AlZnMgCu1.5铝合金在电子产品散热壳体中的导热设计

　　AlZnMgCu1.5板材铝合金的用途及特性分析

　　一、合金类型与基本组成

　　AlZnMgCu1.5属于7xxx系列(Al-Zn-Mg-Cu)铝合金，是一种高强度的可热处理强化铝合金。其化学成分主要包括：

　　AlZnMgCu1.5化学成分：

　　Si：0.7～1.3;

　　铁Fe：0.5;

　　铜Cu：0.10;

　　锰Mn：0.4～1.0;

　　镁Mg：0.6～1.2;

　　铬Cr：0.25;

　　锌Zn:0.20;

　　钛Ti：0.10;

　　铝AL：余量。

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　AlZnMgCu1.5铝合金力学性能：

　　拉伸强度(250℃MPa)

　　屈服强度(250℃MPa)

　　硬度500kg力10球

　　延伸率1.6(1/16in)厚度

　　注：管材室温纵向力学性能

　　不同状态不同的性能。

　　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,T651状态：150HB;

　　二、主要特性

　　1. 机械性能

　　高强度：是所有铝合金中强度高的一类，经过适当热处理后抗拉强度可达500-700MPa

　　良好的断裂韧性：特别适用于承受高应力环境

　　中等伸长率：通常在5-12%之间，取决于热处理状态

　　2. 物理特性

　　密度：约2.8g/cm³

　　良好的导热性

　　较好的导电性(但低于1xxx和6xxx系列)

　　3. 加工特性

　　良好热加工性：适合热轧、锻造等热加工工艺

　　可焊性有限：焊接时易产生裂纹，通常需要特殊焊接工艺

　　机械加工性良好：但高强度对刀具磨损较大

　　4. 耐蚀性

　　抗一般腐蚀性能中等

　　对应力腐蚀开裂(SCC)较敏感，但通过适当热处理可以改善

　　通常需要表面处理(如阳极氧化、涂层)提高耐腐蚀性

　　三、典型用途

　　1. 航空航天领域

　　飞机结构件：机翼蒙皮、机身框架、翼梁等主要承力部件

　　航天器组件：火箭燃料箱、卫星结构件

　　直升机零件：旋翼系统、传动部件

　　2. 交通运输

　　高速列车：车体结构件、抗冲击部件

　　赛车底盘：F1赛车单体壳结构

　　特种车辆：装甲车辆防护组件

　　3. 国防

　　装甲材料：轻型装甲车辆防护

　　导弹外壳：战术导弹结构部件

　　军事装备：便携式武器支架、军事器械零件

　　4. 工业应用

　　模具制造：塑料注塑模具、压铸模具

　　机械零件：高强度齿轮、轴承座

　　运动器材：高端自行车车架、登山装备

　　四、热处理工艺

　　7xxx系列铝合金通常采用以下热处理流程：

　　固溶处理：通常在465-485°C范围，保温后快速淬火

　　人工时效：

　　T6状态：约120-135°C，24小时

　　T73状态：双级时效，先约105°C，后约160°C(提高抗应力腐蚀性能)

　　回归再时效(RRA)：特殊工艺，兼顾高强度和抗应力腐蚀性能

　　五、同类合金比较

　　合号Cu含量典型强度(MPa)主要特点典型应用

　　AlZnMgCu1.5~1.5%530-580(T6)高强度，良好韧性航空结构件

　　70751.2-2.0%505-570(T6)常用高强度合金飞机机翼

　　70502.0-2.6%550-620(T74)高抗应力腐蚀厚板结构

　　7085~1.5%510-560(T7)超大尺寸部件飞机机身

　　六、使用注意事项

　　应力腐蚀防护：

　　避免在高应力状态下长期暴露于腐蚀环境

　　优先选用T7x状态而非T6状态用于严苛环境

　　加工建议：

　　机加工时使用锋利刀具和适当冷却

　　焊接需采用特殊工艺(如摩擦搅拌焊)

　　表面处理：

　　推荐阳极氧化或化学转化涂层

　　重要部件可考虑包铝处理

　　储存与运输：

　　避免长期暴露于潮湿环境

　　厚板需注意残余应力导致的变形

　　这种合金代表了铝合金材料中的高端产品，其优异的强度重量比使其成为航空、航天和高端工业应用中的材料选择。