鑄造鋁硅(Al-Si)合金的應(yīng)用

2021/07/30

　　鋁硅（Al-Si）合金，一般Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%~22%.由于Al-Si合金具有優(yōu)良的鑄造性能，如流動性好、氣密性好、收縮率小和熱烈傾向小，經(jīng)過變質(zhì)和熱處理后，具有良好的力學(xué)性能、物理性能、耐腐蝕性能和中等的機(jī)加工性能，是鑄造鋁合金中品種最多、用途最廣的一類合金。常見鑄造Al-Si合金的特點(diǎn)及應(yīng)用情況如下：

　　（1）ZL101（A）合金ZL101合金具有較好的氣密性、流動性和抗熱裂性能，有中等的力學(xué)性能、焊接性能和耐腐蝕性能，成份簡單，容易鑄造，適合于各種鑄造方法。目前ZL101合金已被用于承受中等負(fù)荷的復(fù)雜零件，如飛機(jī)零件、儀器、儀器殼體、發(fā)動機(jī)零件、汽車及船舶零件、汽缸體、泵體、剎車鼓和電氣零件等。此外以ZL101合金為基礎(chǔ)嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，并通過改進(jìn)鑄造技術(shù)而得到的具有更高的力學(xué)性能的ZL101A合金，目前已被用于鑄造各種殼體零件、飛機(jī)的泵體、汽車變速箱、燃油箱的彎管、飛機(jī)配件及其他承受載荷的零件。

　　（2）ZL102合金ZL102合金具有最好的抗熱裂性能和很好的氣密性，以及很好的流動性，不能熱處理強(qiáng)化，抗拉強(qiáng)度低，適于澆鑄大的薄壁復(fù)雜零件，主要適合于壓鑄。目前，該類合金主要被用于承受低負(fù)荷形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，如各種儀表殼體、汽車機(jī)匣、牙科設(shè)備、活塞等。

　?。?）ZL104合金ZL104合金具有良好的氣密性、流動性和抗熱裂性能，強(qiáng)度高，耐腐蝕性能、焊接性能和切削加工性能良好，但耐熱強(qiáng)度低，易產(chǎn)生細(xì)小的氣孔，鑄造工藝較復(fù)雜。因此其目前主要被用于制造承受高負(fù)荷的大尺寸的砂型金屬型鑄件，如傳動機(jī)匣、汽缸體、汽缸蓋閥門、帶輪、蓋板工具箱等飛機(jī)、船舶和汽車零件。

　?。?）ZL105合金ZL105合金的力學(xué)性能高，鑄造性能和焊接性能令人滿意，切削加工性能和耐熱強(qiáng)度比ZL104合金好，但塑性低，腐蝕穩(wěn)定性不高，適合于各種鑄造方法。目前，該類合金主要被用于生產(chǎn)承受大負(fù)荷的飛機(jī)、發(fā)動機(jī)砂型和金屬型鑄造零件，如傳動機(jī)匣、汽缸體、液壓泵殼體和儀器零件，也可做軸承支座和其他機(jī)器零件。此外，在ZL105合金基礎(chǔ)上降低Fe等雜質(zhì)含量發(fā)展起來的ZL105A合金，由于具有更高的強(qiáng)度和斷后伸長率，目前也已被制造用于承受大負(fù)荷的優(yōu)質(zhì)鑄件，例如飛機(jī)的曲軸箱、閥門殼體、葉輪、冷卻水套、罩子、軸承支座及發(fā)動機(jī)和機(jī)器的其他零件。

　?。?）ZL106合金ZL106合金具有中等的力學(xué)性能，很好的流動性能，滿意的抗熱裂性能，適于砂型鑄造和金屬型鑄造。目前，該類合金主要被用于形狀復(fù)雜、承受靜載荷的零件，要求氣密性高和在較高溫度下工作的零件，如泵體和水冷汽缸頭等。

　?。?）ZL107合金ZL107合金適用于砂型鑄造和金屬型鑄造，具有很好的氣密性、流動性和抗熱裂性能，以及好的力學(xué)性能和切削加工性能。其主要被用于柴油機(jī)發(fā)動機(jī)的曲軸箱、鋼琴用板片和框架、油蓋和活門把手、汽缸頭及打字機(jī)框架等零件的生產(chǎn)。

　?。?）ZL108合金ZL108合金的鑄造性能良好，強(qiáng)度高，熱膨脹系數(shù)小及耐磨性能好。此外，其高溫性能令人滿意，一般用于金屬型鑄造。目前，該類合金主要用作內(nèi)燃機(jī)活塞及起重滑輪等零部件。

　?。?）ZL109合金ZL109合金適合于金屬型鑄造，具有極好的流動性，很好的氣密性和抗熱裂性能，好的高溫強(qiáng)度和低溫膨脹系數(shù)。其典型用途是做皮帶輪、軸套和汽車活塞及柴油機(jī)活塞，也可做起重滑輪等。

