HOKOTOL模具铝高精度CNC加工与热处理性能深度解析

　　HOKOTOL模具铝全面技术解析

　　HOKOTOL是日本轻金属株式会社(Nippon Light Metal)开发的高性能模具专用铝合金系列，以其优异的切削性、抛光性和尺寸稳定性著称。该系列包含多个细分牌号，主要针对不同模具应用需求而优化。

　　HOKOTOL实测化学成分：

　　硅Si：0.50

　　铁Fe: 0.50

　　铜Cu：3.8-4.9

　　锰Mn：0.30-1.0

　　镁Mg：1.2-1.8

　　铬Cr：0.10

　　锌Zn：0.25

　　铝Al：余量

　　HOKOTOL力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：110-136

　　伸长率 δ10 (%)： ≥20

　　退火温度为：415℃。

　　屈服强度 σs (MPa) ≥110

　　伸长率 δ5 (%) ≥12

　　试样毛坯尺寸 所有壁厚

　　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。

　　一、基础材料信息

　　1. 系列成员及典型成分(wt%)

　　牌号CuSiMgNi其他主要特性

　　HOKOTOL-2002.5-3.50.5-1.00.3-0.80.8-1.3Fe≤0.2高硬度

　　HOKOTOL-3001.0-1.80.8-1.21.0-1.5-Zn≤0.1高韧性

　　HOKOTOL-4000.8-1.20.3-0.70.5-1.01.5-2.0Mn≤0.3耐热性

　　2. 材料标准对照

　　JIS标准：H5102(类似)

　　ISO标准：AlCu3NiMg(近似)

　　企业标准：NLM HOKOTOL系列

　　二、关键性能指标

　　1. 力学性能对比(热处理后)

　　参数HOKOTOL-200HOKOTOL-300HOKOTOL-400

　　抗拉强度(MPa)480-520420-450380-420

　　屈服强度(MPa)430-460380-410350-380

　　伸长率(%)8-1012-1510-12

　　硬度(HB)150-160130-140140-150

　　2. 物理特性

　　密度：2.8-2.85 g/cm³(各型号有微小差异)

　　热膨胀系数：22.5×10⁻⁶/K(20-100℃)

　　热导率：130-150 W/(m·K)

　　电阻率：45-50 nΩ·m

　　三、热处理工艺方案

　　1. 标准热处理流程

　　固溶处理：

　　温度：500-520℃(视具体牌号)

　　时间：1.5-2h/25mm厚度

　　冷却：70℃水淬

　　时效处理：

　　T6状态：165℃×8-12h

　　T7状态：190℃×6-8h(提高尺寸稳定性)

　　2. 特殊处理技术

　　深冷处理：-196℃液氮处理2h→时效(提升耐磨性)

　　热机械处理：热轧→淬火→冷轧→时效(强度提高20%)

　　四、加工制造特性

　　1. 切削加工参数推荐

　　工序切削速度(m/min)进给(mm/rev)注意事项

　　车削250-3500.1-0.25使用PVD涂层刀具

　　铣削180-2800.05-0.15推荐压缩空气冷却

　　钻孔50-800.08-0.12高螺旋角钻头

　　攻丝10-15-使用含钴丝锥

　　2. 电火花加工(EDM)要点

　　电极材料：铜钨合金佳

　　放电电流：15-25A(粗加工)，3-8A(精加工)

　　脉冲宽度：50-100μs

　　表面变质层：≤15μm(需后续抛光)

　　五、主要应用领域

　　1. 注塑模具

　　光学级模具：导光板、镜头模组

　　医疗制品模具：注射器、输液部件

　　精密齿轮模具：模数<0.5的塑料齿轮

　　2. 压铸模具

　　锌合金压铸：手机中框、装饰件

　　镁合金压铸：笔记本外壳、相机机身

　　低熔点合金：铅锡合金模具

　　3. 其他精密应用

　　半导体封装：引线框架成型模

　　汽车灯具：LED反光杯模具

　　日用品：化妆品包装模具

　　六、表面处理技术

　　1. 表面强化方案

　　技术处理条件效果

　　微弧氧化碱性电解液, 400V硬度达1500HV

　　等离子渗氮500℃×10h, N₂+H₂耐磨性提高5倍

　　DLC涂层PVD工艺, 200℃摩擦系数0.1-0.2

　　2. 抛光工艺流程

　　机械抛光：

　　钻石膏序列：45μm→15μm→6μm→1μm

　　转速：600-1500rpm(逐级提高)

　　电解抛光：

　　电解液：磷酸+体系

　　电流密度：30-50A/dm²

　　时间：3-5分钟

　　七、典型应用案例

　　案例1：手机导光板模具

　　材料：HOKOTOL-300

　　模具尺寸：200×150×30mm

　　表面粗糙度：Ra0.02μm

　　寿命：>200万次注塑

　　案例2：锌合金首饰压铸模

　　材料：HOKOTOL-200

　　模腔数：8腔

　　工作温度：200-250℃

　　生产周期：15万模次后修复

　　案例3：医用塑料齿轮模具

　　材料：HOKOTOL-400

　　齿轮精度：DIN 5级

　　模具公差：±3μm

　　特殊处理：表面渗氮

　　八、维护与保养

　　1. 使用前处理

　　除应力：200-250℃×4h(粗加工后)

　　表面钝化：铬酸盐处理(提高耐蚀)

　　2. 日常维护

　　清洁：使用专用铝合金清洁剂

　　防锈：定期涂抹防锈油(非含硅油)

　　存放：恒温恒湿(23±2℃，RH45-55%)

　　3. 修复技术

　　激光熔覆：局部损伤修复

　　冷焊修补：微小缺陷修补

　　重新抛光：每5万模次表面刷新

　　HOKOTOL系列模具铝通过jingque的合金设计和严格的生产控制，在精密模具领域展现出zhuoyue的综合性能，特别适合对表面质量、尺寸稳定性和使用寿命有严苛要求的应用场景。