Alumold-150铝合金焊接工艺难点与解决方案

　　Alumold-150铝合金技术规格及应用分析

　　材料基本概况

　　Alumold-150是一种高强高韧模具专用铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金，专为塑料注塑模、压铸模和精密模具应用而开发，具有优异的机械加工性能和热处理稳定性。

　　核心性能参数

　　机械性能（T6状态）

　　抗拉强度：580-620 MPa

　　屈服强度：540-580 MPa

　　延伸率：8-12%

　　硬度：46-50 HRC

　　冲击韧性：24-28 J/cm²

　　物理特性

　　密度：2.81 g/cm³

　　热膨胀系数：23.4×10⁻⁶/K（20-200°C）

　　热导率：160 W/(m·K)

　　比热容：900 J/(kg·K)

　　弹性模量：72 GPa

　　Alumold-150化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　Alumold-150力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　Alumold-150热处理规范：

　　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30～120in;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2～10in或10～30in;空冷。

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

　　突出特性

　　1. 模具专用性能

　　抛光性：可镜面抛光至Ra≤0.025μm

　　蚀刻性：光蚀刻分辨率达10μm线宽

　　焊接性：采用5356焊丝可修复焊接

　　氮化处理：表面硬度可达1100HV

　　2. 热工作性能

　　热稳定性：250°C下硬度保持率>85%

　　抗热疲劳：热循环次数>5000次（200°C↔RT）

　　抗热裂性：临界热流密度达4MW/m²

　　典型模具应用领域

　　塑料成型模具

　　光学镜片注塑模（PV值<λ/4）

　　微结构阵列模仁（特征尺寸≥5μm）

　　汽车灯罩模具（表面面积>2m²）

　　医疗器件精密模（公差±2μm）

　　压铸模具

　　镁合金手机外壳压铸模

　　铝合金汽车部件压铸模

　　锌合金卫浴件压铸模

　　铜合金电气件压铸模

　　其他工装应用

　　EDM电极（损耗比≤0.5%）

　　检具基准模块（热变形<0.003mm/m·°C）

　　精密机械部件（替代工具钢）

　　半导体封装模具（耐焊料侵蚀）

　　热处理工艺规范

　　固溶处理

　　温度：475±5°C

　　保温时间：1h/25mm厚度

　　冷却方式：水淬（水温20-40°C）

　　时效处理

　　单级时效：120±2°C×24h

　　双级时效：105°C×8h + 160°C×8h

　　回归再时效：特殊工艺提升韧性

　　加工工艺指南

　　切削加工

　　铣削：转速2000-4000rpm，进给0.05-0.15mm/tooth

　　车削：切削速度150-300m/min

　　钻孔：钻顶角118°，进给0.05-0.1mm/rev

　　磨削：砂轮粒度180-400#，冷却液必须充分

　　电加工

　　EDM：峰值电流≤20A，脉宽<50μs

　　线切割：走丝速度8-12m/s，加工面Ra≈1.6μm

　　表面强化技术

　　微弧氧化：

　　膜厚50-100μm

　　显微硬度≥1500HV

　　摩擦系数0.15-0.20

　　PVD涂层：

　　TiAlN涂层（3-5μm）

　　干切削性能提升300%

　　耐温达800°C

　　复合镀层：

　　Ni-PTFE镀层（20-30μm）

　　脱模性能提升5倍

　　表面能≤20mN/m

　　质量检测标准

　　内部质量：

　　超声波探伤：符合ASTM B594

　　显微组织：晶粒度6-8级（ASTM E112）

　　尺寸稳定性：

　　热处理变形量：≤0.05mm/100mm

　　时效收缩率：0.04-0.06%

　　服役性能：

　　模具寿命测试：注塑次数≥50万次

　　腐蚀测试：盐雾试验500h无点蚀

　　Alumold-150铝合金通过优化的Zn/Mg比和Cu含量控制，在保持7xxx系铝合金高强度特性的同时，显著改善了加工性能和耐热性，其综合性能优于传统模具钢（如P20、H13）在多数塑料模具应用场景，且重量减轻60%，是现代精密模具制造的优选材料。