AlZn5.5MgCu (7000系) 模具铝合金全面技术解析
一、材料概述
AlZn5.5MgCu 属于 7000系超高强铝合金（类似7075、7050），通过 Zn-Mg-Cu 三元强化体系实现极高强度，同时具备良好的热加工性能。该材料在航空航天、高端模具、军工装备等领域有重要应用，尤其适合高载荷、高耐磨、轻量化要求的模具场景。
AlZn5.5MgCu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
AlZn5.5MgCu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
三、核心物理性能
参数数值对比参考
密度2.81 g/cm³比钢轻65%
热膨胀系数23.6×10⁻⁶/°C接近模具钢
热导率130 W/(m·K)是H13钢的5倍
电导率30-35% IACS优于多数高强度铝
弹性模量71 GPa接近6061
四、机械性能（T6状态）
指标典型值对比材料（T6）
抗拉强度 (Rm)540-580 MPa7075: 510-540 MPa
屈服强度 (Rp0.2)470-520 MPa6061: 240-290 MPa
延伸率 (A₅)8-12%7075: 7-10%
硬度 (HBW)150-1707075: 140-150
断裂韧性 (K₁C)25-30 MPa√m优于多数铝合金
特点：
7000系最高强度，接近低碳钢（如S355JR）
耐热性优于普通铝（工作温度可达150°C）
切削性能一般，需用硬质合金刀具
五、模具应用核心优势
1. 超高强度与耐磨性
硬度达HB170，适合高玻纤塑料（如PA+50%GF）
耐磨性接近预硬钢（如P20），寿命达30-50万模次
2. 轻量化与节能
模具重量减少60%，降低注塑机负载
导热快，冷却效率比钢模高40%
3. 特殊场景适用性
无磁性：适合电子零件注塑（如传感器）
抗粘连：橡胶/TPU脱模性优于钢模
六、主要模具应用领域
领域典型零件优势
精密注塑连接器、齿轮箱高尺寸稳定性
压铸模架模仁、滑块耐热冲击
复合材料模压碳纤维部件热匹配性好
冲压模具钣金成型轻量化快速换模
七、加工与热处理指南
1. 热处理工艺
固溶处理：475°C×2h + 水淬
时效硬化：
T6：120°C×24h（峰值强度）
T73：160°C×8h + 120°C×24h（高耐蚀）
2. 机加工参数
工艺切削速度进给量刀具推荐
铣削200-400 m/min0.05-0.1 mm/齿金刚石涂层
钻孔50-80 m/min0.05 mm/r硬质合金
3. 表面处理选项
工艺效果适用场景
微弧氧化硬度HV1500高耐磨
化学镀镍耐腐蚀食品级模具
激光熔覆局部强化易磨损区域
八、与竞品对比（AlZn5.5MgCu vs 7075 vs 6061）
性能AlZn5.5MgCu70756061
强度★★★★★★★★★★★★
切削性★★☆★★★★★★★
耐蚀性★★★★★☆★★★★
成本高中低
九、典型应用案例
碳纤维汽车电池壳模压模具
要求：
耐压>50MPa
表面粗糙度Ra<0.1μm
热变形<0.05mm/m
方案：
采用T73状态以降低残余应力
结合微弧氧化处理
结果：模具寿命超10万次，减重60%
十、使用注意事项
避免应力腐蚀：
建议T73状态用于潮湿环境
装配时需控制预紧力
焊接性差：
需用4047焊丝 + 焊后热处理
温度限制：
长期使用≤150°C，短期≤200°C
总结
AlZn5.5MgCu是强度最高的商用铝合金之一，适合替代钢模用于：
✅ 高耐磨注塑模（如工程塑料）
✅ 轻量化压铸模架
✅ 复合材料成型模
需注意其加工难度较高，适合对性能有极致要求的场景。
