QC-10铝合金在大型汽车注塑模具中的应用实践

　　QC-10圆棒铝合金 技术规格说明书

　　QC-10化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　QC-10力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　QC-10热处理规范：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120in;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10in或10～30in;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　二、力学性能（T651状态）

　　性能指标典型值测试标准

　　抗拉强度 (UTS)550-580 MPaASTM E8/E21

　　屈服强度 (YS)490-520 MPa

　　延伸率 (EL)10-12%（标距50mm）

　　断裂韧性 (KIC)28-32 MPa√mASTM E399

　　旋转弯曲疲劳极限240 MPa10⁷次循环

　　特殊性能：

　　比强度：达210 MPa·cm³/g（优于钛合金TC4）

　　低温性能：-196℃下强度提升15%，延伸率保持≥8%

　　三、核心应用领域

　　1. 航空航天

　　关键部件：

　　飞机主承力框（如波音787机翼对接框）

　　航天器燃料贮箱（耐低温+高强组合）

　　减重效益：替代传统钢材可减重40%，燃油效率提升3-5%

　　2. 国防

　　装甲车辆炮塔座圈（抗多发冲击性能优异）

　　导弹尾翼（动态载荷下尺寸稳定性要求）

　　3. 高端装备

　　五轴加工中心主轴箱（弹性模量73GPa，抑制振动）

　　万吨级压铸机模板（耐疲劳寿命＞5×10⁶次）

　　4. 新能源领域

　　氢能源储罐加强筋（-253℃液氢环境适用）

　　风电变桨轴承座（盐雾腐蚀率＜0.01mm/year）

　　四、加工技术指南

　　切削加工

　　粗加工：金刚石涂层硬质合金刀具（APKT刀片）

　　精加工：PCBN刀具（表面粗糙度Ra≤0.8μm）

　　刀具方案：

　　参数优化：

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　　车削：vc=280m/min, f=0.15mm/r, ap=3mm

　　铣削：vc=320m/min, fz=0.08mm/tooth

　　热处理工艺

　　三级强化制度：

　　固溶处理：475±5℃/2h → 水淬（冷却速率＞200℃/s）

　　预时效：100℃/8h（提升成形性）

　　终时效：120℃/24h（T6）或 160℃/32h（T73）

　　焊接技术

　　搅拌摩擦焊（FSW）：转速800-1200rpm，进给60-100mm/min

　　激光-MIG复合焊：功率4kW，Ar+He保护气

　　推荐方法：

　　焊丝匹配：ER5356（抗裂性优）或定制焊丝（含Sc/Zr）

　　五、与竞品对比分析

　　特性24-T351

　　强度/密度比★★★★★★★★★☆★★★☆

　　耐应力腐蚀★★★☆★★★★★

　　机加工成本指数1.81.51.0

　　焊接裂纹倾向中等高极高

　　六、使用注意事项

　　腐蚀防护

　　微弧氧化（膜厚30-50μm）+ 聚氨酯涂层

　　或Alclad工艺（包覆纯铝层）

　　海洋环境需采用：

　　库存管理

　　存放湿度＜40%RH，避免与Cu/Fe材料接触

　　机加工后建议48h内进行表面处理