Alumold-350铝合金微观组织与力学性能的影响研究

　　ALUMOLD-350 超高强度模具铝合金板材技术详解

　　材料定位与产品系列

　　ALUMOLD-350是ALUMOLD系列中的超高强度型号，专为大型复杂模具和重载工况设计，属于第三代Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的优化版本。根据应用场景分为三个子系列：

　　Alumold-350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-350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-350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.

　　物理性能突破

　　性能参数ALUMOLD-350对比传统模具钢优势表现

　　密度(g/cm³)2.837.85（P20）减重64%

　　热导率(W/m·K)16829（H13）+479%

　　比强度(MPa·cm³/g)20578（2344）+163%

　　阻尼性能0.0150.004（S136）+275%

　　力学性能谱系

　　全状态力学性能：

　　热处理状态厚度(mm)抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)特点

　　T765120-150610-650540-5807-9佳强度

　　T735130-200580-620500-5409-12高韧性

　　T775115-120630-670560-6006-8耐应力腐蚀

　　O10-250≤350≤200≥14深加工态

　　特殊性能指标：

　　疲劳极限：280MPa（10⁷周次）

　　应力松弛率：<0.5%/1000h@150℃

　　裂纹扩展速率：da/dN<1×10⁻⁸mm/cycle

　　核心特性优势

　　极端强度特性：

　　室温强度媲美模具钢（>650MPa）

　　高温强度保留率（150℃时>85%）

　　超大尺寸稳定性：

　　2000mm长度热变形<0.005mm

　　残余应力<30MPa（特殊处理）

　　复合加工性能：

　　车铣复合加工效率提升40%

　　可实现硬态加工（HRC45状态）

　　环境适应性：

　　耐海水腐蚀等级：MA级

　　抗氢脆性能优越（HEI<5%）

　　应用领域

　　大型模具制造（50%）

　　汽车覆盖件模具：门板、翼子板等

　　家电外壳模具：冰箱、空调面板

　　复合材料成型模：碳纤维部件模压

　　重工业领域（30%）

　　重型机械模板

　　航空航天工装

　　大型压铸模框架

　　特种应用（20%）

　　装备承力部件

　　深海设备耐压壳体

　　超大型光学平台

　　先进加工技术

　　重载加工方案：

　　大余量铣削：ap≤15mm，ae≤0.8×Dc

　　高效钻孔：Vc=60-90m/min（硬质合金钻头）

　　强力车削：Fr=0.3-0.5mm/rev

　　特种热处理工艺：

　　梯度固溶处理：

　　阶梯加热：400℃→450℃→475℃

　　分区冷却：水淬+空冷组合

　　多级时效强化：

　　预时效：90℃/12h

　　阶梯时效：120℃/24h→155℃/18h→175℃/6h

　　形变热处理：

　　热机械处理：变形量15-20%

　　温轧强化：250℃轧制变形

　　表面工程技术

　　处理工艺技术参数性能提升

　　微弧氧化电解液体系：硅酸盐-铝酸盐

　　电压：450V AC

　　膜厚：80-120μm硬度达1500HV

　　耐蚀性提高10倍

　　激光熔覆粉末：WC-10Co

　　功率：3-4kW

　　层厚：0.8-1.2mm耐磨性提升8倍

　　结合强度>350MPa

　　离子渗氮温度：420℃

　　时间：24h

　　活性介质：NH3+N2表面硬度1100HV

　　疲劳寿命延长5倍

　　典型应用案例

　　新能源车电池箱体压铸模：

　　使用ALUMOLD-350T材料

　　模板尺寸2800×1800×400mm

　　压铸周期缩短30%

　　风电叶片成型模具：

　　采用ALUMOLD-350W焊接结构

　　模具长度32米

　　重量减轻22吨

　　航天器部件工装：

　　应用ALUMOLD-350H高硬状态

　　热变形<0.01mm/℃

　　重复定位精度2μm

　　ALUMOLD-350正在重新定义大型模具的制造标准，在新能源、航空航天等战略行业的应用增速超过40%，成为替代传统模具钢的材料解决方案。