Als herausragender Vertreter von Aluminiumgusslegierungen für Kolben.ZL108 (ZAlSi12Cu2Mg1) mit Hilfe vonHervorragende Hochtemperaturfestigkeit, niedriger W?rmeausdehnungskoeffizient und ausgezeichnete Verschlei?- und Hitzebest?ndigkeitund ist gut bekannt. Die Legierung ist eine typischeEutektische Aluminium-Silizium-LegierungenDurch ein komplexes Legierungsdesign und eine rigorose W?rmebehandlung wurde es für Kolbenkomponenten optimiert, die im Motorzylinder starken thermischen und mechanischen Wechselbelastungen ausgesetzt sind, wodurch ein pr?zises Gleichgewicht zwischen Hochtemperaturleistung und Haltbarkeit erreicht wird.

Der nationale Grad für ZL108 ist ZAlSi12Cu2Mg1.

• Nationale StandardnoteGem?? GB/T 1173 ist seine Qualit?tZAlSi12Cu2Mg1. Der Name spiegelt direkt sein Kernlegierungssystem wider: Silizium (Si), Kupfer (Cu) und Magnesium (Mg).
• Branche/Unternehmenscode::ZL108 ist die Bezeichnung für den im Bereich der Konstruktion und des Baus von Motoren üblicherweise verwendeten Werkstoff.
• typische Situation: Es beginnt fast immer mitZustand T6 (L?sungsbehandlung + vollst?ndige künstliche Alterung) Wird verwendet, um die beste Gesamtleistung zu erzielen, insbesondere bei hohen Temperaturen.

Tabelle der Zusammensetzung der Aluminiumlegierung ZL108

Element einer Menge	Inhaltsbereich (wt%)	funktionale Rolle
Silizium (Si)	11.0-13.0	übereutektischer Gehalt.. Bietet eine geringe W?rmeausdehnung und hohe Verschlei?festigkeit, aber die beginnende Siliziumphase muss durch Phosphor (P) Metamorphismus verfeinert werden.
Kupfer (Cu)	1.0-2.0	Wichtigste Elemente zur Verst?rkung bei hohen Temperaturen. Die Bildung hitzebest?ndiger Al?Cu-Phasen verbessert die Festigkeit und H?rte bei hohen Temperaturen erheblich.
Magnesium (Mg)	0.4-1.0	Wichtige Erweiterungselemente. Es bildet sich die Mg?Si-Phase, die zusammen mit Cu für Raum- und Hochtemperaturfestigkeit sorgt.
Mangan (Mn)	0.3-0.9	Verbessert die Hitzebest?ndigkeit, bildet hitzebest?ndige Phasen und mildert die sch?dlichen Auswirkungen von Eisen (Fe).
Nickel (Ni)	0.3-0.9	Wichtige hitzebest?ndige Elemente. Bildung einer stabilen hitzebest?ndigen Phase zur Verbesserung der Hochtemperatur-Kriechfestigkeit.
Titan (Ti)	≤0.20	Getreideraffinerie.
Aluminium (Al)	Toleranz (d. h. zul?ssiger Fehler)	Material des Substrats.

ZL108 Physikalische und mechanische Eigenschaften Parametertabelle (Typische Werte für Metallformguss, Zustand T6)

Leistungsindikatoren	Numerischer Bereich	Kernst?rken erkl?rt
Dichte	2,68-2,70 g/cm3	--
Zugfestigkeit bei Raumtemperatur (Rm)	250-280 MPa	Hohe Festigkeit zur Erfüllung der Anforderungen an die Kolbenstruktur.
Hochtemperatur-Zugfestigkeit (250°C)	≥ 120 MPa	Zentrale St?rkenh?lt auch bei hohen Temperaturen eine ausreichende Festigkeit aufrecht, um Risse oder Verformungen an der Oberseite des Kolbens zu verhindern.
Dehnung (A)	≤ 1,0%	Die geringe Plastizit?t ist auf die stark verfestigte, per-utektische Organisation zurückzuführen.
Brinell-H?rte (HB)	100-130	hohe SteifigkeitDies gew?hrleistet eine hervorragende Abriebfestigkeit.
Koeffizient der linearen Ausdehnung (20-200°C)	18.5-20.0 × 10-?/°C	Zentrale St?rkenEs ist niedriger als die meisten Aluminiumlegierungen und besser auf die Zylinderlaufbuchse abgestimmt, was sich positiv auf die Kontrolle des Zylinderspiels auswirkt.
volumetrische Stabilit?t	優	Die T6-Behandlung führt bei langfristigem Gebrauch zu minimalen Dimensions?nderungen.

Wege zur Leistungssteigerung und Technologie-Schlüssel
Die Realisierung der Leistung des ZL108 beruht auf einer Kombination ausgeklügelter und ineinander greifender Prozesse:

1. Pr?zise Kontrolle der LegierungszusammensetzungDie Gehalte an Si, Cu, Mg und Ni müssen genau aufeinander abgestimmt sein, um eine optimale Kombination von hitzebest?ndigen Phasen zu bilden. Er muss streng kontrolliert werdenPhosphor (P) Verschlechterung Behandlungzur Verfeinerung der eutektischen Organisation desnaszierende SiliziumphaseDies ist eine Voraussetzung für gute mechanische Eigenschaften und Bearbeitbarkeit.
2. Propriet?res W?rmebehandlungssystem (T6)::
   • MischkristallbehandlungGew?hnlich bei 505±5°C durchgeführt, um eine ausreichende Aufl?sung der l?slichen angereicherten Phase zu erm?glichen.
   • künstliches ZeitlimitL?ngere Alterung bei h?heren Temperaturen (z.B. 200-220°C) zur Bildung stabiler Verst?rkungsphasen.Speziell optimiert für Hochtemperatureigenschaften und Gewebestabilit?t.
3. Fortschrittliches Gie?verfahren: AdoptionMetalltyp Schwerkraftguss或Niederdruckgussum einen dichten, homogenen Gusszustand zu erreichen. Ein gutes Gie?verfahren ist die Grundlage für die anschlie?ende W?rmebehandlung und die Leistungsf?higkeit.

