AlZn5.5MgCu模具铝镜面抛光工艺全流程详解

　　AlZn5.5MgCu 模具铝全面技术解析

　　AlZn5.5MgCu是国际通用的高强度模具铝合金系列（对应德国牌号AlZnMgCu1.5），属于超高强度铝锌镁铜系合金，在航空航天、精密模具等领域有重要应用。

　　AlZn5.5MgCu实测化学成分：

　　硅Si：0.50

　　铁Fe: 0.50

　　铜Cu：3.8-4.9

　　锰Mn：0.30-1.0

　　镁Mg：1.2-1.8

　　铬Cr：0.10

　　锌Zn：0.25

　　铝Al：余量

　　AlZn5.5MgCu力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：110-136

　　伸长率 δ10 (%)： ≥20

　　退火温度为：415℃。

　　屈服强度 σs (MPa) ≥110

　　伸长率 δ5 (%) ≥12

　　试样毛坯尺寸 所有壁厚

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　二、核心性能参数

　　1. 典型机械性能（T651状态）

　　抗拉强度：560-600MPa

　　屈服强度：500-540MPa

　　伸长率：7-10%

　　硬度：170-185HB

　　断裂韧性：35-40MPa·m¹/²

　　2. 物理性能

　　参数数值单位

　　密度2.83g/cm³

　　热导率145W/(m·K)

　　线膨胀系数23.810⁻⁶/K(20-100℃)

　　弹性模量71GPa

　　三、热处理工艺

　　1. 标准热处理流程

　　固溶处理：465-475℃×2h → 水淬

　　预时效：100-120℃×8h

　　终时效：140-160℃×24h

　　2. 特殊热处理

　　RRA处理（回归再时效）：

　　120℃×24h → 200℃×30min → 120℃×24h

　　可提升强度10%同时保持韧性

　　深冷处理：

　　-196℃液氮处理4h → 显著提高尺寸稳定性

　　四、加工制造特性

　　1. 机加工参数推荐

　　工序切削速度(m/min)进给量(mm/rev)刀具材质

　　粗铣180-2200.2-0.3硬质合金

　　精铣250-3000.05-0.1PCD刀具

　　车削200-2500.1-0.15陶瓷刀具

　　钻孔50-700.08-0.12钴高速钢

　　2. 表面处理工艺

　　机械抛光：

　　砂纸序列：400#→600#→800#→1200#→2000#

　　钻石膏序列：6μm→3μm→1μm→0.25μm

　　电化学抛光：

　　电解液：-乙醇体系

　　电压：15-20V

　　时间：3-8分钟

　　五、主要应用领域

　　1. 高端模具应用

　　精密注塑模具：

　　光学透镜模具（表面粗糙度Ra≤0.01μm）

　　医疗微创器械模具

　　电子连接器精密模具

　　压铸模具：

　　汽车结构件（门框、发动机支架）

　　3C产品外壳（笔记本电脑、手机中框）

　　2. 航空航天应用

　　飞机结构件（翼肋、舱壁）

　　航天器燃料系统部件

　　导弹结构组件

　　3. 特殊工业应用

　　精密机床导轨

　　液压系统高压部件

　　机器人关键结构件

　　六、材料优势特点

　　1. 性能优势

　　超高强度：接近7000系铝合金的强度极限

　　优良的耐蚀性：尤其是抗应力腐蚀性能

　　良好的热稳定性：工作温度可达200℃

　　优异的抛光性：可达镜面级抛光效果

　　2. 材料对比

　　特性AlZn5.5MgCu707520246061

　　强度★★★★★★★★★★★★★★

　　耐蚀性★★★★★★★★★★★★★

　　热稳定性★★★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★★★★★★★★

　　七、使用注意事项

　　加工前准备：

　　材料需进行超声波探伤检测

　　粗加工后需进行去应力退火(190℃×4h)

　　使用环境要求：

　　长期工作温度≤180℃

　　避免与异种金属直接接触

　　定期检查表面状态

　　维护保养：

　　每3个月检查尺寸稳定性

　　使用专用铝合金保护剂

　　储存湿度控制在40-60%RH

　　八、发展

　　增材制造应用：

　　激光功率：350-400W

　　扫描速度：1000-1200mm/s

　　层厚：30-50μm

　　选区激光熔化(SLM)成型技术参数：

　　纳米强化技术：

　　添加0.1-0.3%纳米Al₂O₃颗粒

　　强度提升15-20%

　　耐磨性提高2-3倍

　　AlZn5.5MgCu凭借其优异的综合性能，已成为高端模具和航空航天领域的关键材料，通过优化热处理和表面处理工艺，可满足各种极端工况下的使用要求。