Alumold600铝合金精密加工航空航天领域

　　ALUMOLD 600 超高强模具铝合金技术报告

　　1. 材料定位与发展背景

　　ALUMOLD 600是瑞士SAPA集团新研发的第七代超高强度模具铝合金，通过创新的微合金化技术和纳米级析出控制工艺，成功将铝合金模具材料的性能推向新高度，成为替代传统模具钢的颠覆性解决方案。

　　Alumold600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

　　Alumold600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)。

　　2. 核心特性参数

　　2.1 物理性能

　　密度：2.85 g/cm³（比传统模具钢轻约63%）

　　热导率：175 W/(m·K)（是P20模具钢的6倍）

　　热膨胀系数：22.8×10⁻⁶/°C（20-200℃）

　　比刚度：25.3 GPa·cm³/g

　　2.2 机械性能（T76状态）

　　性能指标典型值范围

　　抗拉强度580-620 MPa

　　屈服强度520-550 MPa

　　断后伸长率6-8%

　　布氏硬度155-170 HB

　　断裂韧性KIC34-38 MPa√m

　　疲劳极限(10⁷次)280 MPa

　　3. 革命性应用场景

　　3.1 超精密模具领域

　　5G通讯器件注塑模具：满足±2μm尺寸精度要求

　　光学透镜模仁：可实现Ra<0.01μm镜面效果

　　微注塑模具：适用0.1g以下微型零件成型

　　3.2 先进制造领域

　　增材制造基板平台

　　晶圆级封装夹具

　　超精密机床导轨

　　3.3 特殊环境应用

　　深海装备耐压舱体

　　航天器热控系统构件

　　核聚变装置壁材料

　　4. 材料突破性优势

　　4.1 性能突破

　　实现铝合金模具寿命突破300万次（PC材料注塑）

　　热变形量较ALUMOLD400降低40%

　　耐蚀性能达到ASTM G85盐雾测试2000小时

　　4.2 工艺创新

　　采用多级梯度时效工艺

　　创新性的Zr-V复合微合金化

　　超细晶粒控制技术（平均晶粒尺寸<5μm）

　　5. 精密加工指南

　　5.1 加工参数优化

　　加工方式刀具材质切削速度进给量冷却方式

　　高速铣削纳米晶金刚石800-1200m/min0.03-0.08mm/z微量润滑

　　精密车削CBN刀具400-600m/min0.05-0.1mm/rev干式切削

　　微孔加工超硬合金30000-50000rpm0.005-0.01mm/rev雾化冷却

　　5.2 热处理规范

　　固溶处理：

　　540±2℃/2h（可控气氛保护）

　　淬火速率≥200℃/s

　　多级时效：

　　预时效：100℃/8h

　　二级时效：150℃/12h

　　终时效：190℃/4h

　　6. 表面强化方案

　　6.1 复合表面处理技术

　　处理工艺技术特点应用效果

　　微弧氧化+PTFE复合50μm陶瓷层+5μm润滑层μ<0.08，脱模寿命提升5倍

　　离子注入TiC表层硬度达2800HV耐磨性提高10倍

　　激光微织构可控表面形貌（Ra 0.05-5μm可调）优化熔体流动特性