鑄造鋁硅(Al-Si)合金的應用

2021/07/30

　　鋁硅（Al-Si）合金，一般Si的質量分數為4%~22%.由于Al-Si合金具有優良的鑄造性能，如流動性好、氣密性好、收縮率小和熱烈傾向小，經過變質和熱處理后，具有良好的力學性能、物理性能、耐腐蝕性能和中等的機加工性能，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合金的特點及應用情況如下：

　　（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荷的復雜零件，如飛機零件、儀器、儀器殼體、發動機零件、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合金為基礎嚴格控制雜質含量，并通過改進鑄造技術而得到的具有更高的力學性能的ZL101A合金，目前已被用于鑄造各種殼體零件、飛機的泵體、汽車變速箱、燃油箱的彎管、飛機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，不能熱處理強化，抗拉強度低，適于澆鑄大的薄壁復雜零件，主要適合于壓鑄。目前，該類合金主要被用于承受低負荷形狀復雜的薄壁鑄件，如各種儀表殼體、汽車機匣、牙科設備、活塞等。

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

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

　　（5）ZL106合金ZL106合金具有中等的力學性能，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。

　　（6）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，以及好的力學性能和切削加工性能。其主要被用于柴油機發動機的曲軸箱、鋼琴用板片和框架、油蓋和活門把手、汽缸頭及打字機框架等零件的生產。

　　（7）ZL108合金ZL108合金的鑄造性能良好，強度高，熱膨脹系數小及耐磨性能好。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燃機活塞及起重滑輪等零部件。

　　（8）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，好的高溫強度和低溫膨脹系數。其典型用途是做皮帶輪、軸套和汽車活塞及柴油機活塞，也可做起重滑輪等。

　　（9）ZL110合金ZL110合金具有中等的力學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，線脹系數大，用于制造內燃機活塞、油嘴、油泵等零件。但需要注意的是，由于合金熱膨脹系數大，當用于制造活塞時有可能會產生“冷敲熱拉”現象。

　　（10）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雜、承受高載荷的零件，如用于飛機和導彈的鑄件等。

　　（11）YL112合金YL112是壓鑄合金，具有好的鑄造性能和力學性能，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、無線電發報機的機座、割草機罩子及氣動剎車鑄件。

　　（12）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。還可用于汽車發動機殼體、摩托車發動機殼體、園林工具殼體等配件的壓鑄。國際牌號等同于日標ADC12.是壓鑄行業應用最為廣泛的再生鋁錠。

　　（13）ZL114A合金ZL114A合金有很高的力學性能和很好的鑄造性能，即很高的強度，好的韌性和很好的流動性、氣密性和抗熱裂性，能鑄造復雜形狀的高強度鑄件，適合于各種鑄造方法，用于高強度優質鑄件，制造飛機和導彈倉體等承受高載荷的零件。

　　（14）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性能，如高的強度和硬度及很好的伸長率，主要用作波導管、高壓閥門、液壓管路、飛機掛架和高速轉子葉片等。

　　（15）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，還具有高的力學性能，屬于高強度鑄造鋁合金。典型的應用包括波導管、高壓閥門、液壓管路、飛機掛架和高速轉子葉片等。

　　（16）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，常用作發動機活塞、剎車塊、帶輪、泵和其他要求耐磨的部件。

　　（17）YL117合金YL117合金相當于美國的B390.0合金，是美國應用較廣的過共晶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，主要用作發動機機體、剎車塊、帶輪、泵和其他要求耐磨的零件。

　　鑄造鋁鋅（Al-Zn）合金的應用

　　對于Al-Zn合金，由于Zn在Al中的溶解度大，因此當Al中加入質量分數大于10%的Zn時，能顯著提高合金的強度。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度，但這類合金的缺點是耐腐蝕性能差，密度大，鑄造時容易產生熱裂。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合金的特點及應用情況如下：

　　（1）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，鑄態下強度高，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、結構形狀復雜的汽車和飛機零件。

　　（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，鑄態下力學性能和沖擊韌度較高，但密度大，熔煉工藝復雜，主要用于農業設備、機床工具、船舶鑄件、無線電裝置、氧氣調節器、旋轉輪和空氣壓縮機活塞等。