Heb je je ooit afgevraagd wat de motoronderdelen van je auto zo duurzaam en efficiënt maakt? Dit artikel onthult de geheimen achter het gieten van aluminiumlegeringen, de onbezongen kampioenen van de autotechniek. Leer hoe deze legeringen, met hun unieke eigenschappen en classificaties, de toekomst van voertuigfabricage en prestaties vormgeven. Maak je klaar om de fascinerende wereld van aluminiumlegeringen te verkennen!
Aluminiumlegeringen die direct kunnen worden verkregen delen door middel van metaal gietprocessen, aluminiumlegeringen gietstukken. Het gehalte aan legeringselementen in dergelijke legeringen is over het algemeen hoger dan in de overeenkomstige smeedaluminiumlegeringen.
Gietaluminiumlegeringen hebben hetzelfde legeringssysteem als smeedaluminiumlegeringen, met dezelfde versterkingsmechanismen (behalve spanningsuitharding). Hun belangrijkste verschil ligt in: het maximale gehalte van het legeringselement silicium in gietaluminiumlegeringen is hoger dan dat in de meeste legeringen van gesmeed aluminium.
Naast het bevatten van versterkende elementen, moeten gietaluminiumlegeringen ook een voldoende hoeveelheid eutectische elementen bevatten (meestal silicium) om de legering een aanzienlijke vloeibaarheid te geven, wat het opvullen van krimpspleten tijdens het gieten vergemakkelijkt. Aluminium gietlegeringen worden veel gebruikt in auto's, zoals cilinderkoppen, inlaatspruitstukken, zuigers, naven en stuurbekrachtigingshuizen.
Onderverdeeld in vier categorieën op basis van de belangrijkste andere elementen dan aluminium in de samenstelling: silicium, koper, magnesium en zink.
1. Aluminium-siliciumlegeringen
Aluminium-siliciumlegeringen, ook bekend als "silumin" of "hypereutectische aluminiumlegeringen", staan bekend om hun uitzonderlijke gietkarakteristieken, slijtvastheid en lage thermische uitzettingscoëfficiënt. Deze legeringen, die 10% tot 25% silicium bevatten, vertegenwoordigen de meest veelzijdige en meest gebruikte categorie binnen de gegoten aluminiumlegeringen.
Het siliciumgehalte beïnvloedt de eigenschappen van de legering aanzienlijk. Eutectische samenstellingen (rond 12,6% Si) bieden optimale vloeibaarheid en gieteigenschappen, terwijl hypereutectische samenstellingen (>12,6% Si) betere slijtvastheid en minder thermische uitzetting bieden. De toevoeging van 0,2% aan 0,6% magnesium creëert Al-Si-Mg legeringen die goed reageren op warmtebehandeling, waardoor sterkte en hardheid verbeteren door precipitatieharding.
Deze legeringen worden op grote schaal toegepast in structurele onderdelen zoals motorblokken, cilinderkoppen, transmissiebehuizingen en complexe dunwandige gietstukken. De toevoeging van koper (meestal 1-4%) en magnesium kan de mechanische eigenschappen, hittebestendigheid en bewerkbaarheid verder verbeteren. Dit maakt Al-Si-Cu-Mg legeringen bijzonder geschikt voor hoogwaardige auto-onderdelen zoals zuigers, waar thermische stabiliteit en slijtvastheid cruciaal zijn.
Recente ontwikkelingen in Al-Si legeringen zijn onder andere:
2. Aluminium-koperlegering
Aluminium-koperlegeringen met 4,5% tot 5,3% koper vertonen optimale versterkende eigenschappen. De strategische toevoeging van mangaan en titanium kan de sterkte bij kamertemperatuur en hoge temperatuur aanzienlijk verbeteren, evenals de gietprestaties. Deze legeringen bereiken doorgaans treksterkten van 300 tot 350 MPa na warmtebehandeling. De aanwezigheid van koper bevordert de vorming van Al2Cu-precipitaten tijdens veroudering, wat bijdraagt aan de superieure mechanische eigenschappen van de legering.
Deze legeringen worden voornamelijk gebruikt voor de productie van zandgietstukken die bestand zijn tegen aanzienlijke dynamische en statische belastingen met behoud van relatief ongecompliceerde geometrieën. Veel voorkomende toepassingen zijn onderdelen voor vliegtuigmotoren, behuizingen voor automodeltransmissies en structurele onderdelen in de lucht- en ruimtevaartindustrie. De uitstekende sterkte-gewichtsverhouding en goede bewerkbaarheid maken deze legeringen bijzonder geschikt voor onderdelen die een hoge betrouwbaarheid vereisen onder veeleisende omstandigheden.
Het is de moeite waard om op te merken dat, hoewel deze legeringen uitzonderlijk sterk zijn, ze minder corrosiebestendig zijn dan andere aluminiumlegeringen vanwege het hoge kopergehalte. Daarom worden vaak geschikte oppervlaktebehandelingen of beschermende coatings gebruikt om deze beperking in corrosieve omgevingen te verminderen.
