Como representante destacado de las aleaciones de aluminio fundido para pistones.ZL108 (ZAlSi12Cu2Mg1) medianteExcelente resistencia a altas temperaturas, bajo coeficiente de dilatación térmica y excelente resistencia al desgaste y al calor.y es bien conocida. La aleación es una típicaAleaciones eutécticas de aluminio-silicioMediante un complejo dise?o de aleación y un riguroso tratamiento térmico, se ha optimizado para componentes de pistón sometidos a una severa alternancia de cargas térmicas y mecánicas en el cilindro del motor, logrando un equilibrio preciso entre rendimiento de potencia a alta temperatura y durabilidad.

El grado nacional de ZL108 es ZAlSi12Cu2Mg1.

• Grado Estándar NacionalSegún GB/T 1173, su grado esZAlSi12Cu2Mg1. El nombre refleja directamente su sistema de aleación central: silicio (Si), cobre (Cu) y magnesio (Mg).
• Industria/Código de empresa:ZL108 es la designación del material utilizado habitualmente en el campo del dise?o y la fabricación de motores.
• situación típica: casi siempre empieza porCondición T6 (tratamiento con solución + envejecimiento artificial completo) Se utiliza para obtener el mejor rendimiento global, especialmente a altas temperaturas.

Tabla de composición de la aleación de aluminio ZL108

elemento de un conjunto	Gama de contenidos (wt%)	papel funcional
Silicio (Si)	11.0-13.0	Contenido hipereutéctico.. Proporciona baja expansión térmica y alta resistencia al desgaste, pero la fase incipiente de silicio necesita ser refinada por metamorfismo de fósforo (P).
Cobre (Cu)	1.0-2.0	Principales elementos de refuerzo de alta temperatura. La formación de fases de Al?Cu resistentes al calor mejora significativamente la resistencia a altas temperaturas y la dureza.
Magnesio (Mg)	0.4-1.0	Elementos clave de mejora. Se forma la fase Mg?Si, que junto con el Cu proporciona resistencia a temperatura ambiente y alta temperatura.
Manganeso (Mn)	0.3-0.9	Mejora la resistencia al calor, forma fases resistentes al calor y atenúa los efectos nocivos del hierro (Fe).
Níquel (Ni)	0.3-0.9	Elementos importantes resistentes al calor. Formación de una fase estable resistente al calor para mejorar la resistencia a la fluencia a alta temperatura.
Titanio (Ti)	≤0.20	Refinador de grano.
Aluminio (Al)	tolerancia (es decir, error permitido)	Material del sustrato.

ZL108 Tabla de parámetros de propiedades físicas y mecánicas (Valores típicos para fundición en molde metálico, estado T6)

Indicadores de resultados	Rango numérico	Explicación de los puntos fuertes
densidad	2,68-2,70 g/cm3	--
Resistencia a la tracción a temperatura ambiente (Rm)	250-280 MPa	Alto nivel de resistencia para cumplir los requisitos de carga estructural de los pistones.
Resistencia a la tracción a alta temperatura (250°C)	≥ 120 MPa	Puntos fuertesmantiene una resistencia suficiente a altas temperaturas para evitar el agrietamiento o la deformación de la parte superior del pistón.
Alargamiento (A)	≤ 1.0%	Su escasa plasticidad es inherente a su organización per-eutéctica altamente reforzada.
Dureza Brinell (HB)	100-130	gran rigidezEsto garantiza una excelente resistencia a la abrasión.
Coeficiente de dilatación lineal (20-200°C)	18.5-20.0 × 10-?/°C	Puntos fuertesEs más bajo que la mayoría de las aleaciones de aluminio, se adapta mejor a la camisa del cilindro, lo que es bueno para controlar la holgura del cilindro.
estabilidad volumétrica	優(yōu)	El tratamiento T6 produce cambios dimensionales mínimos con el uso prolongado.

Vías de mejora del rendimiento y claves tecnológicas
La realización de las prestaciones de la ZL108 se basa en una combinación de procesos sofisticados e interrelacionados:

1. Control preciso de la composición de la aleaciónEl contenido de Si, Cu, Mg y Ni debe ajustarse con precisión para formar una combinación óptima de fases resistentes al calor. Debe controlarse estrictamenteTratamiento del deterioro del fósforo (P)para afinar la organización eutéctica delfase incipiente de silicioEste es un requisito previo para obtener buenas propiedades mecánicas y maquinabilidad.
2. Sistema propio de tratamiento térmico (T6):
   • tratamiento de soluciones sólidas: Normalmente se lleva a cabo a 505±5°C para permitir una disolución suficiente de la fase soluble enriquecida.
   • límite de tiempo artificialEnvejecimiento prolongado a temperaturas más elevadas (por ejemplo, 200-220°C) para la formación de fases de refuerzo estables.Especialmente optimizado para propiedades a alta temperatura y estabilidad tisular.
3. Proceso de fundición avanzado: AdopciónFundición por gravedad de tipo metálico或fundición a baja presiónpara obtener una organización densa y homogénea en estado fundido. Un buen proceso de fundición es la base del posterior tratamiento térmico y del rendimiento.

