QC-7高强度铝合金精密零件与模具制造而设计

　　QC-7（7075-T6）的核心特性是建立在Al-Zn-Mg-Cu合金体系上的，其中铜的加入显著提高了其强度，但也对其他性能产生了影响。

　　QC-7铝合金化学成分：

　　铝 Al：余量

　　硅 Si：≤0.10

　　铁 Fe：≤0.12

　　铜 Cu：1.2~1.9

　　锰 Mn：≤0.06

　　镁 Mg：1.9~2.6

　　铬 Cr：0.18~0.25

　　锌 Zn：5.2~6.2

　　钛 Ti：≤0.06

　　未指定的其他元素：每种：≤0.05;合计：≤0.15

　　QC-7力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≤305

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　密度：2.730g/cm。

　　泊松比：20℃(68F)

　　时为0.33。

　　弹性模量：拉伸：69.3GPa(10.1?106psi)，

　　剪切26GPa(3.75?106psi)，

　　压缩70.7GPa(10.3?106psi)

　　注 ：管材室温力学性能 试样尺寸：壁厚/mm (所有) 状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　试样尺寸：所有

　　极高的强度

　　这是QC-7/7075显著的特征。其抗拉强度和屈服强度在常见的变形铝合金中是高的，甚至超过了许多低碳钢，被誉为“铝合金中的”。这使得它能承受极高的机械应力。

　　优异的比强度

　　尽管强度极高，但其密度依然是铝的密度（约2.8g/cm³），远低于钢。这使得它的强度与重量比（比强度）非常出色，对于需要轻量化和高强度的应用至关重要。

　　良好的耐磨性

　　高硬度带来了良好的耐磨性能，适用于模具中会有相对运动、容易产生磨损的部件。

　　一般的切削加工性

　　虽然它可以被切削加工，但由于其高强度和硬度，切削阻力较大，对刀具的磨损也比加工6061或7003要快。它被认为是“粘性”的，需要合适的刀具和切削参数才能获得良好的表面光洁度。

　　较差的焊接性

　　这是QC-7/7075的一个主要缺点。由于其化学成分，特别是铜含量高，它在焊接时具有很高的热裂敏感性，焊接接头强度会显著下降。因此，通常不推荐用于需要焊接的模具结构。

　　一般的耐腐蚀性

　　在7000系合金中，7075的耐腐蚀性，特别是抗应力腐蚀开裂能力，相对较差。通常需要进行表面保护处理（如阳极氧化、喷涂）才能在恶劣环境中使用。

　　主要用途

　　基于其超高强度和硬度，但较差的焊接性与耐腐蚀性，QC-7圆棒模具铝的应用非常有针对性。

　　高端注塑模具

　　高强度模仁/型芯：用于成型面积大、腔深、需要承受极高注塑压力的模具。

　　滑块、斜顶座、耐磨块：用于模具中承受高负载、高磨损的关键活动部件。其高耐磨性可以延长这些部件的寿命。

　　模具衬套、导柱导套：利用其高强度和耐磨性。

　　注塑机喷嘴：适用于高磨损场合。

　　工装夹具与机械结构件

　　航空航天结构件：如飞机桁架、翼肋。

　　高性能机器人臂、机械手。

　　精密设备的框架和支架。

　　模具上的标准件，如高强度压板、垫块等。

　　这是QC-7/7075非常广泛的应用领域。常用于制造：

　　其他模具应用

　　可用于一些低熔点合金压铸模具的耐磨部件，但同样不适用于高温压铸。

　　与WELDURAL及模具钢的对比

　　特性QC-7 (7075-T6)WELDURAL (7003-T5/T6)模具钢 (如P20)

　　强度/硬度极高（铝合金中强）高极高

　　重量轻 (铝)轻 (铝)重 (钢)

　　加工性一般（对刀具磨损大）优差

　　焊接性极差（不推荐焊接）良优（但需要焊接技术）

　　导热性良优差

　　耐腐蚀性较差中等需电镀或防锈处理

　　成本较高中等偏高材料成本低，加工成本高

　　关键优势极限强度与硬度强度、加工性、焊接性的平衡耐磨性、寿命、耐热性

　　总结选择逻辑：

　　追求强度与耐磨，无需焊接：当模具中的某个部件需要承受难以置信的应力或磨损，且该部件是一个整体（不需要焊接），QC-7（7075） 是佳选择。

　　需要良好综合性能，可能涉及焊接或复杂加工：当模具需要高强度，同时还需要焊接拼接或对加工效率要求很高时，WELDURAL（7003） 是更稳妥、更平衡的选择。

　　超长寿命、耐高温、超高耐磨：对于数百万模次以上的量产模具，还是需要回归模具钢。

　　使用注意事项

　　焊接警告：尽量避免焊接QC-7/7075材料。如果必须焊接，需要采用特殊的焊接技术和焊后热处理，且强度无法恢复到原始水平。

　　应力腐蚀：在具有拉应力和腐蚀环境同时存在的条件下，该材料有开裂风险。进行适当的表面处理（如硬质阳极氧化）可以有效防护。

　　加工策略：加工时需要采用更坚固的刀具、更低的进给速率和足够的冷却，以控制加工硬化和刀具磨损。

　　不适用于高温：和所有铝合金一样，长时间在高温下工作会导致过时效，强度下降。

　　总而言之，QC-7圆棒模具铝是一种为应对极端机械负载而生的“特种”铝合金。它牺牲了焊接性和部分耐腐蚀性，换来了无与伦比的强度。在模具制造中，它通常不作为主体材料，而是作为关键的高强度、高耐磨部件材料使用。