Entsprechende internationale Noten
Als klassische Kolbenlegierung hat sie ihre Entsprechung in den nationalen Normen:

• Chinesischer nationaler Standard::ZAlSi12Cu2Mg1 (GB/T 1173)
• Amerikanische Norm::A332.0 (ASTM, sehr knapp)
• EU-Norm::DE AC-48000 (EN 1706)
• Japanischer Standard::AC9A 或 AC9B (JIS)

Anwendung von ZL108 in der Gie?ereiindustrie
Seine Anwendungen sind hochspezialisiert und konzentrieren sich fast ausschlie?lich auf dieKernkomponenten des hei?en Endes von Verbrennungsmotoren::

1. Kolben (absolute Mainstream-Anwendungen)
   • Kolben für DieselmotorenKolben für mittelschwere und schwere Lastkraftwagen, Baumaschinen und Schiffsdieselmotoren (unter Ausnutzung ihrer ausgezeichneten Hochtemperaturfestigkeit und Verschlei?best?ndigkeit).
   • Hochleistungskolben für BenzinmotorenKolben für Benzinmotoren mit gro?em Hubraum, hohem Ladedruck und hoher Leistungsdichte.
   • Modifizierte & Rennkolben: Wenn extreme Anforderungen an Hitzebest?ndigkeit und Festigkeit gestellt werden.
2. Andere hitzebest?ndige und verschlei?feste Teile
   • MotorrotorRotierende Teile von bestimmten Spezialmotoren.
   • Kompressor-Kolben: Hochdruck-Luftkompressor.
   • Bremssattelkolben(in einigen wenigen Hochleistungsanforderungen).

ZL108 Aluminiumlegierung H?ufig gestellte Fragen

Q1: Was ist die gr??te technische Schwierigkeit des ZL108?

• Guss und Verschlechterung. Aufgrund ihrer übereutektischen Zusammensetzung scheidet die Schmelze grobk?rnigePrim?re SiliziumkristalleDas Ergebnis ist ein starker Einschnitt im Substrat, der zu dramatischen Leistungseinbu?en und Bearbeitungsschwierigkeiten führt. Dies muss durch pr?zises Arbeiten erreicht werdenPhosphor (P) Verschlechterung Behandlung(z. B. durch Zugabe von Cu-P-Zwischenlegierungen), um das prim?re Silizium zu veredeln, das die ZL108-Produktion in derKerntechnologie-Schwelle.

F2: Warum ist die Dehnung von ZL108 so gering?

• Dies ist das erste Mal, dass es ausgezeichnet wurdeHohe Festigkeit, hohe H?rte, niedriger AusdehnungskoeffizientDer unvermeidliche Preis, der zu zahlen ist. Die per-eutektische Siliziumphase und die gro?e Anzahl hitzebest?ndiger intermetallischer Verbindungen (mit Cu, Mg, Ni) sorgen zwar für die gewünschten Hochtemperatureigenschaften, verringern aber auch erheblich die Plastizit?t und Z?higkeit des Werkstoffs.

F3：Welche Oberfl?chenbehandlung ist für den Kolben ZL108 erforderlich?

• Um die Leistung weiter zu steigern, werden ZL108-Kolben h?ufig mit einer Kombination von Oberfl?chenbehandlungen versehen:
  • anodische OxidationBildung eines harten Aluminiumoxidfilms auf der oberen Ringnut des Kolbens oder auf der Oberfl?che des Verbrennungsraums zur Erh?hung derHitze-, Verschlei?- und Abriebfestigkeit.
  • Graphit-BeschichtungFestschmierstoffe auf Kolbenb?den sprühen, um Verschlei? und Reibung zu verringern.
  • verzinken: z. B. verzinnt, um das Einlaufen zu erleichtern.

F4: Wie schneidet ZL108 im Vergleich zu herk?mmlichen Kolbenwerkstoffen wie ZL109 oder eutektischen Legierungen ab?

• ZL108 (pro Eutektikum)::H?herer Si-Gehalt (11-13%)(math.) GattungGeringster W?rmeausdehnungskoeffizient und beste Verschlei?festigkeitAber das Gie?en und die Bearbeitung sind die schwierigsten und kostspieligsten. Geeignet fürDie W?rmebelastung ist am st?rkstenDer Anlass.
• ZL109 (eutektisch/untereutektisch) und ?hnliche LegierungenEtwas geringerer Si-Gehalt (8-11%), bessere Gussleistung, bessere Bearbeitbarkeit, bessere mechanische Gesamteigenschaften (insbesondere Z?higkeit), ist das am h?ufigsten verwendete Kolbenmaterial.Der W?rmeausdehnungskoeffizient und die Abriebfestigkeit sind etwas schlechter als bei ZL108.

F5: Was sind die besonderen Anforderungen für die Bearbeitung von ZL108?

• wegenHohe H?rte mit harter Siliziumphasemit schlechter Schneidbarkeit und Bearbeitbarkeit, wird als “Schwer zerspanbare Aluminiumlegierungen”。
  • Kutter: muss verwendet werdenPCD (Polykristalliner Diamant) Schneidwerkzeugeoder hochwertige beschichtete Hartmetallfr?ser.
  • ParameterHohe Schnittgeschwindigkeiten und kleine Vorschübe werden verwendet.
  • geh?rtetDiamantscheiben sind die einzige kostengünstige Wahl für Bereiche wie Ringnuten.