AlZnMgCu1.5超高强度模具铝合金专业报告
一、材料定位与开发背景
AlZnMgCu1.5属于航空级高强度铝合金的模具应用变种，源自7xxx系列铝合金的优化改良，专为高负荷模具和精密模具设计，特别适合需要同时满足高强度和高导热性的应用场景。
AlZnMgCu1.5化学成分：
硅 Si ：≤0.50
铜 Cu ：3.8～4.9
镁 Mg：1.2～1.8
锌 Zn：≤0.30
锰 Mn：0.30～0.9
钛 Ti ：≤0.15
镍 Ni：≤0.10
铁 Fe：0.000～ 0.500
铁+镍 Fe+Ni： 0.000～ 0.500
AlZnMgCu1.5力学性能：
电导率20℃(68℉)---30-40
(%IACS)
密度(20℃)(g/cm3)---2.78
抗拉强度(25°C MPa)---472
屈服强度(25°C MPa)---325
硬度(500kg力10球)---120
延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10
大剪应力(MPa)---285
注 ：棒材室温纵向力学性能
试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤22
三、核心性能参数（T7651状态）
1. 力学性能
抗拉强度：580-620MPa
屈服强度：540-580MPa
伸长率：8-10%
硬度：180-200HB
冲击韧性：25-28J
疲劳极限：240MPa(10⁷次循环)
2. 热物理特性
导热系数：130-140W/(m·K)(25°C)
热膨胀系数：23.8×10⁻⁶/°C(20-200°C)
比热容：860J/(kg·K)
热扩散率：50mm²/s
3. 特殊工艺性能
抛光性能：可达#15000镜面效果
电火花❇️加工性能：蚀除速率比普通铝高15-20%
焊接性能：需采用4047焊丝，预热150-200°C
耐蚀性能：EXCO试验评级EA(优于普通7xxx系)
四、典型应用领域
1. 高端模具应用
汽车大型覆盖件：车门、引擎盖注塑模
精密连接器：5G通信设备精密接插件模具
光学器件：导光板、镜片模具(非光学面)
高光表面：汽车内饰高光注塑件
2. 特殊成型应用
玻璃纤维增强塑料(GFRP)成型模
碳纤维预浸料热压成型模
金属注射成型(MIM)模具
反应注射成型(RIM)模具
3. 其他工业应用
航空航天工装夹具
高精度检具基体
液压阀体模具
重型机械耐磨部件
五、热处理工艺规范
1. 标准热处理流程
固溶处理：475±2°C/2h → 水淬(20-30°C)
预拉伸：永久变形量1.5-3%
时效处理：
阶段一：120°C/8h
阶段二：160°C/12h
稳定化处理：100°C/24h(可选)
2. 不同状态性能对比
状态抗拉强度(MPa)导电率(%IACS)应力腐蚀敏感性推荐用途
T6620-65035-38较高短期使用模具
T7651580-62038-42中等通用模具状态
T73540-57042-45低高耐蚀要求件
六、加工制造技术
1. 机加工参数
粗加工：
转速：2500-3500rpm
进给：0.1-0.15mm/tooth
切深：2-4mm
刀具：金刚石涂层硬质合金
精加工：
转速：5000-7000rpm
进给：0.03-0.05mm/tooth
切深：0.1-0.3mm
刀具：PCD刀具
特殊要求：加工时需保持刀具锋利，避免加工硬化
2. 表面强化方案
微弧氧化：
膜厚：50-80μm
硬度：HV1500-1800
绝缘性：>100MΩ
离子注入：
注入元素：Ti+N
改性层：0.2-0.5μm
摩擦系数降低40%
复合镀层：
底层：化学镀镍(5μm)
中间层：电镀硬铬(20μm)
表层：DLC(2μm)
七、与同类材料对比
特性AlZnMgCu1.5SKD616061Alumold-600
强度★★★★★★★★★★★★☆☆☆★★★★☆
导热★★★☆☆★☆☆☆☆★★★★☆★★★★☆
加工性★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★★★★★★☆☆
模具寿命50-80万次200万+15万次60万次
成本4.53.01.04.0
八、使用维护建议
模具保养规范：
每5万模次进行硬度检测
每1万模次专业抛光维护
每日检查冷却系统压力
防腐蚀措施：
停机超过24小时需喷涂VCI防锈剂
避免与铜合金直接接触
冷却水pH值控制在7.5-8.5
失效预警指标：
表面粗糙度Ra>0.2μm
尺寸稳定性>0.01mm/100次
局部硬度下降>15%
AlZnMgCu1.5以其卓越的强度-导热平衡成为高端模具材料的优选，特别适合大型精密模具和长寿命要求的应用场景。虽然加工难度较高，但其优异的服役性能可显著提高生产效率和产品品质。
