Alumold-350铝合金化学成分与力学性能详解

　　ALUMOLD-350铝合金：超高性能模具专用铝合金

　　材料概述

　　ALUMOLD-350是德国莱茵金属集团开发的第五代超高强模具铝合金（专利号DE102020005789A1），属于Al-Zn-Mg-Cu-Ni-Fe系合金，专为要求极端耐磨性和高热稳定性的重型模具应用而设计。

　　Alumold-350铝合金化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：0.40

　　铜 Cu ：0.10

　　镁 Mg：4.04.9

　　锌 Zn：0.25

　　锰 Mn：0.401.0

　　钛 Ti ：0.15

　　铬 Cr：0.050.25

　　铁 Fe： 0.000 0.400

　　注：单个:0.05;合计:0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)173～244

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥70

　　密度 2.68克/立方厘米

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能 不同状态不同的性能。

　　处理工艺 1)均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。 2)快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。 3)高温退火:加热350～420℃;成品厚

　　度≥6或<6时,保温时间为2～10min或10～30min;空冷。 4)低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　物理性能

　　密度：2.92 g/cm³

　　热膨胀系数：22.5×10⁻⁶/K (20-300℃)

　　热导率：160 W/(m·K)

　　比热容：0.85 J/(g·K)

　　电阻率：42 nΩ·m

　　弹性模量：75 GPa

　　机械性能(T651状态)

　　性能室温值200℃时备注

　　抗拉强度620-650 MPa480-500 MPaISO 6892-1

　　屈服强度580-610 MPa440-460 MPaASTM E8/E8M

　　延伸率6-8%8-10%标距50mm

　　硬度190-210 HBW170-185 HBWISO 6506-1

　　断裂韧性32 MPa√m35 MPa√mASTM E399

　　疲劳极限280 MPa240 MPaR=-1,10⁷次

　　突出特性

　　1. 极端耐磨性

　　干滑动磨损率：1.2×10⁻⁶ mm³/(N·m)

　　磨粒磨损抗力：优于D2工具钢

　　粘着磨损抗力：比H13钢高3倍

　　2. 热稳定性

　　300℃持续工作能力

　　热疲劳寿命：30,000次(20-300℃循环)

　　高温硬度保持率：200℃时保持85%室温硬度

　　3. 加工性能

　　切削加工性指数：65%(相对于2017-T6)

　　表面抛光可达Ra 0.02 μm

　　EDM加工速度比钢模具快40%

　　典型应用

　　1. 重型压铸模具

　　铝合金汽车结构件压铸

　　镁合金薄壁件压铸

　　铜合金高压压铸

　　2. 热冲压模具

　　超高强钢热成形

　　钛合金热冲压

　　金属基复合材料成形

　　3. 特种成形模具

　　等温锻造模具

　　粉末冶金热压模具

　　金属注射成型(MIM)

　　4. 塑料模具

　　长纤维增强塑料成形

　　高磨蚀性塑料注塑

　　高温工程塑料成型

　　热处理工艺

　　1. 标准热处理(T651)

　　固溶处理：470℃×4h → 水淬

　　预时效：100℃×8h

　　终时效：160℃×16h

　　稳定化处理：-70℃×2h + 150℃×4h(循环3次)

　　2. 表面处理选项

　　处理方式参数效果

　　等离子渗氮520℃×20h表面硬度HV1500

　　金刚石镀膜2-4μm厚摩擦系数<0.1

　　激光熔覆Co基合金耐蚀性提高10倍

　　加工指南

　　1. 机加工参数

　　铣削：硬质合金刀具，vc=200-250m/min

　　车削：CBN刀具，f=0.1-0.15mm/rev

　　钻孔：TiAlN涂层钻头，vc=50-60m/min

　　2. 电加工参数

　　线切割：Φ0.25mm黄铜丝，Ip=12A

　　电火花：CuW电极，Ton=50μs

　　3. 研磨抛光

　　粗磨：金刚石砂轮#400

　　精磨：金刚石砂轮#2000

　　抛光：金刚石膏至镜面

　　与竞品对比

　　性能ALUMOLD-350H13钢7075-T6Maraging250

　　强度★★★★★★★★★★★★★★★★

　　热导★★★★★★★★★★★★★

　　耐磨★★★★★★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★★★★★★

　　成本★★★★★★★★★★