QC-7铝合金的CNC加工参数指南

　　QC-7圆棒铝合金全面技术解析

　　一、材料背景与分类

　　QC-7是美国铝业公司(Alcoa)研发的高强度铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金，符合ASTM B221标准。该材料在航空航天和军事领域有"航空铝钢"之称，是7xxx系列铝合金中的产品。

　　QC-7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-7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-7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.

　　三、核心性能指标

　　1. 机械性能(T7651状态)

　　强度特性：

　　抗拉强度：565-595 MPa

　　屈服强度：525-550 MPa

　　剪切强度：345 MPa

　　韧性指标：

　　延伸率：7-10%

　　断裂韧性KIC：28-32 MPa·√m

　　硬度：

　　布氏硬度：175-185 HB

　　洛氏硬度：82-86 HRB

　　2. 物理特性

　　密度：2.82 g/cm³

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/℃ (20-100℃)

　　热导率：134 W/(m·K)

　　电导率：34% IACS

　　3. 特殊性能

　　比强度：200 MPa·cm³/g

　　耐应力腐蚀等级：A级(按ASTM G47)

　　疲劳极限：240 MPa (R=0.1, 10⁷次)

　　高温性能：150℃时强度保持率≥85%

　　四、典型应用领域

　　1. 航空航天

　　飞机机翼大梁

　　航天器承力框架

　　直升机旋翼毂

　　2. 国防军事

　　装甲车辆结构件

　　导弹壳体

　　军用无人机骨架

　　3. 高端装备

　　F1赛车悬挂部件

　　高速列车转向架构件

　　深潜器耐压舱体

　　4. 模具工业

　　重型锻模

　　热作模具

　　精密压铸模

　　五、加工技术规范

　　1. 热处理工艺

　　固溶处理：475±5℃/2h→水淬(淬火速率>200℃/s)

　　双级时效：

　　阶段：120℃/6h

　　第二阶段：160℃/24h

　　退火工艺：410℃/2h→炉冷至260℃后空冷

　　2. 机械加工参数

　　加工方式刀具材质切削速度(m/min)进给量(mm/齿)

　　粗车硬质合金60-1000.15-0.25

　　精车CBN刀具150-2000.05-0.10

　　铣削涂层硬质合金80-1200.08-0.15

　　钻孔钴高速钢15-250.05-0.08

　　3. 连接技术

　　搅拌摩擦焊：转速600-800rpm，焊速50-80mm/min

　　电子束焊：加速电压150kV，束流25mA

　　铆接：建议使用7050铆钉，预加热至120℃

　　六、产品规格体系

　　圆棒标准尺寸

　　直径范围(mm)公差等级标准长度(m)供应状态

　　20-50h91.5-4T7651

　　50-100h101.2-3T7351

　　100-200h110.8-2T651

　　七、材料对比分析

　　特性

　　强度★★★★★★★★★★★★

　　韧性★★★☆★★★★★★★

　　耐蚀性★★★★★☆★★★☆

　　热稳定性★★★★★★★★★☆

　　加工难度★★★★★★★☆★★★