　?。?）ZL110合金ZL110合金具有中等的力學(xué)性能和好的耐熱性能，適用于砂型和金屬型鑄造，合金密度大，線脹系數(shù)大，用于制造內(nèi)燃機(jī)活塞、油嘴、油泵等零件。但需要注意的是，由于合金熱膨脹系數(shù)大，當(dāng)用于制造活塞時有可能會產(chǎn)生“冷敲熱拉”現(xiàn)象。

　?。?0）ZL111合金ZL111合金具有很好的氣密性和抗熱裂性及極好的流動性，高的強(qiáng)度，好的疲勞性能和承受能力，容易焊接并且耐腐蝕性好，適于砂型、金屬型的壓力鑄造。目前，該類合金主要用于制造復(fù)雜、承受高載荷的零件，如用于飛機(jī)和導(dǎo)彈的鑄件等。

　?。?1）YL112合金YL112是壓鑄合金，具有好的鑄造性能和力學(xué)性能，很好的流動性、氣密性的抗熱裂性，常用作齒輪箱、空冷汽缸頭、無線電發(fā)報(bào)機(jī)的機(jī)座、割草機(jī)罩子及氣動剎車鑄件。

　?。?2）YL113合金YL113合金具有極好的流動性，很好的氣密性和抗熱裂性，主要用于壓鑄。典型用途是做帶輪、活塞和汽缸頭等。還可用于汽車發(fā)動機(jī)殼體、摩托車發(fā)動機(jī)殼體、園林工具殼體等配件的壓鑄。國際牌號等同于日標(biāo)ADC12.是壓鑄行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的再生鋁錠。

　?。?3）ZL114A合金ZL114A合金有很高的力學(xué)性能和很好的鑄造性能，即很高的強(qiáng)度，好的韌性和很好的流動性、氣密性和抗熱裂性，能鑄造復(fù)雜形狀的高強(qiáng)度鑄件，適合于各種鑄造方法，用于高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鑄件，制造飛機(jī)和導(dǎo)彈倉體等承受高載荷的零件。

　?。?4）ZL115合金ZL115合金適合于砂型和金屬型鑄造，具有很好的鑄造性能和較高的力學(xué)性能，如高的強(qiáng)度和硬度及很好的伸長率，主要用作波導(dǎo)管、高壓閥門、液壓管路、飛機(jī)掛架和高速轉(zhuǎn)子葉片等。

　?。?5）ZL116合金ZL116合金適合于砂型和金屬型鑄造，具有很好的氣密性、流動性和抗熱裂性，還具有高的力學(xué)性能，屬于高強(qiáng)度鑄造鋁合金。典型的應(yīng)用包括波導(dǎo)管、高壓閥門、液壓管路、飛機(jī)掛架和高速轉(zhuǎn)子葉片等。

　?。?6）ZL117合金ZL117是過共晶Al-Si合金，具有很好的耐磨性、低的熱膨脹系數(shù)和好的高溫性能，同時還具有好的鑄造性能，適合于金屬型鑄造，常用作發(fā)動機(jī)活塞、剎車塊、帶輪、泵和其他要求耐磨的部件。

　?。?7）YL117合金YL117合金相當(dāng)于美國的B390.0合金，是美國應(yīng)用較廣的過共晶Al-Si壓鑄合金，具有良好的流動性，中等的氣密性和好的抗熱裂性，特別是具有高的耐磨性和低的熱膨脹系數(shù)，主要用作發(fā)動機(jī)機(jī)體、剎車塊、帶輪、泵和其他要求耐磨的零件。

　　鑄造鋁鋅（Al-Zn）合金的應(yīng)用

　　對于Al-Zn合金，由于Zn在Al中的溶解度大，因此當(dāng)Al中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%的Zn時，能顯著提高合金的強(qiáng)度。雖然該類合金自然時效傾向大，不需要熱處理就能得到較高的強(qiáng)度，但這類合金的缺點(diǎn)是耐腐蝕性能差，密度大，鑄造時容易產(chǎn)生熱裂。所以該類合金目前主要用于制造壓鑄儀表殼體類零件。常見鑄造Al-Zn合金的特點(diǎn)及應(yīng)用情況如下：

　?。?）ZL401合金ZL401合金的鑄造性能中等，縮孔和熱裂傾向較小，有良好的焊接性能和切削加工性能，鑄態(tài)下強(qiáng)度高，但塑性低，密度大，耐腐蝕性較差，目前，ZL401合金主要用作各種壓力鑄造零件，工作溫度不超過200攝氏度、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的汽車和飛機(jī)零件。

　　（2）ZL402合金ZL402合金的鑄造性能中等，流動性好，有中等的氣密性的抗熱裂性，切削加工性能良好，鑄態(tài)下力學(xué)性能和沖擊韌度較高，但密度大，熔煉工藝復(fù)雜，主要用于農(nóng)業(yè)設(shè)備、機(jī)床工具、船舶鑄件、無線電裝置、氧氣調(diào)節(jié)器、旋轉(zhuǎn)輪和空氣壓縮機(jī)活塞等。