3. Aluminium-magnesiumlegering
De aluminium-magnesium (Al-Mg) gietlegering met 12% magnesiumgehalte biedt een optimale balans tussen lage dichtheid (2,55 g/cm³) en hoge sterkte (tot 355 MPa), waardoor het een van de meest efficiënte lichtgewicht constructiematerialen is. Deze samenstelling maximaliseert het versterkende effect van magnesium in vaste oplossing in aluminium. De legering vertoont een uitstekende weerstand tegen corrosie in zowel atmosferische als mariene omgevingen dankzij de vorming van een stabiele, beschermende oxidelaag. De uitgebreide mechanische eigenschappen, waaronder goede vervormbaarheid en weerstand tegen vermoeiing, in combinatie met een gunstige bewerkbaarheid bij kamertemperatuur, maken het zeer veelzijdig voor verschillende toepassingen.
In de lucht- en ruimtevaart wordt deze Al-Mg legering gebruikt voor kritieke onderdelen zoals radarbehuizingen, behuizingen van vliegtuigmotoren en propellerbladen, waar gewichtsbesparing en sterkte van het grootste belang zijn. De hoge sterkte-gewichtsverhouding maakt het ook geschikt voor onderdelen van landingsgestellen. In de scheepvaartsector is het geliefd voor propellers en structurele onderdelen vanwege de weerstand tegen zeewatercorrosie. Daarnaast maken de esthetische aantrekkingskracht en corrosiebestendigheid van de legering het een uitstekende keuze voor architecturale en decoratieve toepassingen, waaronder gevels en interieurelementen.
De eigenschappen van de legering kunnen verder worden verbeterd door middel van warmtebehandeling en hardingsprocessen, waardoor mechanische eigenschappen op maat kunnen worden gemaakt om te voldoen aan specifieke toepassingsvereisten. Recente ontwikkelingen in additive manufacturing hebben ook nieuwe mogelijkheden geopend voor complexe geometrieën en aangepaste onderdelen met deze legering, waardoor het potentieel in verschillende hoogwaardige sectoren is toegenomen.
4. Aluminium-zinklegering
Om de mechanische eigenschappen te verbeteren, worden silicium en magnesium vaak gelegeerd met aluminium-zink. Dit resulteert in een samenstelling die bekend staat als "zink-silumin" of Al-Zn-Si-Mg legering. Deze legering vertoont een unieke zelfuithardende eigenschap onder gietomstandigheden, waardoor er geen onmiddellijke warmtebehandeling na het gieten nodig is. De gegoten componenten vertonen een goede sterkte, die verder kan worden verbeterd door modificatiewarmtebehandelingsprocessen zoals oplossingsbehandeling en veroudering.
Een van de belangrijkste voordelen van zink-silumin is de maatvastheid nadat het een stabilisatie-warmtebehandeling heeft ondergaan. Deze behandeling bestaat uit gecontroleerde verwarmings- en koelcycli om interne spanningen te verlichten en kromtrekken of vervorming na verloop van tijd te minimaliseren. De resulterende maatnauwkeurigheid en consistentie maken deze legering bijzonder geschikt voor toepassingen die een hoge precisie vereisen, zoals:
De combinatie van goede gietbaarheid, zelfdovende eigenschappen en maatvastheid na warmtebehandeling maakt van aluminium-zinklegeringen met silicium- en magnesiumtoevoegingen een veelzijdige materiaalkeuze voor diverse industriële toepassingen waar sterkte, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid op lange termijn cruciaal zijn.
Legeringscodes bestaan uit de Chinese pinyinletters "ZL" die staan voor gegoten aluminium, gevolgd door drie Arabische cijfers.
Het eerste cijfer na "ZL" geeft de legeringsserie aan, waarbij 1, 2, 3 en 4 respectievelijk staan voor aluminium-silicium, aluminium-koper, aluminium-magnesium en aluminium-zink legeringsseries.
Het tweede en derde cijfer na "ZL" geven het volgnummer van de legering aan.
Hoogwaardige legeringen worden aangeduid met een "A" achter hun code.
| Legeringstypes | Al-Si systeem | Al-Cu-systeem | Al-Mg systeem | Al-Zn systeem |
| Legeringsaanduidingen | ZL1XX | ZL2XX | ZL3XX | ZL4XX |
| Code | Titel | Code | Titel |
| S | Zandgieten | K | Schelpgieten |
| J | Spuitgieten | Y | Spuitgieten onder druk |
| R | Investeringsgieten | B | Warmtebehandeling |
Om hoogwaardige precisiegietstukken met verschillende vormen en specificaties te verkrijgen, hebben de aluminiumlegeringen die voor het gieten worden gebruikt over het algemeen de volgende eigenschappen.
1. Goede vloeibaarheid voor het vullen van smalle groeven en spleten
2. Lager smeltpunt dan algemene metalen, maar kan voldoen aan de eisen van de meeste situaties
3. Goede thermische geleidbaarheid, de warmte van gesmolten aluminium kan snel worden overgedragen naar de mal, wat resulteert in een kortere gietcyclus
4. Waterstof en andere schadelijke gassen in de smelt kunnen effectief onder controle worden gehouden door behandeling
5. Bij het gieten van aluminiumlegeringen is er geen neiging tot warm broos worden en scheuren.
6. Goede chemische stabiliteit, sterke weerstand tegen corrosie
7. Gietstukken zijn niet gevoelig voor oppervlaktedefecten, hebben een goede oppervlaktegladheid en -glans en kunnen gemakkelijk een oppervlaktebehandeling ondergaan.
