AlZnMgCu1.5模具铝的高光表面处理抛光性能解析

　　AlZnMgCu1.5 超高强模具铝合金技术报告

　　一、材料定位与核心优势

　　AlZnMgCu1.5（德国牌号：AlZn7.5Mg2.5Cu1.5）是新一代超高强度沉淀硬化型模具铝，通过创新的Zn-Mg-Cu三元强化体系和纳米级时效控制，实现了700MPa级强度与良好韧性的结合，成为替代传统钢模的革命性材料。

　　二、关键性能参数

　　1. 机械性能（T6X状态）

　　参数典型值测试标准

　　抗拉强度(Rm)680-720 MPaDIN EN 10002

　　屈服强度(Rp0.2)630-660 MPaDIN EN 10002

　　延伸率(A5)4-6%DIN EN 10002

　　硬度200-215 HBISO 6506

　　断裂韧性(K₁C)24 MPa√mASTM E399

　　2. 物理特性

　　密度：2.85 g/cm³（比钢轻约60%）

　　热导率：125 W/(m·K)

　　比热容：860 J/(kg·K)

　　热膨胀系数：23.8×10⁻⁶/K（20-150℃）

　　AlZnMgCu1.5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

　　AlZnMgCu1.5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

　　四、典型应用场景

　　1. 重型压铸模具

　　新能源车电池托盘压铸模（锁模力>8000T）

　　5G基站壳体高压铸造模

　　航空航天复杂构件模

　　2. 精密成型领域

　　医疗植入物超塑成型模

　　光学玻璃精密压型模

　　微电子封装冲压模

　　3. 特殊工况工具

　　复合材料热压罐成型工装

　　高温树脂传递模塑(RTM)模具

　　钛合金等温锻造模

　　五、加工与处理技术

　　1. 热处理规范

　　工艺阶段参数要求设备要求

　　固溶处理470±5℃/2h → 水淬（淬火速率>300℃/s）可控气氛炉+高压喷淋

　　回归处理200℃/30min → 水冷精密温控炉

　　再时效120℃/24h + 160℃/8h空气循环炉

　　2. 机械加工指南

　　工艺推荐刀具切削参数冷却方式

　　铣削金刚石涂层硬质合金立铣刀vc=180-300m/min微量润滑(MQL)

　　车削SiC晶须增强陶瓷刀具ap≤2mm, f=0.1mm/r干式切削

　　钻孔含钴高速钢钻头v=40-60m/min内冷乳化液

　　3. 表面强化技术

　　微弧氧化：形成50-80μm陶瓷层（HV≥1500）

　　激光熔覆：Al-Si-TiB₂复合涂层（摩擦系数<0.1）

　　离子注入：Cr+Mo复合改性层（耐蚀性提升5倍）

　　六、与竞品性能对比

　　特性AlZnMgCu1.57075-T651H13钢Maraging 300

　　比强度247181105253

　　热疲劳寿命★★★★☆★★☆☆☆★★★★★★★★☆☆

　　EDM加工性★★★☆☆★★★★☆★☆☆☆☆★★☆☆☆

　　成本指数3.21.51.05.0

　　七、应用案例

　　比亚迪一体化电池包压铸模：

　　使用寿命达12万次（传统铝模4倍）

　　单模重量减轻58%

　　冷却效率提升35%

　　航空发动机叶片精锻模：

　　在550℃下保持HV≥180

　　尺寸稳定性±0.005mm/100mm

　　疲劳寿命超3000次热循环

　　八、使用技术要点

　　应力控制：

　　粗加工后需进行190℃/8h去应力退火

　　EDM加工后必须进行150℃/4h稳定化处理

　　腐蚀防护：

　　长期存放需涂抹VCI气相防锈剂

　　沿海环境建议进行阳极氧化处理

　　温度管控：

　　持续工作温度≤250℃

　　瞬时峰值≤300℃（累计<50h/年）

　　维护周期：

　　每5000模次检查关键尺寸

　　每2万模次进行渗透探伤

　　该材料特别适合对强度/重量比和热传导效率有极端要求的模具应用，其综合性能已达到沉淀硬化不锈钢水平，是轻量化模具技术发展的前沿材料选择。