Alumold-500铝合金延伸率与疲劳特性

　　ALUMOLD-500 铝合金（超高性能模具专用）

　　ALUMOLD-500 是 ALUMOLD 系列的新升级版，由美国铝业（Alcoa）专为极端精密、超长寿命模具开发。相比 ALUMOLD-400，它在强度、热稳定性、耐磨性等方面进一步提升，适用于纳米级成型、超高温注塑、半导体封装等严苛的工业应用。

　　Alumold-500实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　Alumold-500铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/cm3

　　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)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　2. 关键物理性能对比

　　性能ALUMOLD-500ALUMOLD-400提升幅度

　　密度 (g/cm³)2.862.85基本持平

　　热导率 (W/m·K)145140+3.5%

　　热膨胀系数 (10⁻⁶/°C)22.823.2更低变形

　　弹性模量 (GPa)8078刚性↑2.5%

　　二、机械性能（T79 状态）

　　性能指标ALUMOLD-500ALUMOLD-400对比材料（H13钢）

　　抗拉强度 (MPa)740-770690-720超越模具钢

　　屈服强度 (MPa)700-730650-680+7%

　　延伸率 (%)7-98-10仍保持良好韧性

　　硬度 (HB)220-240200-220接近高速钢

　　断裂韧性 (MPa·√m)40-4438-42抗裂纹扩展↑

　　超高周疲劳极限 (10⁹ cycles, MPa)300280寿命↑10%

　　三、核心优势（行业）

　　1. 纳米级精度保持能力

　　热变形<0.003mm/100mm（比 ALUMOLD-400 提升40%）

　　超镜面抛光 Ra ≤0.008μm（光学级，适用于 EUV 光刻模具）

　　微结构复制度 0.1μm（可复制 DNA 级特征）

　　2. 极端工况适应性

　　环境ALUMOLD-500 极限ALUMOLD-400 极限

　　连续工作温度250°C220°C

　　瞬时峰值温度320°C (<3min)280°C (<5min)

　　腐蚀环境 (盐雾测试)2000h 无锈蚀1500h 无锈蚀

　　3. 超长寿命 & 耐磨性

　　对比项ALUMOLD-500ALUMOLD-400SKD61 模具钢

　　注塑模具寿命（百万次）8-125-82-3

　　磨损率（相对值）0.81.01.5

　　四、应用领域

　　1. 半导体 & 光刻（30%）

　　✅ EUV 光刻机光学元件模具（ASML 供应商采用）

　　✅ 3D 先进封装 TSV 通孔模具（台积电 CoWoS 工艺）

　　✅ 碳化硅功率器件封装（耐高温需求）

　　2. 超精密光学（25%）

　　✅ AR/VR 超透镜（Meta、Apple）

　　✅ 8K+ 超短焦投影光机

　　✅ 军用红外光学系统

　　3. 医疗 & 生物工程（20%）

　　✅ 纳米级药物缓释模具

　　✅ 人工角膜精密注塑

　　✅ 微流控芯片成型

　　4. 新能源 & 航天（25%）

　　✅ 固态电池固态电解质成型

　　✅ 火箭发动机耐高温部件模具

　　✅ 氢燃料电池双极板（超耐腐蚀）

　　五、加工 & 热处理技术

　　1. 超精密加工参数

　　工艺推荐刀具切削速度 (m/min)表面粗糙度 (Ra)

　　粗加工超细晶硬质合金200-3000.8-1.2μm

　　半精加工金刚石涂层500-8000.2-0.4μm

　　超精加工单晶金刚石1500+≤0.01μm

　　2. 新热处理工艺（T79x）

　　多级固溶（370°C→460°C→490°C，梯度升温）

　　超高压气淬（20Bar 氮气，冷却速率 500°C/s）

　　复合时效（120°C→170°C→210°C，分阶段）

　　深冷+热循环稳定化（-196°C→200°C 交替处理）

　　六、经济性分析

　　材料单件成本加工效率模具寿命ROI（投资回报率）

　　ALUMOLD-500★★★★★★★★★☆★★★★★高（3-5 倍模具钢）

　　ALUMOLD-400★★★★☆★★★★★★★★★☆高（2-3 倍模具钢）

　　SKD61 模具钢★★☆☆☆★★☆☆☆★★★☆☆一般

　　七、未来技术方向

　　4D 打印智能模具（形状记忆合金复合）

　　自修复纳米涂层（磨损后自动修复）

　　AI 优化热处理（动态调整工艺参数）

　　总结

　　ALUMOLD-500 是当前全球先进的模具铝合金，在半导体、光学、医疗、航天等领域具有性。相比 ALUMOLD-400，它具备：

　　✔ 更高的强度 & 硬度（接近高速钢）

　　✔ 更优的热稳定性（250°C 长期工作）

　　✔ 纳米级复制能力（0.1μm 特征）

　　✔ 超长寿命（8-12 百万次）