8. De verwerkbaarheid van gegoten aluminiumlegeringen is goed, ze kunnen worden gegoten met behulp van sterven gieten, permanente mal, groen zand en droog zand mallen, verloren schuim gieten mallen, en kan ook worden gevormd met behulp van vacuüm gieten, lage druk en hoge druk gieten, squeeze gieten, semi-massief gieten, centrifugaal gieten, enz., om verschillende afgietsels van verschillende toepassingen, variëteiten, specificaties en prestaties te produceren.
| Warmtebehandeling Toestandscode | Warmtebehandelingscondities Categorieën | Kenmerken |
| F | Gegoten toestand | -- |
| T1 | Kunstmatige veroudering | Voor natte zandmallen, metaalmallen en vooral spuitgietstukken zijn gedeeltelijke effecten van vaste oplossing waarneembaar vanwege de snelle afkoelsnelheid. Een verouderingsbehandeling kan sterkte en hardheiden de bewerkbaarheid verbeteren. |
| T2 | Gloeien | Elimineer de spanning die ontstaat tijdens het gietproces om de maatvastheid te verbeteren en de plasticiteit van de legering te verhogen. |
| T4 | Oploswarmtebehandeling met natuurlijke veroudering | Door oplossingversterking toe te passen door verhitting, isolatie en snelle afkoeling kunnen we de mechanische eigenschappen van legeringen verbeteren, met name de vervormbaarheid van de legering en de corrosieweerstand bij kamertemperatuur. |
| T5 | Oploswarmtebehandeling met gedeeltelijke kunstmatige veroudering | Na de oplossingsbehandeling wordt een onvolledig kunstmatig verouderingsproces uitgevoerd bij lagere temperaturen of gedurende een kortere periode. Het doel is om de sterkte en hardheid van de legering verder te verbeteren. |
| T6 | Oploswarmtebehandeling met volledige kunstmatige veroudering | De hoogste treksterkte kan worden bereikt, maar dit gaat ten koste van de vervormbaarheid. Veroudering wordt uitgevoerd bij verhoogde temperaturen of gedurende een langere periode. |
| T7 | Oploswarmtebehandeling met stabilisatiebehandeling | Verbetering van de structurele en dimensionale stabiliteit van gietstukken, evenals de corrosieweerstand van de legering. Voornamelijk gebruikt voor componenten die bij hoge temperaturen werken, kan de temperatuur van de stabilisatiebehandeling de werktemperatuur van het gietstuk benaderen. |
| T8 | Oploswarmtebehandeling met onthardingsbehandeling | Na de oplossingsbehandeling worden gietstukken met een hoge plasticiteit en uitstekende dimensionale stabiliteit verkregen door gebruik te maken van temperaturen boven de stabilisatiebehandeling. |
| T9 | Koud- en warmcyclusbehandeling | Volledig elimineren inwendige spanning in gietstukken en stabiliseren afmetingen. Gebruikt voor gietstukken met hoge precisie. |
ZL101 staat bekend om zijn eenvoudige samenstelling, gemakkelijke smelt- en gietprocessen, goede gietprestaties, goede luchtdichtheid en relatief goede las- en snijprestaties, maar de mechanische eigenschappen zijn niet hoog.
Het is geschikt voor het gieten van verschillende onderdelen met dunne wanden en grote oppervlakken, complexe vormenen lage sterktevereisten, zoals pomphuizen, versnellingsbakken, instrumentenschalen (frames) en onderdelen van huishoudelijke apparaten. Het wordt voornamelijk geproduceerd door zandgieten en metaalgieten.
De toevoeging van een kleine hoeveelheid Ti aan ZL101 verfijnt de korrel en versterkt de structuur van de legering, wat resulteert in uitgebreide eigenschappen die hoger zijn dan die van ZL101 en ZL102 en een goede corrosieweerstand.
Het kan worden gebruikt als hoogwaardige gietstukken voor algemene dragende structurele componenten in de machinebouw, evenals verschillende structurele componenten op motorfietsen, auto's, huishoudelijke apparaten en instrumentenproducten. Het wordt momenteel alleen na ZL102 gebruikt. Zandgieten en metaalgieten worden vaak gebruikt voor de productie.
De belangrijkste eigenschap van deze legering is een goede vloeibaarheid, met andere eigenschappen die vergelijkbaar zijn met ZL101, maar met een betere luchtdichtheid dan ZL101.
Het kan worden gebruikt voor het gieten van diverse complex-gevormde dunwandige spuitgietstukken en dunwandige metaal- of zandgietstukken met lage sterkte, groot oppervlak en complex-gevormde metaal- of zandgietstukken. Of het nu gaat om spuitgietwerk of metaal-/zandgietwerk, het is de meest gebruikte aluminiumlegering in civiele producten.
