AlZn5.5MgCu铝合金在大型压铸模具的热疲劳性能

　　AlZn5.5MgCu铝合金（7xxx系高强铝合金）用途与特性详解

　　1. 基本概述

　　AlZn5.5MgCu 属于 7xxx系铝合金（Al-Zn-Mg-Cu系），是一种超高强度变形铝合金，典型代表如7075、7050等。该合金通过Zn、Mg、Cu的强化作用，具有极高的比强度，广泛应用于航空航天、、高端机械等领域。

　　AlZn5.5MgCu化学成分：

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　铝 Al ：余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　AlZn5.5MgCu力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥310

　　条件屈服强度 σ0.2 (M其他：

　　单个：0.05 合计：0.15 Pa)：≥260

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　AlZn5.5MgCu热处理规范：

　　均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　完全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

　　快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　（2）机械性能

　　超高强度：抗拉强度（σ₆）可达 500-600 MPa（T6状态），接近某些钢材。

　　高硬度（HB 150-170）：耐磨性优于普通铝合金。

　　中等塑性：延伸率约 5-10%，需注意加工时的脆性倾向。

　　（3）热性能

　　耐热性一般：长期使用温度通常不超过 120°C，高温下易软化。

　　焊接性较差：易产生热裂纹，需采用摩擦焊（FSW）或钎焊。

　　（4）耐腐蚀性

　　应力腐蚀敏感：需通过T73或T76过时效处理降低敏感性。

　　阳极氧化效果佳：可进一步提升表面耐蚀性。

　　3. 典型用途

　　（1）航空航天

　　飞机结构件：机翼梁、机身框架（如波音747、空客A380的承力部件）。

　　航天器部件：火箭燃料储箱、卫星支架。

　　（2）与高端装备

　　装甲板材：轻型装甲车、防弹结构（比钢轻40%）。

　　精密机械：高速主轴、机器人关节（高刚性需求）。

　　（3）运动器材

　　自行车车架（如高端山地车）、登山器材（如冰镐）。

　　赛车部件：F1悬挂系统、活塞连杆。

　　（4）模具与工业部件

　　高载荷模具：塑料注塑模架、冲压模具（替代部分钢材）。

　　液压缸体：耐高压轻量化设计。

　　4. 对比其他高强铝合金

　　特性AlZn5.5MgCu（7xxx）2024（Al-Cu-Mg）6061（Al-Mg-Si）

　　抗拉强度500-600 MPa400-450 MPa300-350 MPa

　　耐热性★★☆（≤120°C）★★★☆（≤150°C）★★★★（≤250°C）

　　焊接性差（需FSW）中等良好

　　典型用途航空航天、飞机蒙皮、铆钉结构件、船舶

　　5. 加工与热处理

　　热处理状态：

　　T6（固溶+时效）：高强度，但应力腐蚀敏感。

　　T73/T76：牺牲部分强度（降低10-15%），显著提升耐蚀性。

　　机加工建议：

　　使用硬质合金刀具，低速大进给以减少粘刀。

　　避免过深的切削，防止材料开裂。

　　6. 注意事项

　　避免与异种金属接触：可能引发电偶腐蚀（如与钢件连接时需绝缘）。

　　表面防护：建议阳极氧化（硬质氧化可达HV 400-600）或喷涂。

　　库存管理：板材需防潮存放，防止应力腐蚀裂纹。