HOKOTOL铝合金模具材料性能指标详解

　　HOKOTOL模具铝全面技术解析

　　HOKOTOL是日本住友轻金属(Sumitomo Light Metal)开发的高性能模具专用铝合金系列，在亚洲模具行业具有重要地位。作为ALUMEC系列的亚洲对应产品，HOKOTOL通过独特的合金设计和热处理工艺实现了zhuoyue的综合性能。

　　材料体系分类

　　HOKOTOL系列产品谱系

　　牌号主要合金系典型硬度(HB)核心特点适用领域

　　HOKOTOL-100Al-Zn-Mg-Cu170-190超高强度精密注塑模

　　HOKOTOL-85Al-Mg-Si-Cu140-160高导热快速循环模具

　　HOKOTOL-70Al-Cu-Mg120-140高韧性冲压成型模

　　HOKOTOL-55Al-Mg-Mn90-110耐腐蚀医疗食品模具

　　HOKOTOL实测化学成分：

　　Cu0.15-0.4-,

　　Si0.4-0.8,

　　Fe0.7-,

　　Mn0.15-,

　　Mg0.8-1.2-,

　　Zn0.25-,

　　Cr0.04-0.35-,

　　Ti0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能

　　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5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　物理性能参数

　　典型物理特性(HOKOTOL-100)

　　性能测试值测试标准比较基准

　　密度2.81 g/cm³JIS Z 8807比钢轻63%

　　热导率160 W/(m·K)JIS H 0505比SKD61高4.8倍

　　比热容900 J/(kg·K)JIS H 0504-

　　电阻率48 nΩ·mJIS H 0502-

　　磁导率1.02 μJIS C 2501非磁性材料

　　力学性能表现

　　标准热处理状态(T6X)

　　性能指标典型值测试方法

　　抗拉强度590-610 MPaJIS Z 2241

　　屈服强度530-550 MPaJIS Z 2241

　　延伸率8-10%标距50mm

　　断面收缩率25-30%JIS Z 2241

　　冲击韧性24-28 J/cm²JIS Z 2242

　　疲劳强度190 MPa10⁷次循环

　　高温强度保持率

　　温度(℃)强度保持率时间效应(100h)

　　10096%强度下降<2%

　　15087%下降5-7%

　　20072%下降15-18%

　　微观组织特征

　　强化相分布：

　　主要强化相：η'(MgZn₂)纳米颗粒(3-8nm)

　　次要强化相：S(Al₂CuMg)相

　　弥散相：Al₁₈Cr₂Mg₃相

　　晶粒结构：

　　平均晶粒尺寸：15-25μm(纵向)

　　再结晶程度：≤15%

　　亚晶结构：高密度位错墙

　　织构特征：

　　主要织构组分：铜型{112}

　　次要织构：旋转立方{001}

　　织构强度：3-5级(极图分析)

　　加工工艺规范

　　佳切削参数

　　加工方式刀具材质线速度(m/min)进给(mm/齿)吃刀量(mm)

　　粗铣涂层硬质合金300-4000.08-0.121.5-3.0

　　精铣PCD刀具800-12000.03-0.060.2-0.5

　　钻孔TiAlN涂层钻头60-800.05-0.08-

　　攻丝钴高速钢15-25匹配螺距-

　　特种加工建议

　　电火花加工：

　　佳电极：ISO-63石墨电极

　　参数设置：电流8-12A，脉宽50-100μs

　　表面白层控制：<15μm

　　激光加工：

　　适用激光：光纤激光(1064nm)

　　焦点直径：0.1-0.3mm

　　辅助气体：高纯氮气(99.99%)

　　热处理关键技术

　　三级时效工艺

　　预时效：

　　温度：80-90℃

　　时间：6-8h

　　目的：形成GP区核

　　阶梯升温：

　　阶段：110-120℃×4h

　　第二阶段：130-140℃×8h

　　第三阶段：150-160℃×4h

　　终稳定化：

　　温度：100-110℃

　　时间：12-16h

　　冷却：炉冷至50℃以下

　　热处理变形控制

　　尺寸范围(mm)预期变形量(mm)控制措施

　　≤1000.02-0.05预拉伸处理

　　100-3000.05-0.10应力释放夹具

　　>3000.10-0.15分段时效工艺

　　表面处理方案

　　阳极氧化技术

　　硬质阳极氧化：

　　电解液：基(15-20%)

　　电流密度：2.5-3.5A/dm²

　　膜层性能：硬度800-900HV，厚度40-60μm

　　微弧氧化：

　　电解液：硅酸盐体系

　　电压：350-450V

　　膜层特性：硬度1500-1800HV，多孔结构

　　复合镀层系统

　　镀层类型工艺要点性能指标

　　化学镀镍中磷(6-9%P)硬度500-600HV

　　DLC镀层PECVD法摩擦系数0.1-0.15

　　CrN涂层电弧离子镀耐温700℃

　　模具应用案例

　　电子连接器模具

　　典型要求：

　　插针间距公差±0.01mm

　　寿命要求50万次以上

　　表面粗糙度Ra<0.05μm

　　HOKOTOL方案：

　　选用HOKOTOL-100材料

　　采用镜面抛光(SPI A1级)

　　配合硬质阳极氧化处理

　　汽车灯罩模具

　　参数传统方案HOKOTOL方案

　　冷却时间25秒18秒

　　型腔温差±8℃±3℃

　　周期数15万次35万次

　　表面缺陷率1.2%0.3%

　　维护保养规范

　　日常维护要点

　　清洁规程：

　　使用pH中性清洗剂

　　禁止金属刮刀直接接触

　　干燥温度≤80℃

　　润滑标准：

　　顶针系统：二硫化钼润滑脂

　　导柱导套：合成酯类润滑油

　　润滑周期：每5000模次

　　翻新技术路线

　　表面再生工艺：

　　机械抛光→电解抛光→钝化处理

　　恢复原始表面粗糙度90%以上

　　激光修复技术：

　　使用AlSi10Mg粉末

　　工艺参数：功率300W，扫描速度800mm/s

　　修复区硬度≥基材85%

　　HOKOTOL系列通过精细的合金设计和严格的过程控制，在高精度模具领域展现出zhuoyue的性能平衡。其优异的导热性、适中的热膨胀系数和良好的加工性能，使其成为精密模具的理想选择，特别适合日本JIS标准体系下的高端模具制造需求。