Door het grote aantal werkende kristallen en de toevoeging van Mn, die de schadelijke effecten van Fe gemengd in het materiaal tegengaat, heeft deze legering goede gietprestaties, uitstekende luchtdichtheid, corrosiebestendigheid en relatief goede las- en snijprestaties.
De hittebestendigheid is echter slecht.
Het is geschikt voor de productie van complex gevormde, grote dynamische structurele onderdelen met grote belastingen, zoals behuizingen van turboladers, cilinderkoppen, cilindervoeringen en andere onderdelen. Het wordt voornamelijk geproduceerd door spuitgieten, maar zandgieten en metaalgieten worden ook vaak gebruikt.
Door de toevoeging van Cu en een verlaging van het Si gehalte zijn de giet- en lasprestaties van deze legering slechter dan ZL104, maar de sterkte bij kamertemperatuur en hoge temperatuur en de snijprestaties zijn beter dan ZL104, met een iets lagere plasticiteit en een slechtere corrosiebestendigheid.
Het is geschikt voor gebruik als complex gevormde, grote en zwaar belaste dynamische structurele onderdelen zoals turbobehuizingen, cilinderkoppen, cilindervoeringen en andere onderdelen.
ZL105A vermindert het gehalte aan het onzuiverheidselement Fe in ZL105 en verhoogt de sterkte van de legering, wat resulteert in betere mechanische eigenschappen dan ZL105. Gietstukken van hoge kwaliteit worden vaak gebruikt voor de productie.
De toevoeging van een kleine hoeveelheid Ti en Mn, evenals een verhoging van het Si gehalte, verbetert de gietprestaties en prestaties bij hoge temperaturen van deze legering, waardoor het beter is dan ZL105 op het gebied van luchtdichtheid en corrosiebestendigheid.
Het kan worden gebruikt als structurele onderdelen voor algemene belastingen en onderdelen die een goede luchtdichtheid vereisen en bij hogere temperaturen werken. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL107 heeft uitstekende giet- en luchtdichtheidsprestaties, goede mechanische eigenschappen, gemiddelde las- en snijprestaties en een iets mindere corrosieweerstand.
Het is geschikt voor de productie van structurele onderdelen die bestand zijn tegen algemene dynamische of statische belastingen en onderdelen die luchtdicht moeten zijn. Zandgieten wordt vaak gebruikt voor productie.
Door het hoge Si gehalte en de toevoeging van Mg, Cu en Mn heeft ZL108 uitstekende gietprestaties, een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt, goede slijtvastheid, hoge sterkte en goede hittebestendigheid. Het heeft echter een iets lagere corrosiebestendigheid.
Het is geschikt voor de productie van zuigers voor interne verbrandingsmotoren en andere onderdelen die slijtvastheid vereisen, evenals onderdelen die stabiele afmetingen en volume vereisen. Het wordt voornamelijk geproduceerd door spuitgieten en metaalgieten, maar zandgieten kan ook.
Dit is een complexe legering van Al-Si-Cu-Mg-Ni, met een verhoogd Si gehalte en de toevoeging van Ni voor uitstekende giet- en luchtdichtheidsprestaties, evenals hoge-temperatuursterkte, verbeterde slijtvastheid en corrosiebestendigheid. De lineaire uitzettingscoëfficiënt en dichtheid zijn ook aanzienlijk verlaagd.
Het is geschikt voor de productie van zuigers voor verbrandingsmotoren en onderdelen die slijtvastheid en stabiele afmetingen en volume vereisen. Voor de productie wordt voornamelijk gebruik gemaakt van metaalgieten en zandgieten.
ZL111 is een complexe legering met toevoeging van Mn en Ti, die uitstekende gietprestaties, goede corrosiebestendigheid, luchtdichtheid en hoge sterkte levert. De las- en snijprestaties zijn gemiddeld.
Het is geschikt voor het gieten van complex gevormde, zwaar belaste dynamische structurele onderdelen (zoals onderdelen van vliegtuigmotoren, waterpompen, oliepompen, waaiers enz.) en onderdelen die goed luchtdicht moeten zijn en bij hogere temperaturen moeten werken. Metaalgieten en zandgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie, maar spuitgieten kan ook.
ZL114A is een complexe legering met toevoeging van Mn en Ti, die uitstekende gietprestaties, goede corrosiebestendigheid, luchtdichtheid en hoge sterkte levert. De las- en snijprestaties zijn gemiddeld.
Het is geschikt voor het gieten van complex gevormde, zwaar belaste dynamische structurele onderdelen (zoals onderdelen van vliegtuigmotoren, waterpompen, oliepompen, waaiers enz.) en onderdelen die goed luchtdicht moeten zijn en bij hogere temperaturen moeten werken. Metaalgieten en zandgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie, maar spuitgieten kan ook.
