HOKOTOL铝合金的热物理性能表征

　　HOKOTOL 铝合金 - 综合技术分析报告

　　1. 材料概述

　　HOKOTOL 是一种新型高强度、高耐蚀铝合金，由锌（Zn）、镁（Mg）、铜（Cu）为主要强化元素，并添加锆（Zr）、钪（Sc）等微合金化元素优化性能，适用于航空航天、汽车轻量化、高端模具制造等领域。

　　HOKOTOL化学成分：

　　铝(Al) 余量

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　机械性能

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，

　　剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，

　　压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：

　　光滑无缺口试件在R·R·Moore型测试中循环5×108次，为159MPa(23ksi)。

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：直径≤150

　　布氏硬度 HB ：95-100

　　质量特征

　　密度：2.90g/cm3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152MPa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331MPa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317MPa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　3.2 特殊性能

　　✅ 超高强度（比传统7xxx系高10-15%）

　　✅ 优异耐蚀性（盐雾测试5000h无点蚀）

　　✅ 高耐热性（200°C下强度保持率>85%）

　　✅ 良好焊接性（FSW接头强度≥90%母材）

　　✅ 优异加工性（切削性能优于7075-T6）

　　4. 典型应用领域

　　4.1 航空航天

　　✈ 飞机结构件（机翼梁、蒙皮）

　　✈ 航天器燃料箱（耐高压、耐腐蚀）

　　✈ 直升机传动部件（高疲劳抗力）

　　4.2 汽车工业

　　 轻量化车身结构（比钢减重50%）

　　 电动车电池托盘（高刚性+导热性）

　　 悬挂系统（抗疲劳性能优异）

　　4.3 精密模具

　　 压铸模具（寿命提高3-5倍）

　　 注塑模具（镜面抛光Ra<0.02μm）

　　 冲压模具（抗磨损性能强）

　　4.4 军事与海洋工程

　　⚓ 装甲车辆结构件（抗冲击+轻量化）

　　⚓ 深潜器耐压壳（6000m级耐压）

　　⚓ 舰船部件（抗海水腐蚀）

　　5. 加工与热处理指南

　　5.1 推荐切削参数

　　加工方式切削速度 (m/min)进给量 (mm/rev)刀具推荐

　　车削300-4500.08-0.15涂层硬质合金

　　铣削250-4000.05-0.12PCD刀具

　　钻削60-1000.05-0.10内冷硬质合金钻头

　　5.2 热处理规范

　　固溶处理：475°C×2h → 水淬（冷却速率>200°C/s）

　　人工时效：120°C×8h + 160°C×16h（T6态）

　　回归再时效（RRA）：200°C×30min + 120°C×24h（提升SCC抗力）

　　6. 表面处理方案

　　处理方式膜厚（μm）主要优点

　　微弧氧化50-100超高硬度（>2000HV）

　　硬质阳极氧化30-50耐磨+绝缘

　　PVD涂层2-5低摩擦（TiAlN/CrN）

　　化学镀镍10-30耐腐蚀+导电

　　7. 材料对比（HOKOTOL vs 7075 vs 6061）

　　特性HOKOTOL7075-T66061-T6

　　强度★★★★★★★★★☆★★★☆☆

　　耐蚀性★★★★☆★★☆☆☆★★★★☆

　　焊接性★★★★☆★★☆☆☆★★★★★

　　加工性★★★★☆★★★☆☆★★★★★

　　成本★★★☆☆★★★★☆★★☆☆☆

　　8. 质量控制标准

　　 熔炼控制：真空脱气+电磁搅拌（氢含量<0.1ml/100g）

　　 均匀化处理：465°C×24h（消除偏析）

　　 无损检测：超声探伤（符合AMS 2632B）

　　9. 创新应用案例

　　 3D打印火箭发动机部件（SLM成型致密度>99.5%）

　　 电动车一体化压铸底盘（减重30%，强度提升20%）

　　 卫星可展开机构（高刚度+低热膨胀）

　　10. 结论

　　HOKOTOL铝合金凭借超高强度、优异耐蚀性、良好加工性，成为航空航天、新能源汽车、高端模具等领域的理想材料。通过优化Zn/Mg/Cu比例+Sc/Zr微合金化，在保持7xxx系高强度的同时，显著改善焊接性和耐应力腐蚀性能，适合极端工况下的高性能应用。