Grados internacionales correspondientes
Como aleación clásica de pistón, tiene su equivalente en las normas nacionales:

• Norma nacional china:ZAlSi12Cu2Mg1 (GB/T 1173)
• American Standard:A332.0 (ASTM, muy cerca)
• Norma de la UE:ES AC-48000 (EN 1706)
• Estándar japonés:AC9A 或 AC9B (JIS)

Aplicación de ZL108 en la industria de la fundición
Sus aplicaciones son muy especializadas y se centran casi exclusivamente en elComponentes del núcleo caliente de los motores de combustión interna:

1. Pistones (aplicaciones principales absolutas)
   • Pistones para motores dieselPistones para camiones medianos y pesados, maquinaria de construcción y motores diésel marinos (gracias a su excelente resistencia a altas temperaturas y al desgaste).
   • Pistones de alto rendimiento para motores de gasolinaPistones para motores de gasolina de gran cilindrada, alto empuje y alta densidad de potencia.
   • Pistones modificados y de competición: Cuando hay requisitos extremos de resistencia al calor y solidez.
2. Otras piezas resistentes al calor y al desgaste
   • Rotor del motorPiezas giratorias de determinados motores especiales.
   • Pistones del compresorCompresor de aire de alta presión.
   • Pistones de pinza de freno(en unos pocos requisitos de alto rendimiento).

Preguntas frecuentes sobre la aleación de aluminio ZL108

P1: ?Cuál es la mayor dificultad técnica de ZL108?

• Fundición y deterioro. Debido a su composición hipereutéctica, la masa fundida precipita gruesaCristales primarios de silicioEl resultado es un corte severo en el sustrato, que provoca una drástica degradación del rendimiento y dificultades de mecanizado. Esto debe lograrse medianteTratamiento del deterioro del fósforo (P)(por ejemplo, a?adiendo aleaciones intermedias Cu-P) para refinar el silicio primario, que es la producción de ZL108 en elUmbral tecnológico básico.

P2: ?Por qué la elongación de ZL108 es tan baja?

• Es la primera vez que se le concedeAlta resistencia, alta dureza, bajo coeficiente de dilataciónEl inevitable precio a pagar. La fase de silicio per-eutéctico y el gran número de intermetálicos resistentes al calor (que contienen Cu, Mg, Ni), aunque proporcionan las propiedades deseadas a altas temperaturas, también reducen significativamente la plasticidad y la tenacidad del material.

Q3：?Qué tratamiento superficial requiere el pistón ZL108?

• Para mejorar aún más el rendimiento, los pistones ZL108 suelen recibir una combinación de tratamientos superficiales:
  • oxidación anódica: Formación de una película dura de óxido de aluminio en la ranura del segmento superior del pistón o en la superficie de la cámara de combustión para aumentar elResistencia al calor, al desgaste y a la abrasión.
  • Revestimiento de grafito: Pulverice lubricantes sólidos en las faldas de los pistones para mejorar la reducción del desgaste y la fricción.
  • galvanizarPor ejemplo, esta?ado para facilitar el rodaje inicial.

P4: ?En qué se diferencia el ZL108 de otros materiales habituales para pistones, como el ZL109 o las aleaciones eutécticas?

• ZL108 (por eutéctico):Mayor contenido de Si (11-13%)(matemáticas) géneroEl menor coeficiente de dilatación térmica y la mejor resistencia al desgastepero la fundición y el mecanizado son los más difíciles y costosos. Adecuado paraLa carga térmica es la más graveLa ocasión.
• ZL109 (eutéctico/subeutéctico) y aleaciones similares: Contenido de Si ligeramente inferior (8-11%), mejor rendimiento de fundición, mejor maquinabilidad, mejores propiedades mecánicas generales (especialmente tenacidad), es el material para pistones más utilizado.Coeficiente de dilatación térmica y resistencia a la abrasión ligeramente inferiores a ZL108.

P5: ?Cuáles son los requisitos especiales para el mecanizado de ZL108?

• debido aGran dureza con fase de silicio durocon mala capacidad de corte y mecanizado, se conoce como “Aleaciones de aluminio difíciles de cortar”。
  • cortadores: debe utilizarseHerramientas de corte de PCD (diamante policristalino)o herramientas de metal duro revestido de calidad.
  • parámetros: Se utilizan altas velocidades de corte y peque?os avances.
  • endurecidoMuelas diamantadas : Las muelas diamantadas son la única opción rentable para zonas como las ranuras anulares.