ZL115 heeft goede gietprestaties en hoge mechanische eigenschappen, en wordt voornamelijk gebruikt als zware constructiedelen en andere onderdelen zoals klephuizen en waaiers. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL116 is een complexe legering van Al-Cu-Mg waarbij Zn en Sb uit ZL115 zijn verwijderd en sporenelementen Ti en Be zijn toegevoegd. De korrel van de legering is verfijnd en de schadelijke effecten van Fe-onzuiverheden zijn verminderd. Dit zorgt voor goede prestaties bij het gieten, luchtdichtheid en hoge mechanische eigenschappen.
Het is geschikt voor het gieten van dynamische structurele onderdelen die bestand zijn tegen grote belastingen, zoals onderdelen van vliegtuigen en raketten, en verschillende onderdelen met goede uitgebreide eigenschappen in civiele producten. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor de productie.
ZL117 is een complexe legering van Al-Cu-Mg met een hypereutectische structuur en een hoog Si gehalte van 19-22%, met toevoeging van sporenelement Mn en zeldzaam aardelement RE. Het heeft uitstekende gietprestaties, een goede sterkte bij kamertemperatuur en hoge temperatuur, een lage thermische uitzettingscoëfficiënt en is een slijtvast materiaal van hoog niveau dat bestaat uit veel harde primaire Si deeltjes verdeeld over een zachte matrix.
Het is geschikt voor het gieten van zuigers voor verbrandingsmotoren, remblokken en andere slijtvaste onderdelen met stabiele afmetingen en volume, evenals structurele componenten met hoge sterkte. Metaalgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie, maar zandgieten kan ook.
Daarnaast heeft de Aviation Industry Corporation of China ook drie aluminium-siliciumlegeringen ontwikkeld (ZL112Y, ZL113Y en ZL117Y). ZL112Y en ZL113Y zijn Al-Si-Cu spuitgietlegeringen, beide met goede gietprestaties, luchtdichtheid en hoge mechanische eigenschappen, geschikt voor het gieten van onderdelen die hoge sterkte en werktemperaturen en goede luchtdichtheid vereisen, evenals andere slijtvaste onderdelen zoals zuigers met stabiele afmetingen, volume en goede prestaties op het gebied van warmteoverdracht.
Voor de productie wordt voornamelijk spuitgieten gebruikt, maar ook zandgieten en metaalgieten zijn mogelijk. In tegenstelling tot ZL108 is het Si gehalte verlaagd en het Cu gehalte, dat de vaste oplossing versterkt en precipitatieharding bevordert, verhoogd, wat resulteert in betere prestaties bij kamertemperatuur en hoge temperatuur dan ZL108.
ZL201 heeft goede mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur en hoge temperatuur, een matige plasticiteit, gemiddelde las- en snijprestaties, een slechte vloeibaarheid met neiging tot warmscheuren en een slechte corrosieweerstand.
Het is geschikt voor het gieten van structurele onderdelen die bij relatief hoge temperaturen werken (200-300℃) of onderdelen die grote dynamische of statische lasten dragen bij kamertemperatuur, en onderdelen die bij lage temperaturen werken (-70℃). Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL201A vermindert sterk het gehalte aan onzuiverheden Fe en Si in vergelijking met ZL201, wat resulteert in hogere mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur en hoge temperatuur. Het heeft goede snij- en lasprestaties, maar slechte gietprestaties.
Het kan worden gebruikt voor onderdelen die bij 300℃ werken of grote dynamische of statische belastingen bij kamertemperatuur dragen. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL202 heeft relatief goede gietprestaties en sterkte bij hoge temperaturen, hardheid en slijtvastheid, maar een slechte weerstand tegen corrosie.
Het is geschikt voor het gieten van onderdelen die werken bij een temperatuur van 250℃ en kleine belastingen dragen, zoals cilinderkoppen. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL203 heeft een lager Si gehalte wat resulteert in een iets slechtere vloeibaarheid, een grotere neiging tot warmscheuren en een slechtere weerstand tegen corrosie. Het heeft echter goede prestaties op het gebied van sterkte, lassen en snijden bij hoge temperaturen.
Het is geschikt voor het gieten van onderdelen die werken bij een temperatuur onder 250℃ en kleine belastingen dragen of onderdelen die grote belastingen dragen bij kamertemperatuur, zoals instrumentonderdelen en carterhuizen. Zandgieten en lagedrukgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL204A is een hoogzuivere, met hoge weerstand gegoten Al-Cu legering, met goede plasticiteit en las- en snijprestaties, maar slechte gietprestaties.
Het is geschikt voor het gieten van structurele onderdelen die grote lasten dragen, zoals steunvoeten en steunarmen. Zandgieten en lagedrukgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL205A is momenteel de sterkste aluminiumlegering ter wereld. Het heeft een goede plasticiteit en corrosiebestendigheid, uitstekende snij- en lasprestaties, maar slechte gietprestaties.
Het is geschikt voor het gieten van structurele onderdelen die grote lasten dragen en sommige onderdelen met lage luchtdichtheidseisen. Zandgieten, lagedrukgieten en metaalgieten kunnen worden gebruikt.
ZL207 heeft een zeer hoge sterkte bij hoge temperatuur met gemiddelde gietprestaties, las- en snijprestaties en een lage kamertemperatuursterkte.
