Alumold-500铝合金的热导率与热稳定性分析

　　Alumold-500 超高强度铝合金板材技术报告

　　Alumold-500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-500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-500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.

　　核心特性参数

　　机械性能

　　抗拉强度：580-630 MPa（超越多数合金结构钢）

　　屈服强度：550-580 MPa

　　延伸率：8-10%（在保持超高强度下的优异塑性）

　　硬度：160-170 HV（相当于500 HB）

　　弹性模量：80 GPa

　　疲劳极限：240 MPa（10⁷次循环）

　　物理特性

　　密度：2.85 g/cm³（比钢轻66%）

　　热膨胀系数：22×10⁻⁶/K（20-100℃）

　　热导率：185 W/(m·K)（优于绝大多数金属）

　　电导率：48% IACS

　　熔点范围：580-650℃

　　特殊性能

　　耐蚀性：

　　盐雾试验：3000小时无点蚀

　　应力腐蚀阈值：400 MPa

　　抗辐照性：可承受10¹⁷ n/cm²中子通量

　　电磁性能：电磁屏蔽效能65 dB（1GHz）

　　典型应用领域

　　1. 精密模具制造

　　光学透镜模具：可实现Ra<0.01μm镜面效果

　　微结构复制模具：可复制小5nm特征尺寸

　　高光注塑模具：满足汽车高光件严苛要求

　　2. 航空航天

　　卫星结构件：替代传统钛合金减重30%

　　航空紧固件：抗拉强度满足NASM规格

　　航天器热控系统：优异的热导/重量比

　　3. 高端装备

　　半导体设备：晶圆传输机械臂

　　精密仪器：光学平台基座

　　医疗器械：MRI设备支撑结构

　　加工工艺指南

　　1. 切削加工

　　刀具选择：

　　粗加工：金刚石涂层硬质合金刀具

　　精加工：单晶金刚石刀具

　　切削参数：

　　工序切削速度(m/min)进给(mm/rev)切深(mm)

　　粗车200-2500.15-0.252-4

　　精车300-4000.02-0.050.1-0.3

　　铣削150-2000.05-0.10.5-2

　　2. 热处理工艺

　　固溶处理：500℃×2h + 水淬

　　时效处理：

　　T6状态：120℃×24h + 160℃×8h

　　T7状态：170℃×16h（提高尺寸稳定性）

　　深冷处理：-196℃×24h（可选）

　　3. 表面处理

　　阳极氧化：可形成50μm硬质氧化层

　　微弧氧化：表面硬度可达2000HV

　　PVD镀层：适合DLC、TiN等硬质镀层

　　典型应用案例

　　案例1：7nm光刻机精密导轨

　　技术要求：

　　热变形<0.1μm/℃

　　振动衰减系数>0.05

　　尺寸稳定性<1ppm/年

　　解决方案：

　　采用T7热处理状态

　　配合微弧氧化表面处理

　　实现定位精度0.5nm

　　案例2：新能源汽车一体化压铸模

　　技术优势：

　　冷却效率提高40%

　　模具寿命达15万次

　　重量减轻60%

　　经济效益：

　　单件成本降低35%

　　生产节拍提升25%

　　材料对比分析

　　特性对比Alumold-5007075-T6AISI H13

　　比强度(MPa·cm³/g)20.717.819.2

　　热导率(W/m·K)18513024

　　热膨胀系数(10⁻⁶/K)222312

　　加工难度指数1.51.02.0

　　相对成本3.01.01.8