Как выдающийся представитель литых алюминиевых сплавов для поршней.ZL108 (ZAlSi12Cu2Mg1) посредствомПревосходная высокотемпературная прочность, низкий коэффициент теплового расширения и отличная износо- и термостойкостьи хорошо известен. Сплав представляет собой типичныйЭвтектические алюминиево-кремниевые сплавыБлагодаря сложной конструкции сплава и тщательной термической обработке он оптимизирован для компонентов поршня, которые подвергаются сильным переменным тепловым и механическим нагрузкам в цилиндре двигателя, обеспечивая точный баланс между высокотемпературными мощностными характеристиками и долговечностью.

Национальная марка ZL108 - ZAlSi12Cu2Mg1.

• Национальный стандарт Класс: Согласно GB/T 1173, его сортность составляетZAlSi12Cu2Mg1. Название напрямую отражает его основную систему сплавов: кремний (Si), медь (Cu) и магний (Mg).
• Код отрасли/предприятия::ZL108 это обозначение материала, широко используемого в области проектирования и производства двигателей.
• типичная ситуация: почти всегда начинается сСостояние T6 (обработка раствором + полное искусственное старение) Используется для достижения наилучшей общей производительности, особенно при высоких температурах.

Таблица состава алюминиевого сплава ZL108

элементарный	Диапазон содержания (wt%)	функциональная роль
Кремний (Si)	11.0-13.0	Содержание гиперэвтектики.. Обеспечивает низкое тепловое расширение и высокую износостойкость, но зарождающаяся кремниевая фаза должна быть очищена метаморфизмом фосфора (P).
Медь (Cu)	1.0-2.0	Основные высокотемпературные упрочняющие элементы. Образование жаропрочных фаз Al?Cu значительно повышает высокотемпературную прочность и твердость.
Магний (Mg)	0.4-1.0	Ключевые элементы усовершенствования. Образуется фаза Mg?Si, которая вместе с Cu обеспечивает прочность при комнатной и высокой температуре.
Марганец (Mn)	0.3-0.9	Повышает жаростойкость, образует жаропрочные фазы и смягчает вредное воздействие железа (Fe).
Никель (Ni)	0.3-0.9	Важные термостойкие элементы. Образование стабильной термостойкой фазы для повышения сопротивления высокотемпературной ползучести.
Титан (Ti)	≤0.20	Зернопереработчик.
Алюминий (Al)	подушка	Материал подложки.

ZL108 Таблица параметров физико-механических свойств (типичные значения для литья в металлические формы, состояние T6)

Показатели эффективности	Числовой диапазон	Объяснение основных сильных сторон
плотность	2,68-2,70 г/см3	--
Прочность на разрыв при комнатной температуре (Rm)	250-280 МПа	Высокий уровень прочности для удовлетворения требований по нагрузке на поршневую конструкцию.
Прочность на разрыв при высоких температурах (250°C)	≥ 120 МПа	Основные достоинстваСохраняет достаточную прочность при высоких температурах, чтобы предотвратить растрескивание или деформацию верхней части поршня.
Удлинение (A)	≤ 1.0%	Низкая пластичность присуща его высокоупрочненной, перэвтектической организации.
Твердость по Бринеллю (HB)	100-130	высокая жёсткостьНовейшая версия продукта обладает наилучшей стойкостью к истиранию, что обеспечивает превосходную износостойкость.
Коэффициент линейного расширения (20-200°C)	18.5-20.0 × 10-?/°C	Основные достоинстваОн ниже, чем большинство алюминиевых сплавов, лучше сочетается с гильзой цилиндра, что позволяет контролировать зазор в цилиндре.
объемная стабильность	優	Обработка T6 приводит к минимальным изменениям размеров при длительном использовании.

Пути повышения производительности и технологические ключи
Реализация характеристик ZL108 основывается на сочетании сложных и взаимосвязанных процессов:

1. Точный контроль состава сплава: Содержание Si, Cu, Mg и Ni должно быть точно подобрано, чтобы сформировать оптимальную комбинацию жаропрочных фаз. Необходимо строго контролироватьФосфор (P) Ухудшение состояния Лечениедля уточнения эвтектической организациизарождающаяся фаза кремнияЭто является предпосылкой для обеспечения хороших механических свойств и обрабатываемости.
2. Собственная система термообработки (T6)::
   • обработка твердым раствором: Обычно проводится при температуре 505±5°C, чтобы обеспечить достаточное растворение растворимой обогащенной фазы.
   • искусственное ограничение времени: Длительная выдержка при более высоких температурах (например, 200-220°C) для образования стабильных армирующих фаз.Специально оптимизированы для высокотемпературных свойств и стабильности тканей.
3. Передовой процесс литья: УсыновлениеГравитационное литье металлического типа或литье под низким давлениемдля получения плотной, однородной организации литого состояния. Хороший процесс литья является основой для последующей термообработки и эксплуатационных характеристик.