Het is geschikt voor het gieten van diverse structurele componenten die werken onder 400℃, zoals klephuizen in vliegtuigmotoren en sommige hittebestendige componenten in de petroleumindustrie. Zandgieten en lagedrukgieten worden voornamelijk gebruikt voor de productie.
ZL209 heeft een hogere treksterkte, vloeipunt en sterkte bij hoge temperatuur dan ZL201A met goede las- en snijprestaties, maar slechte gietprestaties en rek.
Het is geschikt voor het gieten van verschillende slijtvaste onderdelen die bij hogere temperaturen werken, zoals onderdelen van verbrandingsmotoren. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL301 is de meest corrosiebestendige aluminiumlegering die momenteel beschikbaar is met goede snijprestaties, relatief goede lasprestaties, hoge sterkte, goede anodiseerprestaties, maar complexe gietprocesOmslachtige bediening en gemakkelijk te produceren defecten zoals losheid en warmscheuren.
Het is geschikt voor het gieten van diverse onderdelen met grote belastingen in corrosieve media zoals zeewater dat werkt bij een temperatuur van 150℃, zoals diverse onderdelen in zeeschepen, pomphuizen, waaiers, frames in de petroleumindustrie. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL303 heeft een betere sterkte bij hoge temperatuur dan ZL301, een goede corrosieweerstand (iets slechter dan ZL301), uitstekende prestaties bij het snijden, goede lasprestaties, betere gietprestaties dan ZL301, kan niet warmtebehandeld worden, wat resulteert in veel lagere mechanische eigenschappen dan ZL301.
Het is geschikt voor het gieten van onderdelen zoals vliegtuigmotoren, raketten, interne verbrandingsmotoren, chemische pompen, oliepompen, behuizingen van petrochemische gaspompen, rotors, bladen die gemiddelde belastingen dragen in corrosieve media zoals zeewater, chemische industrie en gas. Drukgieten en zandgieten worden voornamelijk gebruikt.
ZL305 heeft betere gietprestaties en stabieler weefsel na natuurlijke veroudering dan ZL301 en ZL303 door de toevoeging van Zn en de verlaging van het Mg-gehalte. De neiging tot loslaten en warmscheuren is klein door de toevoeging van de sporenelementen Ti en Be, wat resulteert in goede uitgebreide eigenschappen en een sterke weerstand tegen spanningscorrosie.
De mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen zijn echter slecht. Het is geschikt voor het gieten van onderdelen die grote lasten dragen en werken in corrosieve media zoals zeewater, chemicaliën en gas onder de 100℃, zoals vliegtuigen, verbrandingsmotoren, chemische pompen, oliepompen, behuizingen van petrochemische gaspompen, rotoren, bladen. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.
ZL401 heeft uitstekende gietprestaties, een kleine neiging tot krimp en warmscheuren, hoge mechanische eigenschappen, goede las- en snijprestaties, maar een hoog soortelijk gewicht, lage plasticiteit en slechte corrosiebestendigheid.
Het wordt voornamelijk gebruikt voor drukgieten en het gieten van mallen, sjablonen en structurele onderdelen op vliegtuigen, interne verbrandingsmotoren, voertuigen en andere producten die werken bij temperaturen die niet hoger zijn dan 200℃ en die gemiddelde belastingen dragen. Drukgieten, zandgieten en metaalgieten kunnen worden gebruikt.
| Gelegeerde serie | Land | Legering | WB/% | Standaard Specificaties | ||||
| Si | Cu | Mg | Fe | Al | ||||
| AI-Si serie | China | YL102 | 10.0-13.0 | <0.6 | <0.05 | <1.2 | Toelage | GB/T15115-94 |
| Japan | ADC1 | 11.0-13.0 | <1.0 | <0.30 | <1.2 | JISH5302-82 | ||
| Amerika | 413 | 11.0-13.0 | <1.0 | <0.35 | <2.0 | ASTMB85-82 | ||
| Rusland | AJ12 | 10.0-13.0 | <0.6 | <0.10 | <1.5 | TOCT2685-82 | ||
| Duitsland | AlSil2 | 11.0-13.5 | <0.10 | <0.05 | <1.0 | DIN1725 | ||
| AI-Si-Mg serie | China | YL104 | 8.0-10.5 | <0.30 | 0.17-0.30 | <1.0 | Toelage | GB/T15115-94 |
| Japan | ADC3 | 9.0-10.0 | <0.60 | 0.40-0.60 | <1.3 | JISH5302-82 | ||
