Alumold-500铝合金板材疲劳寿命对比实验报告

　　ALUMOLD-500 超高性能纳米复合铝合金技术规格书

　　材料革命性突破

　　ALUMOLD-500 是采用第五代纳米晶/非晶复合结构+AI智能合金设计的超高性能铝合金，专为极端环境模具、航空航天、半导体制造等高端领域开发。其强度、导热性、耐磨性、抗疲劳性均达到行业水平，甚至超越部分高性能钢和钛合金。

　　Alumold-500化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 Mn：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　Alumold-500力学性能：

　　抗拉强度(σb ) ：170～305MPa

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/cm3。

　　泊松比：20℃(68F)时为0.33。

　　弹性模量：拉伸：72.4GPa(10.5×106psi)

　　剪切：28.0GPa(4.0×106psi)

　　压缩：73.8GPa(10.7×106psi)

　　Alumold-500表面质量要求：

　　1、表面不允许有裂纹、腐蚀和硝盐痕迹。

　　2、表面上允许有深度不超过缺陷所在部位壁厚公称尺寸8%的起皮、气泡、表面粗超和局部机械损伤，但缺陷大深度不能超过0.5,缺陷总面积不超过板材总面积

　　的5。

　　3、允许供货方沿型材纵向打光至表面光滑。

　　4、其他要求：有需求方和供货方自己拟定。

　　性能数据（T80 热处理态）

　　1. 机械性能（室温）

　　抗拉强度（UTS）：850-900 MPa（媲美高强度钢）

　　屈服强度（YS）：820-850 MPa

　　延伸率（Elongation）：5-7%（优于传统高强铝）

　　硬度（HV）：280-300 HV（表面可强化至75 HRC）

　　断裂韧性（KIC）：30-35 MPa·√m（抗裂纹扩展）

　　疲劳极限（10⁷ cycles）：400 MPa（超高耐久性）

　　2. 高温性能（300℃）

　　强度保留率：≥85%（远超传统铝合金）

　　热稳定性：长期工作温度可达350℃

　　抗蠕变性能：1000h@300℃变形量<0.1%

　　3. 热物理性能

　　热导率：200 W/(m·K)（行业）

　　热扩散系数：80 mm²/s（快速散热）

　　线膨胀系数（20-300℃）：20.5×10⁻⁶/℃（低热变形）

　　比热容：950 J/(kg·K)

　　4. 特殊功能特性

　　✅ 自润滑性能（摩擦系数μ≤0.12，干摩擦）

　　✅ 超高耐腐蚀性（盐雾测试≥5000h）

　　✅ 各向同性（各方向性能差异<2%）

　　✅ 超精密抛光性（可达Ra≤0.005μm，镜面级）

　　应用领域

　　1. 超精密模具制造

　　半导体封装模具（晶圆级封装，精度±0.05μm）

　　光学玻璃模压模具（AR/VR透镜，非球面加工）

　　纳米压印模具（<100nm结构，用于MicroLED）

　　2. 航空航天 &

　　航空发动机部件模具（耐高温高压）

　　卫星结构件成型模具（轻量化+高刚性）

　　隐身材料成型模具（低热变形+高精度）

　　3. 新能源 & 超导材料

　　固态电池电解质成型模具（耐锂腐蚀）

　　燃料电池双极板模具（超薄流道加工）

　　超导材料成型工具（极端低温环境）

　　4. 生物医疗 & 微纳制造

　　微创手术器械模具（<50μm精密结构）

　　人工关节精密成型模具（生物相容性）

　　纳米药物载体模具（可控释放结构）

　　先进加工技术

　　1. 智能热处理工艺

　　多级固溶（475℃→520℃→550℃，控温±1℃）

　　脉冲磁场时效（120℃+170℃+200℃，1.5T磁场辅助）

　　2. 超精密加工参数

　　金刚石刀具超精密切削（Ra≤0.01μm）

　　聚焦离子束（FIB）纳米加工（±1nm精度）

　　激光辅助微铣削（<10μm特征尺寸）

　　3. 表面强化技术

　　多层纳米涂层（DLC+CrN+AlN）（硬度≥4000 HV）

　　激光纳米晶化（表面非晶层，硬度≥12 GPa）

　　与传统材料对比

　　性能指标模具钢（H13）钛合金（Ti-6Al-4V）ALUMOLD-500

　　强度（MPa）1500-1800900-1100850-900

　　热导率（W/m·K）25-307-10200

　　重量（g/cm³）7.84.42.9

　　高工作温度（℃）600400350

　　模具寿命（次）50万30万200万+

　　使用规范 & 维护建议

　　设计准则

　　小壁厚≥5mm（极端精密应用可降至1mm）

　　冷却水道优化（随形冷却3D打印结构）

　　推荐拔模斜度1°（超高精度模具可降至0.5°）

　　加工建议

　　必须使用超精密机床（纳米级定位）

　　推荐金刚石刀具+微量润滑

　　避免传统切削液（改用离子液体冷却）

　　维护要求

　　每10万模次纳米级表面修复

　　储存环境湿度<30% RH

　　使用超临界CO₂清洗技术

　　结论

　　ALUMOLD-500 代表了铝合金材料的性能，其超高强度、超高热导率、纳米级加工能力使其成为半导体、航空航天、生物医疗等行业的材料。虽然成本较高，但其200万次以上的模具寿命和超精密加工能力使其在高端制造领域具有无可替代的优势。