WELDURAL模具铝加工规格、尺寸与特殊要求

　　WELDURAL模具铝（7020铝合金）技术详解

　　一、材料基础信息

　　WELDURAL是国际通用的7020铝合金的商业名称，属于Al-Zn-Mg系可焊铝合金，初由法国Pechiney公司开发。作为一种专为焊接应用优化的模具铝合金，它填补了传统铝合金与钢材在焊接性能上的空白。

　　WELDURAL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

　　WELDURAL铝棒力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥530

　　伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥400

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　弹性模量：72GPa，

　　热膨胀系数23.5

　　熔点范围490-630

　　电导率41

　　电阻率0.0415

　　退火温度415，

　　固溶温度475，

　　时效温度125-175

　　斯录注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有

　　二、关键性能指标

　　1. 机械性能（T6状态）

　　抗拉强度：350-400MPa

　　屈服强度：290-330MPa

　　伸长率：10-14%

　　硬度：100-120HB

　　断裂韧性：38-42MPa·√m

　　2. 物理特性

　　密度：2.78g/cm³

　　热导率：155W/(m·K)

　　比热容：880J/(kg·K)

　　热膨胀系数：23.8×10⁻⁶/K(20-200℃)

　　三、核心特性优势

　　zhuoyue的焊接性能：

　　可焊性评级：AA级别（优级）

　　焊接裂纹敏感性极低

　　焊接接头系数达0.9-0.95

　　优异的抗应力腐蚀性：

　　通过双级时效处理可达SCC高评级

　　适合海洋环境应用

　　良好的冷热加工性：

　　热加工温度范围：370-460℃

　　冷变形能力可达15%不断裂

　　四、典型应用领域

　　1. 大型焊接结构模具

　　汽车覆盖件焊接总成模具

　　轨道车辆大型蒙皮成型模具

　　风电叶片模具的连接部件

　　2. 特殊工况模具

　　化工设备防腐衬里模具

　　船用舾装件成型模具

　　低温应用模具(-40℃环境)

　　3. 组合模具系统

　　钢铝复合模具的铝合金部分

　　模架与镶件的焊接组合

　　可更换模芯的焊接基体

　　五、焊接工艺规范

　　1. 推荐焊接方法

　　方法参数要求填充材料保护气体

　　MIG电流180-240AER5356Ar+25%He

　　TIG电流150-200AER4043纯Ar

　　FSW转速400-800rpm无需填料无

　　2. 焊后热处理

　　退火处理：345℃×1h + 空冷

　　时效处理：

　　单级：120℃×24h

　　双级：80℃×8h + 150℃×16h

　　六、加工与表面处理

　　1. 机加工参数

　　切削速度：200-300m/min（硬质合金刀具）

　　进给量：0.1-0.3mm/rev

　　冷却方式：推荐微量润滑(MQL)

　　2. 表面强化方案

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚50-80μm

　　硬度HV800-1000

　　等离子电解氧化：

　　陶瓷层100-150μm

　　耐电压1000V以上

　　激光熔覆：

　　可使用Ni基合金粉末

　　结合强度>300MPa

　　七、与其他模具铝对比

　　特性WELDURAL70756061说明

　　焊接性★★★★★★★★★★7020优

　　强度★★★★★★★★★★★7075高

　　耐蚀性★★★★★★★★★★6061较好

　　加工性★★★★★★★★★★★★6061易加工

　　八、使用技术要点

　　设计准则：

　　小焊接厚度≥4mm

　　焊缝间距≥50mm

　　避免十字交叉焊缝

　　维护要求：

　　每6个月检查焊接接头

　　表面划伤需及时修补

　　存储湿度<60%RH

　　安全限制：

　　高工作温度200℃

　　禁止氯离子环境长期使用

　　动态载荷需进行疲劳校核

　　WELDURAL以其独特的可焊性和良好的综合性能，在需要大型焊接结构或复杂组合模具的领域具有的优势。特别是在轨道交通、新能源汽车等对轻量化和焊接可靠性要求高的行业，该材料展现出显著的技术经济价值。