| Amerika | 360 | 9.0-10.0 | <0.60 | 0.40-0.60 | <2.0 | ASTMB85-82 | ||
| Rusland | AJl4 | 8.0-10.5 | <0.10 | 0.17-0.30 | <1.0 | TOCT2685-82 | ||
| Duitsland | AlSil0Mg | 9.0-11.0 | <0.10 | 0.20-0.50 | <1.0 | DIN1725 | ||
| AI-Si-Cuseries | China | YL112 | 7.5-9.5 | 3.0-4.0 | <0.30 | <1.2 | Toelage | GB/T15115-94 |
| YL113 | 9.6-12.0 | 1.5-3.5 | <0.30 | <1.2 | ||||
| Japan | ADC10 | 7.5-9.5 | 2.0-4.0 | <0.30 | <1.3 | JISH5302-82 | ||
| ADC12 | 9.6-12.0 | 1.5-3.5 | <0.30 | <1.3 | ||||
| Amerika | 380 | 7.5-9.5 | 3.0-4.0 | <0.10 | <1.3 | ASTMB85-82 | ||
| 383 | 9.5-11.5 | 2.0-3.0 | <0.10 | <1.3 | ||||
| Rusland | AJl6 | 4.5-6.0 | 2.0-3.0 | <0.10 | <1.5 | TOCT2685-82 | ||
| Duitsland | AlSi8Cu3 | 7.5-9.5 | 2.0-3.5 | <0.30 | <1.3 | DIN1725 | ||
| AI-Mg serie | China | YL302 | 0.80-1.30 | <0.10 | 4.5-5.5 | <1.2 | Toelage | GB/T15115-94 |
| Japan | ADC5 | <0.30 | <0.20 | 4.0-8.5 | <1.8 | JISH5302-82 | ||
| Amerika | 518 | <0.35 | <0.25 | 7.5-8.5 | <1.8 | ASTMB85-82 | ||
| Rusland | AlMg9 | <0.50 | <0.05 | 7.0-10.0 | <1.0 | DIN1725 | ||
(GB/T 1173-2013)
| Legering | Legeringscode | Gietmethode | Legeringstoestand | Treksterkte Rm/MPa | Rekverhouding A/% | Brinellhardheid HBW. |
| ≥ | ||||||
| ZAlSi7Mg | ZLl01 | S、R、J、K | F | 155 | 2 | 50 |
| S、R、J、K | T2 | 135 | 2 | 45 | ||
| JB | T4 | 185 | 4 | 50 | ||
| S、R、K | T4 | 175 | 4 | 50 | ||
| J, JB | T5 | 205 | 2 | 60 | ||
| S、R、K | T5 | 195 | 2 | 60 | ||
| SB, RB, KB | T5 | 195 | 2 | 60 | ||
| SB, RB, KB | T6 | 225 | 1 | 70 | ||
| SB, RB, KB | T7 | 195 | 2 | 60 | ||
| SB, RB, KB | T8 | 155 | 3 | 55 | ||
| ZAlSi7MgA | ZL101A | S、R、K | T4 | 195 | 5 | 60 |
| J, JB | T4 | 225 | 5 | 60 | ||
| S、R、K | T5 | 235 | 4 | 70 | ||
| SB, RB, KB | T5 | 235 | 4 | 70 | ||
| JB、J | T5 | 265 | 4 | |||
| SB, RB, KB | T6 | 275 | 2 | 80 | ||
| JB、J | T6 | 295 | 3 | 80 | ||
| ZAlSi12 | ZL102 | SB, JB, RB, KB | F | 145 | 4 | 50 |
| J | F | 155 | 2 | 50 | ||
| SB, JB, RB, KB | T2 | 135 | 4 | 50 | ||
| J | T2 | 145 | 3 | 50 | ||
| ZAlSi9Mg | ZL104 | S、R、J、K | F | 150 | 2 | 50 |
| J | T1 | 200 | 65 | |||
| SB, RB, KB | T1 | 230 | 2 | 70 | ||
| J, JB | T6 | 240 | 2 | 70 | ||
| ZAlSi5Cu1Mg | ZL105 | S、J、R、K | T1 | 155 | 65 | |
| S、R、K | T5 | 215 | 1 | 70 | ||
| J | T5 | 235 | 70 | |||
| S、R、K | T6 | 225 | 70 | |||
| S、J、R、K | T7 | 175 | 1 | 65 | ||
| ZAlSi5Cu1MgA | ZL105A | SB、R、K | T5 | 275 | 1 | 80 |
| J, JB | T5 | 295 | 2 | 80 | ||
(GB/T 1173-2013)
| Type legering | Legering | Legeringscode | Gietmethode | Staat van legering | Treksterkte Rm/MPa | Rekverhouding A/% | Brinell-hardheid HBW. |
| ≥ | |||||||
| Al-Cu legering | ZAlCu5Mg | ZL201 | S、J 、R、K | T4 | 295 | 8 | 70 |
| S、J 、R、K | T5 | 335 | 4 | 90 | |||
| S | T7 | 315 | 2 | 80 | |||
| ZAlCu5MgA | ZL201A | S、J 、R、K | T5 | 390 | 8 | 100 | |
| ZAlCul0 | ZL202 | S、J | F | 104 | - | 50 | |
| S、J | T6 | 163 | - | 100 | |||
| ZAlCu4 | ZL203 | S、R、K | T4 | 195 | 6 | 60 | |
| J | T4 | 205 | 6 | 60 | |||
| S、R、K | T5 | 215 | 3 | 70 | |||
| J | T5 | 225 | 3 | 70 | |||
| ZAlCu5MnCdA | ZL204A | S | T5 | 440 | 4 | 100 | |
| ZAlCu5MnCdVA | ZL205A | S | T5 | 440 | 7 | 100 | |
| S | T6 | 470 | 3 | 120 | |||
| S | T7 | 460 | 2 | 110 | |||
| ZAlR5Cu3Si2 | ZL207 | S | T1 | 165 | - | 75 | |
| J | T1 | 175 | - | 75 | |||
| Al-Mg Legering | ZAlMgl0 | ZL301 | S、J、R | T4 | 280 | 9 | 60 |
| ZAlMg5Si | ZL303 | S、J 、R、K | F | 143 | 1 | 55 | |
| ZAlMg8Znl | ZL305 | S | T4 | 290 | 8 | 90 | |
| Al-Zn legering | ZAlZn11Si7 | ZL401 | S、R、K | T1 | 195 | 2 | 80 |
| J | T1 | 245 | 90 | ||||
| ZAlZn6Mg | ZL402 | J | T1 | 235 | 4 | 70 | |
| S | T1 | 220 | 4 | 65 | |||
Kenmerken van defecten:
Oxidatieslakinsluitsels komen meestal voor op het bovenoppervlak van de gietstukken, op de hoeken waar de mal niet geventileerd wordt. De breuk is meestal grijswit of geel en wordt gevonden door röntgeninspectie of tijdens machinale bewerking. Ze kan ook worden gevonden tijdens het wassen met alkali, zuur of anodisatie.
