-Si-Cu-Mg
Teneur en silicium (Si)6.5-7.5%8.5-10.5%7.5-8.5%
Teneur en cuivre (Cu)≤0.1%(pas de cuivre)≤0.1%(pas de cuivre)0.8-1.2%(contenant du cuivre)
Teneur en magnésium (Mg)0.25-0.45%0.17-0.35%0.3-0.5%
Valeur limite pour l'impureté fer (Fe)≤0.20% (très grave)≤0.60% (en vrac)≤0.50% (moyenne)
Résistance à la traction (T6)290-320 MPa240-270 MPa260-310 MPa
Limite d'élasticité (T6)200-230 MPa180-210 MPa200-240 MPa
Allongement (T6)3.0-5.0%(optimale)1.5-3.0%1.5-3.0%
Dureté (T6)80-90 HB70-85 HB90-110 HB(maximum)
Résistance à haute températurehabituelfavorabletalentueux(avec avantage cuivre)
résistance à la corrosiontalentueux(pas de cuivre)favorableMoyen (avec cuivre)
Mobilité de la couléefavorabletalentueux(haute teneur en silice)favorable
Co?ts typiquesélevée (exigences strictes en matière de pureté)modéré
Points fortsGrande ténacité + grande résistance à la corrosionCapacité de coulée + économieRésistance et dureté à haute température
Applications idéalesAérospatiale, équipements haut de gammeBo?tiers à usage général, pièces à grand volumePièces de puissance, pièces à charge thermique moyenne

Guide de sélection rapide :

  • Sélectionner ZL101A Lorsque la pièce nécessiteTénacité élevée, excellente résistance à la corrosionet lorsque le budget est suffisant (par exemple, montures aérospatiales, composants de navires).
  • Sélectionner ZL104: Lors de la poursuite de l'activité deProcédés de coulée et équilibre des co?tsLorsque les exigences en matière de résistance sont modérées (par exemple, bo?tiers à usage général, pièces en grande quantité).
  • Sélectionner ZL106Lorsque la température de travail de la pièce est élevée (>150°C) ou pour la durée de vie de la pièce, il est recommandé de ne pas utiliser d'appareil de mesure de la température.Dureté, résistance à l'usureLorsque les exigences sont plus élevées (par exemple, accessoires de moteur, corps de pompe).

Application du ZL106 dans l'industrie de la fonderie

sur la base de sonBonne coulabilité, résistance élevée et co?t équilibréZL106 est principalement utilisé dans les domaines suivants :

  1. Composants de centrales électriques et de moteurs (applications courantes)
    • Accessoires du moteurLes pièces de rechange sont les suivantes : tube d'admission, couvercle du carter de distribution, supports du moteur, carter de la pompe à eau.
    • groupe motopropulseurBlocs de petits moteurs, culasses (zones non soumises à une charge thermique élevée), carters de bo?tes de vitesses.
    • Composants du compresseur: Vilebrequin, culasse.
  2. équipement mécanique général
    • Corps de pompe et de vannePompes à eau de taille moyenne, pompes à huile, corps de vannes hydrauliques (exigences élevées en matière de température de fonctionnement ou de résistance à la pression).
    • pièce de transmission: Carter de réduction, carter d'embrayage, poulie.
    • Bo?tier du moteurLes produits de l'industrie de l'automobile : carters de moteurs de grande puissance, embouts de générateurs.
  3. Pièces et composants automobiles
    • Chassis et suspensionSupport de bras de commande, bo?tier de la fusée de direction (après traitement T6).
    • système de freinage: Bo?tier de la chambre à air de frein, support.
  4. équipements industriels
    • Pièces pour machines textiles, supports de cylindres de presses à imprimer, carters de machines alimentaires.

Alliage d'aluminium ZL106 Questions fréquemment posées

Q1 : Quelle est la principale différence entre ZL106 et ZL104 ? Comment choisir ?

  • Il s'agit de la comparaison de sélection la plus courante: :
    • ZL106: :contenant du cuivre (Cu 0,8-1,2%)avec l'Al?Cu comme l'une des principales phases de renforcement.Meilleure performance à haute température et plus grande duretéJamahiriya arabe libyenneRésistance à la corrosion légèrement inférieureL'allongement est légèrement inférieur.
    • ZL104 : :Sans cuivre (Cu ≤0,1%)avec Mg?Si comme principale phase de renforcement.Meilleure résistance à la corrosion, ténacité légèrement supérieureLa résistance à haute température n'est pas aussi bonne que celle du ZL106.
    • sélection: Températures de fonctionnement plus élevées (>150°C) ou pour des applications à l'étranger.Dureté et résistance à l'usureNécessite une forte sélectionZL106Oui.Résistance à la corrosion et ténacitéSélection très exigeante, température de fonctionnement modéréeZL104.

Q2 : Quels sont les paramètres généraux de traitement thermique pour le ZL106 ?

  • Paramètres typiques du procédé T6 (à titre de référence uniquement, ils doivent être ajustés en fonction des pièces moulées spécifiques) :
    • traitement des solutions solides510-520°C × 6-10 heures.Durcissement dans l'eau chaude (60-80°C).
    • délai artificiel160-180°C × 6-10 heures, refroidi à l'air.
    • Remarque : la température de la solution solide ne doit pas être trop élevée pour éviter la surchauffe de la phase cuivre. La vitesse de refroidissement a une grande influence sur les performances.

Q3 : Quelles sont les performances de moulage du ZL106 par rapport au ZL102 ou au ZL104 ?

  • Bonne coulabilité, mais pas au top: :
    • Meilleur que le ZL102 ?bouchéLe ZL102 (Silicium 12%) a un débit bien meilleur que le ZL106.
    • Meilleur que le ZL104 ?proche mais pas tout à faitZL104 (Si9%) a un débit légèrement supérieur à celui de ZL106.
    • localiserPour ZL106Teneur moyenne en silicium en échange d'une plus grande résistance après traitement thermiqueLa coulabilité est suffisante pour traiter la plupart des pièces structurelles complexes, mais il convient d'être prudent lors de la conception de pièces à parois ultra-minces.

Q4 : Quelles sont les performances du ZL106 en matière de réparation par soudage ?

  • habituel. En raison de sa teneur en cuivre, la tendance à la fissuration thermique des soudures est légèrement supérieure à celle du ZL104 sans cuivre. Le soudage d'apport à l'arc sous argon doit êtrepréchauffer(150-200°C) avec un matériau d'apport approprié, post-soudage pour une durée de 5 ans.soulagement du stress. Pour les pièces porteuses importantes, il convient d'éviter autant que possible les grandes soudures par points.

Q5:Quel est le potentiel d'application de ZL106 dans l'industrie automobile ?

  • bonnes perspectives. Avec l'allègement des automobiles et la miniaturisation du groupe motopropulseur et de la densité de puissance élevée, les alliages d'aluminium moulés pour l'industrie automobile sont de plus en plus demandés.Résistance à haute température et propriétés mécaniques globalesLe ZL106, un alliage moyen contenant du cuivre et ayant un effet de renforcement significatif, est utilisé dans les domaines suivantsPièces périphériques du moteur, bo?tier du système hybride, bo?tier de l'unité d'entra?nement électriqueet d'autres domaines ont un large champ d'application. Il est enL'un des matériaux préférés pour améliorer les performances à un co?t raisonnable.
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