Alumold-500铝合金在光学透镜模具的超精密加工挑战

　　Alumold-500铝合金的用途及特性分析

　　基本概述

　　Alumold-500是一种专门为模具制造设计的高性能铝合金材料，具有优异的机械性能和热传导特性。它属于铝-锌-镁-铜系合金，专为塑料注塑模具、压铸模具和其他工业模具应用而开发。

　　Alumold-500化学成分

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.50

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.8～5.5

　　锌 Zn：≤0.20

　　锰 Mn：0.30～0.6

　　铁 Fe： 0.000～ 0.500

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.10

　　Alumold-500力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　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)≤150

　　主要特性

　　1. 机械性能

　　高强度：经过热处理后可达500MPa以上的抗拉强度

　　良好韧性：断裂伸长率通常在8-12%之间

　　高硬度：典型硬度值在150-170HB范围内

　　2. 热性能

　　优异的热传导性：热导率约160-180 W/(m·K)

　　低热膨胀系数：约23×10⁻⁶/°C

　　良好的热稳定性：在200-250°C工作温度下保持性能稳定

　　3. 加工性能

　　优良的切削加工性：比工具钢更易加工，可减少加工时间30-50%

　　良好的抛光性：可达到镜面抛光效果(Ra<0.05μm)

　　可焊接性：可采用TIG和MIG焊接，但需注意焊后热处理

　　4. 耐腐蚀性

　　中等耐蚀性：优于普通铝合金但不及不锈钢

　　可表面处理：适合阳极氧化、硬质阳极氧化等表面处理

　　典型应用领域

　　1. 塑料模具制造

　　注塑模具：特别适合高精度、复杂形状的塑料件生产

　　吹塑模具：用于PET瓶等容器制造

　　挤出模具：塑料型材生产用模具

　　2. 轻合金压铸

　　锌合金压铸模：寿命可达10-20万次

　　镁合金压铸模：适用于薄壁件生产

　　3. 其他工业应用

　　快速原型制造：缩短模具开发周期

　　夹具和治具：高精度机械加工用夹具

　　航空航天部件：某些非关键结构件

　　与常见模具材料的比较

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　　>特性>Alumold-500>P20钢>H13钢>6061铝合金

　　密度(g/cm³)2.87.87.82.7

　　热导率(W/mK)1703025167

　　硬度(HB)

　　加工难度易中难易

　　模具寿命(次)50,000-100,000500,000+1,000,000+10,000-30,000

　　成本中中高低

　　热处理工艺

　　Alumold-500通常采用T6热处理工艺：

　　固溶处理：470-490°C保温4-8小时，水淬

　　人工时效：120-150°C保温12-24小时

　　稳定化处理：180-200°C保温4-6小时(可选)

　　使用注意事项

　　避免长时间在>250°C环境下工作

　　模具设计时应考虑铝合金的弹性模量较低(约70GPa)

　　对于高磨损区域可考虑局部镶钢件

　　定期检查模具表面状态，防止腐蚀

　　Alumold-500特别适合中小批量生产(5万-10万件)、产品开发周期短或需要快速修改模具的场合，能显著降低模具制造成本和缩短交付时间。