Соответствующие международные оценки
Как классический поршневой сплав, он имеет свой аналог в национальных стандартах:

• Китайский национальный стандарт::ZAlSi12Cu2Mg1 (GB/T 1173)
• Американский стандарт::A332.0 (ASTM, очень близко)
• стандарт ЕС::EN AC-48000 (EN 1706)
• Японский стандарт::AC9A 或 AC9B (JIS)

Применение ZL108 в литейной промышленности
Его применение является узкоспециализированным и сосредоточено почти исключительно наОсновные узлы двигателей внутреннего сгорания::

1. Поршни (абсолютное основное применение)
   • Поршни дизельных двигателей: Поршни для средних и тяжелых грузовиков, строительной техники и судовых дизельных двигателей (благодаря их превосходной высокотемпературной прочности и износостойкости).
   • Высокопроизводительные поршни для бензиновых двигателей: Поршни для бензиновых двигателей с большим рабочим объемом, высоким наддувом и высокой удельной мощностью.
   • Модифицированные и гоночные поршни: Там, где предъявляются экстремальные требования к термостойкости и прочности.
2. Другие термо- и износостойкие детали
   • Ротор двигателя: Вращающиеся части некоторых специальных двигателей.
   • Поршни компрессора: Воздушный компрессор высокого давления.
   • Поршни тормозного суппорта(в нескольких высокопроизводительных требованиях).

Часто задаваемые вопросы ZL108 Алюминиевый сплав

Q1: В чем заключается самая большая техническая трудность ZL108?

• Литье и разрушение. Благодаря своему гиперэвтектическому составу расплав осаждает крупныеПервичные кристаллы кремнияВ результате в подложке образуется серьезный разрез, что приводит к резкому снижению производительности и затрудняет обработку. Это должно быть достигнуто путем точногоФосфор (P) Ухудшение состояния Лечение(например, путем добавления промежуточных сплавов Cu-P) для рафинирования первичного кремния, который производит ZL108 вОсновной технологический порог.

Вопрос 2: Почему удлинение ZL108 такое низкое?

• Это первая награда, которую она получилаВысокая прочность, высокая твердость, низкий коэффициент расширенияНеизбежная цена. Перэвтектическая фаза кремния и большое количество жаропрочных интерметаллидов (содержащих Cu, Mg, Ni), обеспечивая желаемые высокотемпературные свойства, одновременно значительно снижают пластичность и вязкость материала.

Q3：Какая обработка поверхности требуется для поршня ZL108?

• Для дальнейшего улучшения характеристик поршни ZL108 часто подвергаются комбинированной обработке поверхности:
  • анодное окисление: Образование твердой пленки оксида алюминия на верхней кольцевой канавке поршня или на поверхности камеры сгорания для увеличенияУстойчивость к высоким температурам, износу и истиранию.
  • Графитовое покрытие: Распыляйте твердые смазочные материалы на юбки поршней для улучшения износа и снижения трения.
  • гальванизировать: например, луженые, чтобы облегчить первоначальное введение в эксплуатацию.

Вопрос 4: Чем ZL108 отличается от обычных материалов для поршней, таких как ZL109 или эвтектические сплавы?

• ZL108 (за эвтектику)::Повышенное содержание Si (11-13%)(математика) родСамый низкий коэффициент теплового расширения и лучшая износостойкостьНо литье и механическая обработка являются самыми сложными и дорогостоящими. Подходит дляТепловая нагрузка является наиболее серьезнойПовод.
• ZL109 (эвтектика/субэвтектика) и аналогичные сплавы: Немного меньшее содержание Si (8-11%), лучшие литейные характеристики, лучшая обрабатываемость, лучшие общие механические свойства (особенно вязкость), является наиболее широко используемым материалом для поршней.Коэффициент теплового расширения и стойкость к истиранию немного уступают ZL108.

Q5: Каковы особые требования к обработке ZL108?

• из-заВысокая твердость с твердой фазой кремнияс плохой режущей и обрабатывающей способностью, известна как “Твердосплавные алюминиевые сплавы”。
  • фрезы: должны быть использованыРежущие инструменты из поликристаллического алмаза (PCD)или качественные твердосплавные инструменты с покрытием.
  • параметры: Используются высокие скорости резания и малые подачи.
  • закаленный: Алмазные круги - единственный экономичный выбор для таких областей, как кольцевые канавки.