AlZnMgCu1.5铝合金冲压成型中的开裂问题

　　AlZnMgCu1.5铝合金（7XXX系超硬铝合金）用途及特性详解

　　1. 基本介绍

　　AlZnMgCu1.5（国际牌号7075、7A04）是超高强度铝合金的代表，属于Al-Zn-Mg-Cu系，通过时效硬化获得极高强度（媲美低碳钢），同时保持铝合金的轻量化特性。

　　AlZnMgCu1.5实测化学成分：

　　硅Si：0.50

　　铁Fe: 0.50

　　铜Cu：3.8-4.9

　　锰Mn：0.30-1.0

　　镁Mg：1.2-1.8

　　铬Cr：0.10

　　锌Zn：0.25

　　铝Al：余量

　　AlZnMgCu1.5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：110-136

　　伸长率 δ10 (%)： ≥20

　　退火温度为：415℃。

　　屈服强度 σs (MPa) ≥110

　　伸长率 δ5 (%) ≥12

　　试样毛坯尺寸 所有壁厚

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　3. 核心特性

　　✅ 超高强度：

　　T6状态抗拉强度 500-570 MPa（接近Q235碳钢）

　　屈服强度 430-500 MPa，比强度（强度/密度）是钢的3倍

　　✅ 轻量化：

　　密度 2.81 g/cm³（仅为钢的1/3）

　　✅ 加工性能：

　　切削性能优异（但刀具需选高钴高速钢或硬质合金）

　　冷加工硬化明显，需中间退火

　　❌ 缺点：

　　耐蚀性差（需阳极氧化或涂装）

　　焊接性差（易开裂，推荐铆接或螺栓连接）

　　4. 典型用途

　　应用领域具体部件替代材料对比

　　航空航天飞机翼梁、起落架、导弹壳体比钛合金成本低50%

　　军事装备装甲车防弹板、枪械部件比钢减重40%

　　运动器材自行车车架、登山扣比6061铝合金强度高30%

　　工业模具注塑模芯、压铸模镶块比H13钢更易加工

　　汽车轻量化赛车悬挂臂、发动机支架比钢件减重60%

　　5. 热处理工艺

　　⚙ 固溶处理：

　　470-490°C × 1-2小时（水淬，冷却速率需＞200°C/min）

　　⚙ 时效硬化：

　　T6状态：120°C × 24小时（峰值硬度）

　　T73状态：105°C × 8h + 165°C × 16h（牺牲10%强度提升耐蚀性）

　　⚙ 表面处理（必选）：

　　硬质阳极氧化（膜厚30-50μm，硬度≥800HV）

　　Alclad包铝（外层纯铝防腐蚀）

　　6. 力学性能对比

　　状态抗拉强度 (MPa)屈服强度 (MPa)延伸率 (%)硬度 (HB)

　　O（退火）230-280100-15012-1660-75

　　T6500-570430-5008-12150-175

　　T73450-500380-44010-14130-150

　　注：在150°C以上长期使用时，T73状态性能更稳定。

　　7. 加工注意事项

　　⚠ 切削参数：

　　车削：VC=200-300 m/min，f=0.1-0.3 mm/r

　　铣削：VC=150-250 m/min，ae=0.5-2mm

　　⚠ 刀具选择：

　　推荐金刚石涂层硬质合金或AlTiN涂层高速钢

　　⚠ 应力集中敏感：

　　避免尖锐转角（小R角≥1mm）

　　8. 市场常见形态

　　板材：0.5-150mm（航空结构件）

　　棒材：Ø5-300mm（精密轴类）

　　锻件：自由锻/模锻（承力部件）

　　9. 总结

　　AlZnMgCu1.5铝合金是轻量化高强结构的材料，尤其适合航空、、高端装备领域。其比强度优势无可替代，但需严格管控：

　　腐蚀防护（必须表面处理）

　　焊接替代工艺（优先机械连接）

　　高温性能衰减（＞150°C需选T73状态）