鑄造鋁硅合金由于其良好的鑄造性能成為鋁合金中使用較多、應(yīng)用范圍較廣的一種合金系，其中ZL107合金除了具有良好的鑄造性能之外，還具有較好的氣密性等綜合性能，因而成為工業(yè)應(yīng)用較廣的合金之一。由于普通ZL107合金的力學(xué)性能較差，尤其是韌性較差，無法滿足某些性能要求較高的零部件的需求，因而限制了該合金在鑄件上的應(yīng)用范圍。如何保持ZL107合金優(yōu)良鑄造性能的同時(shí)，不斷提高其綜合力學(xué)性能，擴(kuò)大其使用范圍，始終是材料工作者面臨的課題。 本課題從鋁合金強(qiáng)韌化理論出發(fā)，通過添加合金元素進(jìn)行成分優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用正交試驗(yàn)法對ZL107合金中Ti、Cd、Zn含量及Sb變質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究。試驗(yàn)中采取不同的熱處理工藝，并根據(jù)力學(xué)性能測試和正交試驗(yàn)結(jié)果，考察合金元素加入量、變質(zhì)劑加入量和熱處理工藝對ZL107合金性能的影響并得出最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，本文還考察了Na變質(zhì)與Sb變質(zhì)的區(qū)別及合金元素Ag的加入對合金性能的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后的合金成分(wt％)為：在ZL107的基礎(chǔ)上添加0.116％Ti，0.116％Cd，0.043％Mg，0.916％Zn；優(yōu)化變質(zhì)劑為：采用占爐料質(zhì)量2.5％的三元Na鹽(25％NaF+62％NaCl+13％KCl)變質(zhì)劑；合適的熱處理工藝為：固溶處理為515℃保溫5小時(shí)后70℃水淬，時(shí)效處理為150℃保溫11小時(shí)后空冷。 經(jīng)上述優(yōu)化設(shè)計(jì)和合適工藝處理后的合金，其力學(xué)性能得到大幅度提高，即抗拉強(qiáng)度σ_b=360.6MPa，延伸率δ=3.65％，硬度HB=117。因此該鑄造鋁合金具有比普通ZL107更優(yōu)越的力學(xué)性能，可以更大程度地滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。