Alumold400铝合金热稳定性与轻量化优势

　　ALUMOLD 400 铝合金全面技术解析

　　（超高强度、高耐磨模具专用铝合金）

　　一、产品定位与核心优势

　　ALUMOLD 400是Hydro Extrusions ALUMOLD系列中的高性能模具铝合金，专为极端工况设计，具有接近工具钢的机械性能，同时保留铝合金的轻量化优势。核心优势： ✔ 抗拉强度450-500MPa（铝合金中强级别）

　　Alumold400化学成分：

　　硅 Si ：0.40 ;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.6～3.6 ;

　　锌 Zn：0.2 ;

　　锰 Mn：0.50 ;

　　铬Cr ：0.30 ;

　　铁 Fe： 0.40;

　　Ti：0.05;

　　铝 Al ：余量 。

　　Alumold400力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：165～265。

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥90

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：无缝管的力学性能

　　试样尺寸：直径>12.5

　　Alumold400热处理工艺：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。

　　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。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　三、核心性能参数（T651状态）

　　1. 机械性能

　　性能数值类比材料

　　抗拉强度450-500 MPa接近AISI 4130钢

　　屈服强度380-420 MPa比ALUMOLD 350高15%

　　伸长率4-6%仍保持加工塑性

　　硬度150-170 HB媲美预硬模具钢

　　断裂韧性30 MPa·√m优于普通模具铝

　　2. 物理性能

　　性能数值工程意义

　　密度2.81 g/cm³比钢轻62%

　　热导率145-155 W/(m·K)快速冷却模具

　　热膨胀系数23.5×10⁻⁶/℃低热变形

　　3. 特种性能

　　耐磨性：通过AlFeSi硬质相，耐玻纤磨损性比ALUMOLD 350提升40%

　　高温稳定性：200℃下强度保持率>90%

　　腐蚀抗性：盐雾试验500h无明显点蚀

　　四、典型高端应用

　　1. 超精密注塑模具

　　汽车领域：

　　• 碳纤维增强PP仪表板（40%CF）

　　• 陶瓷填充PEEK刹车组件

　　电子领域：

　　• LCP材料5G天线罩（0.15mm薄壁）

　　• 芯片封装Transfer Molding模具

　　2. 特种成型模具

　　镁合金压铸：

　　• 医疗植入物壳体（净成形要求）

　　• 航空航天轻量化部件

　　复合材料成型：

　　• 碳纤维预浸料热压模

　　• 陶瓷基复合材料(CMC)成型

　　3. /航天特殊应用

　　导弹导流罩成型模具

　　卫星反射镜精密铸造模

　　装甲复合材料防弹板模具

　　五、先进加工技术

　　1. 机加工参数优化

　　工艺参数技术要点

　　高速铣削6000-8000 RPM使用SiAlN涂层刀具

　　深孔钻0.05-0.1mm/rev内冷钻头防粘刀

　　车削150-250 m/minPCBN刀具精加工

　　磨削RA≤0.1μm钻石砂轮终加工

　　2. 热处理全流程

　　固溶处理：540℃×2h → 聚合物淬火（控制变形）

　　双级时效：

　　① 120℃×8h（预时效）

　　② 190℃×12h（峰值硬度）

　　冷处理：-70℃×4h（提升尺寸稳定性）

　　3. 表面强化方案

　　① 微弧氧化（50μm，HV≥1500）

　　② DLC类金刚石涂层（摩擦系数<0.1）

　　③ 激光熔覆（局部修复高磨损区）

　　六、与同类材料对比

　　特性ALUMOLD 400Marval M1AISI H13

　　强度/重量比⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐

　　热导率150W/m·K120W/m·K24W/m·K

　　机加工效率4×钢速度3×钢速度基准

　　模具寿命80-120万次60-90万次200万次+

　　成本系数1.51.81.0

　　 选型决策树：

　　需要极限轻量化+高强度 → ALUMOLD 400

　　超长寿命需求 → H13+涂层

　　成本敏感型 → Marval M1

　　七、行业应用案例

　　新能源汽车：某电池壳体模具实现周期时间缩短40%（对比钢模）

　　光学领域：用于非球面镜头模具，表面粗糙度达Ra 0.01μm

　　项目：某型无人机复材机身模具减重55kg

　　八、使用技术规范

　　温度上限：短期250℃/长期200℃

　　模具设计：建议加强筋密度比钢模高20%

　　维护周期：每5万模次检查型腔尺寸

　　配合技术：推荐使用纳米涂层提升脱模性

　　结论

　　ALUMOLD 400通过多元合金化+优化热处理，实现了铝合金在超高强度、耐磨性方面的突破，特别适合航空航天、高端汽车、精密电子等领域对模具材料的极限要求。其综合性能参数已超越传统铝模合金，正在重新定义轻量化高性能模具的技术标准。