Alumold-350高强铝合金的成本效益对比分析

　　Alumold-350 铝合金（高强模具专用铝）深度解析

　　1. 材料定位

　　Alumold-350 是超高强度模具铝合金，专为重载、精密模具设计，在Alumold系列中属于高强度版本（相比Alumold-150，强度提高30%以上），适用于大型注塑模、压铸模、复合材料成型模。

　　Alumold-350化学成分：

　　铝(Al) 余量

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　机械性能

　　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℉)

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，

　　剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，

　　压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：

　　光滑无缺口试件在R·R·Moore型测试中循环5×108次，为159MPa(23ksi)。

　　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：直径≤150

　　布氏硬度 HB ：95-100

　　质量特征

　　密度：2.90g/cm3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152MPa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331MPa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317MPa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　3. 物理性能

　　参数数值单位意义

　　密度2.83g/cm³比钢模轻64%

　　热导率125W/(m·K)快速散热

　　线膨胀系数22.5 × 10⁻⁶/K (20-200°C)变形量低于普通铝

　　弹性模量72GPa刚性接近低碳钢

　　4. 机械性能（T7451状态）

　　性能数值对比Alumold-150

　　抗拉强度 (MPa)600-650+15%

　　屈服强度 (MPa)550-590+20%

　　延伸率 (%)7-10略低（高强代价）

　　硬度 (HB)155-170+10%

　　断裂韧性 (MPa√m)30-35优于钢模

　　疲劳性能：

　　10⁷次循环疲劳极限 240MPa（优于7075铝合金）

　　5. 核心优势

　　5.1 模具适用场景

　　✔ 大型汽车注塑模（保险杠、仪表板）

　　✔ 高精度压铸模（镁合金/铝合金压铸）

　　✔ 复合材料热压罐模具（碳纤维航空航天部件）

　　✔ 精密光学透镜模（低热变形需求）

　　5.2 性

　　 需要轻量化+高强度：如移动式大型模具

　　 快速散热需求：如薄壁件高速注塑

　　 耐腐蚀环境：如海洋设备模具

　　6. 加工技术指南

　　6.1 切削参数（硬质合金刀具）

　　工艺转速 (RPM)进给 (mm/tooth)切削深度 (mm)

　　粗铣800-12000.15-0.253-5

　　精铣1500-20000.05-0.100.5-1.5

　　钻削500-8000.08-0.12-

　　关键技巧：

　　使用高压气冷减少热变形

　　避免积屑瘤（高Zn含量易粘刀）

　　6.2 热处理工艺

　　固溶处理：475°C × 2h → 水淬

　　双级时效：

　　120°C × 6h + 160°C × 8h（T7451状态）

　　冷压矫形：时效后加压校正变形

　　7. 失效分析与改进

　　7.1 常见失效模式

　　❌ 热疲劳裂纹（长期高温循环）

　　❌ 应力腐蚀开裂（高Zn含量敏感）

　　7.2 解决方案

　　✅ 表面处理：微弧氧化（MAO）形成陶瓷层

　　✅ 结构优化：避免尖角应力集中

　　✅ 环境控制：湿度＜60%存储

　　8. 市场与成本

　　单价：$15-20/kg（约为Alumold-150的1.5倍）

　　交货状态：T7451预硬板材/锻坯

　　主流供应商：

　　美国Alcoa（航空航天级）

　　德国AMAG（精密模具专用）

　　9. 选型对比建议

　　需求场景推荐材料理由

　　超大批量生产（>100万次）H13钢寿命优先

　　轻量化+高强度Alumold-350综合性能优

　　低成本快速模具6061铝合金经济性优先