Alumold150铝合金冲压成形过程的有限元模拟与实验验证

　　Alumold150实测化学成分：

　　Al :余量

　　硅 Si :≤0.25

　　铜 Cu :≤0.10

　　镁 Mg:2.2~2.8

　　锌 Zn:≤0.10

　　锰 Mn:≤0.10

　　铬 Cr:0.15~0.35

　　铁 Fe: 0.000~ 0.400

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　Alumold150力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥205

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥170

　　伸长率 δ5 (%)：≥9

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。Alumold150用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用Alumold150;适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　规格：厚度：0.08-4.0 ; 宽度：8.0-600

　　2. 物理性能

　　参数数值

　　密度2.68 g/cm³

　　热导率（20℃）170 W/(m·K)

　　线膨胀系数（20-100℃）21.6×10⁻⁶/℃

　　电阻率3.2 μΩ·cm

　　二、机械性能（T6热处理状态）

　　性能指标测试标准（ISO 6892-1）典型值

　　抗拉强度（Rm）室温350-380 MPa

　　屈服强度（Rp0.2）室温290-320 MPa

　　延伸率（A50mm）室温4-6%

　　布氏硬度（HBW 2.5/62.5）-105-115

　　疲劳极限（10⁷ cycles）轴向加载120 MPa

　　三、核心优势

　　1. 模具专用性能

　　高热稳定性：在200℃环境下持续工作1000小时，强度衰减＜5%

　　低热变形率：温度每升高100℃，尺寸变化仅0.012%

　　zhuoyue的抛光性：可达到镜面级（Ra≤0.02μm），适合光学透镜模具

　　2. 加工优势

　　切削效率：比普通6061铝合金提高40%（相同刀具寿命下）

　　刀具寿命：硬质合金刀具单刃加工量可达1200米（推荐切削参数见第四节）

　　3. 表面处理兼容性

　　处理工艺适配性备注

　　硬质阳极氧化★★★★★膜厚可达50μm（HV≥800）

　　微弧氧化（MAO）★★★★☆陶瓷层厚度30-100μm

　　化学镀镍★★★★结合力≥15MPa

　　四、典型工业应用

　　1. 高精度注塑模具

　　光学器件：手机镜头模组、AR/VR镜片（表面粗糙度Ra≤0.05μm）

　　医疗部件：胰岛素笔芯模具（公差±5μm）

　　电子封装：IC托盘模具（需防静电处理）

　　2. 压铸辅助系统

　　模温控制模块：热响应速度比H13钢快3倍

　　真空镶件：孔隙率＜0.05%，确保密封性

　　3. 快速成型（AM）

　　3D打印随形冷却模具：与SLM工艺兼容，热导率保持率＞90%

　　五、加工技术规范

　　1. CNC铣削推荐参数

　　gcode复制代码; 半精加工（φ8mm 金刚石涂层立铣刀）S15000       ; 主轴转速 15000 RPMF6000        ; 进给速率 6 m/minap 1.2mm     ; 轴向切深ae 0.4mm     ; 径向切深Coolant : Emulsion (5% concentration)

　　2. 热处理工艺

　　固溶处理：540℃±5℃ × 8h → 水淬（转移时间＜10s）

　　时效处理：175℃±3℃ × 12h → 空冷

　　尺寸变化：处理后总收缩率0.08-0.12%（需预留加工余量）

　　3. 焊接修复

　　焊丝选择：ER4047（AlSi12）

　　TIG参数：DCEN, 电流90-130A, Ar≥99.99%保护

　　六、竞品对比与选型

　　特性Alumold 1507075-T651A380

　　模具寿命（注塑次数）800,000+不适用200,000

　　热导率17013096

　　机加工成本指数1.01.80.7