Oorzaken:
Kenmerken van defecten:
De poriën in de gietwand zijn meestal rond of ovaal, met een glad oppervlak, meestal glanzend oxidehuid, soms gelig zoals olie. Oppervlakteporiën en bellen kunnen gevonden worden door zandstralen, en interne poriën en bellen kunnen gevonden worden door röntgenstralen of machinale bewerking, en verschijnen zwart op de röntgenfilm.
Oorzaken:
Kenmerken van defecten:
Krimp porositeit in aluminium gietstukken komt over het algemeen voor in de buurt van de binnenste poort, aan de wortel van de stijgbuis waar de sectie het dikst is, op de kruising van dikke en dunne wanden en in gebieden met grote, dunne wanden. Het breukvlak ziet er grijs of lichtgeel uit in ongegoten toestand en verandert in lichtgrijs, lichtgeel of grijszwart na een warmtebehandeling. Op röntgenfilms verschijnt het als een wolkachtige vorm en ernstige krimpporeusheid kan worden gedetecteerd met methoden zoals röntgenfoto's en fluorescerend breukonderzoek met een lage vergrotingsfactor.
Oorzaken:
(1) Gietscheur
Ontwikkelt zich langs korrelgrenzen, vaak vergezeld van ontmenging, is een type scheur dat gevormd wordt bij hogere temperaturen. Het verschijnt meestal in legeringen met aanzienlijke volumekrimp en in gietstukken met complexere vormen.
(2) Warmtebehandelingsscheur
Veroorzaakt door oververhitting of verbranding tijdens warmtebehandeling, vaak in de vorm van transgranulaire scheuren. Komt vaak voor in legeringen die stress genereren en een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt hebben tijdens te snelle afkoeling, of wanneer er andere metallurgische defecten aanwezig zijn.
Oorzaken:
(1) Reinig het deegoppervlak, reinig de matrijsholte, reinig de uitwerpstaaf; verbeter de coating, verbeter het spuitproces; verhoog de klemkracht, verhoog de hoeveelheid gegoten metaal. Deze maatregelen kunnen met eenvoudige handelingen worden uitgevoerd.
(2) Pas de procesparameters aan, injectiekracht, injectiesnelheid, vultijd, openingstijd van de matrijs, giettemperatuur, matrijstemperatuur, enz.
(3) Verander materialen, kies aluminium legeringsstaven van hoge kwaliteit, verander de verhouding tussen nieuwe materialen en gerecyclede materialen, verbeter het smeltproces.
(4) De mal aanpassen, het gietsysteem aanpassen, interne poorten toevoegen, overloopgroeven en uitlaatgroeven toevoegen, enz.
Redenen voor het ontstaan van vlamvorming in gietstukken zijn bijvoorbeeld:
(1) Verfijnende rol van zeldzame aardmetalen in aluminiumlegeringen (Zeldzame aardmetalen kunnen de morfologie van insluitsels verbeteren en korrelgrenzen zuiveren).
(2) Verfijnend effect van zeldzame aardmetalen op aluminiumlegeringen (opzettelijk remmen van de groei van zuilvormige en dendritische kristallen om de vorming van fijne equiaxed kristallen te bevorderen, dit proces heet korrelverfijning behandeling).
(3) Het modificatie-effect van zeldzame aardmetalen op aluminium-siliciumlegeringen (Bij het gieten van Al-Si-legeringen zal de Si fase onder natuurlijke omstandigheden uitgroeien tot blokvormige of brosse fasen, waardoor de matrix ernstig splijt en de sterkte en plasticiteit van de legering afneemt. Een modificatiebehandeling transformeert het eutectische Si van grof vlokkig naar fijn vezelig of lamellair, waardoor de legering beter presteert.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR