Alumold-350模具铝合金化学成分与力学性能全解析

　　Alumold-350 模具铝深度解析

　　——超高强度、高耐热模具专用铝合金

　　一、核心特性总览

　　特性数值/描述

　　材料类型超硬Al-Zn-Mg-Cu系铝合金（7xxx系增强版，专为极端工况优化）

　　硬度（热处理后）42-46 HRC（接近部分工具钢水平，如P20钢）

　　抗拉强度≥480 MPa（优于Alumold 150，接近S7工具钢）

　　导热系数140-160 W/m·K（仍优于钢材，适合快速冷却）

　　热膨胀系数23.2×10⁻⁶/°C（与模具钢接近，降低热配合风险）

　　高工作温度300°C短期 / 250°C长期（适合高温塑料如PEEK、PC+GF）

　　抛光性SPI-A0级镜面（Ra≤0.012μm，光学级表面）

　　核心优势：

　　钢模替代：在高温塑料注塑或低压压铸中可替代部分H13钢应用，减重50%以上。

　　极端寿命：玻璃纤维增强塑料（如PA66+GF50%）模具寿命可达100万次以上。

　　Alumold-350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。

　　三、典型应用场景

　　(1) 高温塑料注塑模具

　　工程塑料：PEEK、PEI（如航空航天部件）、PC+GF50%（汽车结构件）。

　　LED透镜模：需耐高温+超高抛光（避免材料降解粘模）。

　　(2) 精密压铸模具（非铝压铸）

　　锌/镁合金压铸：5G基站壳体、汽车传感器外壳（模温≤400°C）。

　　镶件与模芯：替代钨钢，降低热疲劳开裂风险。

　　(3) 工业耐高温部件

　　半导体热压焊头：需高导热+低热变形。

　　高温夹具：用于碳纤维预浸料固化（180-250°C工况）。

　　四、加工与热处理指南

　　1. 机械加工

　　刀具必选：

　　金刚石涂层铣刀（Vc≥350m/min）

　　CBN车刀（精加工表面Ra≤0.4μm）

　　参数案例（φ10mm端铣刀）：

　　复制代码

　　转速：6000 RPM | 进给：800 mm/min | 切深：0.2mm（精加工）

　　2. 热处理工艺

　　固溶处理：480°C ±5°C × 6h → 水淬（需强力搅拌避免quench cracking）。

　　双级时效：

　　阶段：120°C × 8h（预析出）

　　第二阶段：160°C × 24h（峰值硬度）

　　3. 表面强化方案

　　工艺效果适用场景

　　镍-金刚石复合镀硬度≥3000 HV，耐磨性提升10倍玻璃纤维增强塑料模腔

　　等离子氮化表面硬度1200 HV，耐腐蚀医疗级模具（防细菌附着）

　　激光熔覆WC-Co局部耐温达800°C压铸模浇口/分流锥

　　五、与竞品性能对比

　　材料优势局限性

　　Alumold-350硬度高、耐温性成本极高（≈H13钢的2倍）

　　H13钢耐温600°C+，抗热震性强重量大，加工耗时

　　Alumold 150性价比平衡耐温≤250°C

　　铜铍合金导热率≥200 W/m·K有毒，价格天价（$500/kg）

　　六、关键注意事项

　　应力消除：粗加工后需200°C × 4h去应力，避免EDM加工变形。

　　防腐管理：避免长期接触pH<4的化学物质（如PVC加工助剂）。

　　焊接修复：真空电子束焊，焊后必须重新固溶时效。

　　总结

　　Alumold-350 是模具铝的选择，适用于同时要求超高硬度、耐高温、高抛光的极端工况（如航空航天PEEK注塑或高精度压铸）。其性能已模糊铝与钢的界限，但成本和加工难度较高，适合高端制造领域。