Alumold400高强度铝合金对比分析

　　Alumold-400 超高强度模具铝合金板材深度分析

　　材料基本概况

　　Alumold-400是新一代超高强度模具专用铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu-Zr系超硬铝合金，专为高端精密模具和航空航天结构件开发，具有接近特种钢的机械性能同时保持铝合金的优异加工特性。

　　Alumold400化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 g：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 n：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

　　Alumold400力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)

　　抗拉强度(25°C Pa)---472

　　屈服强度(25°C Pa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　剪应力(Pa)---285

　　注 ：管材室温力学性能

　　试样尺寸：壁厚/ (所有)

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.90g/c3。

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

　　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·oore型测试中循环5×108次，为159Pa(23ksi)。

　　核心性能指标

　　1. 机械性能

　　抗拉强度：580-620 MPa（T651状态）

　　屈服强度：540-570 MPa

　　延伸率：8-10%

　　硬度：HRC 24-26（HB 210-230）

　　断裂韧性：30-35 MPa·m¹/²

　　2. 热性能

　　热导率：140 W/(m·K)

　　热膨胀系数：22.8×10⁻⁶/K (20-100°C)

　　高连续工作温度：200°C

　　3. 特殊性能

　　超高疲劳强度：10⁷循环下380 MPa

　　zhuoyue的尺寸稳定性：热处理后残余应力<3 MPa

　　各向同性率>95%

　　主要应用领域

　　1. 高端模具制造

　　超精密注塑模具（光学镜片/医疗器件）

　　高吨位冲压模具（汽车结构件）

　　复合材料热压模具

　　2. 航空航天

　　飞机承力结构件

　　航天器高载荷组件

　　无人机一体化框架

　　3. 特种装备

　　装甲防护组件

　　高能激光系统支架

　　精密测量设备基座

　　加工工艺特性

　　1. 机械加工

　　可加工性指数：85%（相对于7075）

　　推荐切削参数：

　　车削：VC=300-400m/min，f=0.1-0.15mm/r

　　铣削：VC=350-450m/min，fz=0.05-0.1mm/tooth

　　表面粗糙度：Ra 0.2-0.4μm（精加工）

　　2. 热处理工艺

　　三级固溶处理：475°C/1h→485°C/1h→495°C/1h

　　多级时效：120°C/8h + 160°C/16h

　　深冷处理：-196°C/2h（可选）

　　3. 表面处理

　　微弧氧化（膜厚50-80μm，HV>1500）

　　复合镀层（Ni-PTFE）

　　激光表面合金化

　　材料性能对比表

　　参数Alumold-400H13钢7075-T651

　　强度/重量比★★★★★★★☆☆☆★★★★☆

　　热疲劳抗力★★★★☆★★★☆☆★★☆☆☆

　　腐蚀抗力★★★★☆★★☆☆☆★★★☆☆

　　加工经济性★★★☆☆★★☆☆☆★★★★☆

　　特殊工艺技术

　　精密稳定化技术：

　　振动时效处理

　　热机械循环处理

　　磁场辅助稳定化

　　复合强化技术：

　　纳米颗粒弥散强化

　　原位自生增强相

　　梯度结构设计

　　使用技术规范

　　模具设计准则：

　　小壁厚≥3mm

　　应力集中系数<1.5

　　模温控制±1°C

　　加工工艺控制：

　　粗加工后需应力释放

　　精加工余量0.1-0.2mm

　　推荐使用PCD刀具

　　质量控制要点：

　　超声探伤检测

　　残余应力测试

　　金相组织检验