WELDURAL铝合金板材的冲压成形性能及工艺

　　WELDURAL铝合金全面技术解析

　　一、材料分类与标准

　　WELDURAL属于Al-Zn-Mg系可焊铝合金，美国AA标准中对应7005合金，欧洲EN标准中对应EN AW-7005，日本JIS标准中对应7N01合金，是典型的中等强度可焊结构铝合金。

　　WELDURAL化学成分：

　　硅 Si ：≤0.50

　　铜 Cu ：3.8～4.9

　　镁 Mg：1.2～1.8

　　锌 Zn：≤0.30

　　锰 Mn：0.30～0.9

　　钛 Ti ：≤0.15

　　镍 Ni：≤0.10

　　铁 Fe：0.000～ 0.500

　　铁+镍 Fe+Ni： 0.000～ 0.500

　　WELDURAL力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40

　　(%IACS)

　　密度(20℃)(g/cm3)---2.78

　　抗拉强度(25°C MPa)---472

　　屈服强度(25°C MPa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　大剪应力(MPa)---285

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤22

　　WELDURAL热处理规范：

　　均匀化退火：加热480～495℃;保温12～14h;炉冷。

　　退火:加热390～430℃;保温时间30～120min;炉冷至300℃，空冷。

　　快速退火：加热350～370℃;保温时间为30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;人工时效185～195℃,6～12h,空冷;自然时效:室温96h。

　　WELDURAL热处理工艺：

　　状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护;焊接时易产生裂

　　纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。

　　质量特征

　　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。

　　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)。

　　三、核心材料特性

　　1. 机械性能（T6状态）

　　抗拉强度：350-400MPa

　　屈服强度：290-340MPa

　　延伸率：10-14%

　　弹性模量：70GPa

　　硬度：HB 95-110

　　2. 物理性能

　　密度：2.78g/cm³

　　熔点范围：475-635℃

　　热导率：140W/(m·K)

　　线膨胀系数：23.6×10⁻⁶/K(20-100℃)

　　3. 特殊性能

　　焊接性能：气焊、氩弧焊性能优良

　　耐蚀性：优于2000系铝合金

　　疲劳性能：10⁷循环下疲劳强度120-140MPa

　　四、热处理工艺

　　1. 固溶处理

　　温度：465-475℃

　　时间：1-2小时（根据厚度）

　　冷却：水淬（水温<30℃）

　　2. 人工时效

　　T6处理：120℃×24h

　　T73处理：107℃×7h + 163℃×7h（提高耐蚀性）

　　五、主要应用领域

　　1. 交通运输

　　轨道车辆车体结构

　　卡车拖车大梁

　　船舶上层建筑

　　2. 建筑结构

　　大型空间结构桁架

　　人行天桥主体结构

　　建筑幕墙支撑体系

　　3. 工业设备

　　压力容器

　　起重机臂架

　　采矿设备结构件

　　六、加工制造技术

　　1. 焊接工艺

　　MIG焊接：ER5356焊丝

　　TIG焊接：交流TIG，纯Ar保护

　　焊接参数：电流180-240A，电压22-28V

　　2. 机械加工

　　切削速度：200-300m/min

　　进给量：0.1-0.3mm/r

　　刀具材料：硬质合金刀具