Alumold-400铝合金的热处理工艺

　　一、材料基础信息

　　Alumold-400化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　机械能力学能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学能

　　试样尺寸：直径≤150

　　屈服276Mpa

　　弯曲极限强度228 MPa 103 MPa

　　泊松比0.330

　　疲劳强度 62.1 MPa

　　固溶温度是：520℃

　　退火温度为：415℃?(2-3)h以28℃/h降温速度从415℃冷至260℃。

　　熔化温度：615～655℃。

　　比热容：90

　　技术标准AMS--A-250/11

　　质量特征

　　密度：2.710g/cm3。

　　泊松比：20℃(68F)时为0.33。

　　弹模量：拉伸：69GPa(10×106psi)

　　【Alumold-400状态简介】

　　铝合金基本状态代号：

　　·F 自由加工状态

　　适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学能不作规定(不常见)

　　·O 退火状态

　　适用于经退火获得强度的加工产品(偶尔会出现)

　　·H 加工硬化状态

　　适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理(一般为非热处理强化型材料)

　　·W 固熔热处理状态

　　一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段(不常见)

　　·T 热处理状态

　　(不同于F、O、H状态)

　　二、核心特性与工程优势

　　1. 高强度与疲劳性能

　　比强度（强度/密度） 达170 MPa·cm³/g，优于多数模具钢（如P20钢约140 MPa·cm³/g）

　　案例：航空液压阀体模具寿命达30万次（动态载荷工况）

　　2. 优异的热疲劳抗性

　　300°C热循环下，强度衰减＜10%（对比Alumold-350的15%）

　　3. 加工适应性

　　切削性评级：

　　优于Alumold-350（推荐硬质合金刀具TiAlN涂层）

　　表面抛光可达镜面级（Ra 0.1μm，需钻石研磨膏）

　　4. 焊接与连接

　　可焊性：

　　需TIG焊（ER4043焊丝） + 焊后时效（120°C/8h）

　　焊点强度系数≥0.9（基材强度）

　　三、典型应用场景

　　1. 高端模具制造

　　航空航天模具：

　　钛合金锻压模（耐温＞400°C，需DLC涂层）

　　复合材料热压罐模具（CTE匹配碳纤维）

　　汽车模具：

　　高强度钢板冲压模（替代SKD11模具钢）

　　2. 航空结构件

　　机身框架：机翼肋板（减重30% vs 钢件）

　　起落架部件：辅助支撑梁（需喷丸强化）

　　3. 特殊工业装备

　　注塑机：哥林柱（动态载荷寿命提升50%）

　　半导体：真空腔体（无磁性+高真空稳定性）

　　四、热处理与强化工艺

　　1. 热处理规范

　　状态工艺参数目标性能

　　T351固溶（495°C/2h）+自然时效（96h）均衡强度与韧性

　　T851固溶+冷加工+人工时效（190°C/12h）峰值强度（牺牲5%延展性）

　　2. 表面处理方案

　　工艺技术要点应用场景

　　微弧氧化生成50μm Al₂O₃层，绝缘耐压＞1000V电子器件散热基板

　　化学镀镍Ni-P合金层，硬度600HV高耐磨滑动面

　　激光熔覆喷涂WC-Co涂层，耐蚀性提升10倍海洋环境部件

　　五、与竞品材料对比

　　特性Alumold-400 (T351)2024-T351Alumold-350

　　抗拉强度490 MPa470 MPa580 MPa

　　热导率155 W/(m·K)121 W/(m·K)140 W/(m·K)

　　热膨胀系数23.6×10⁻⁶/°C23.2×10⁻⁶/°C23.2×10⁻⁶/°C

　　模具成本指数1.21.01.5

　　六、加工关键注意事项

　　应力控制：

　　板材轧制方向需与主受力方向一致（各向异性差异约8%）

　　粗加工后需振动时效处理（频率50Hz，振幅0.5mm）

　　防腐设计：

　　海洋环境需采用 Alodine 1200S 化学转化膜 + 环氧底漆

　　精密加工：

　　薄壁件加工时建议使用冷冻夹具（-196°C液氮固定）