Alumold400模具铝加工实现抗腐蚀高导热微合金化工艺

　　ALUMOLD 400模具铝解析

　　ALUMOLD 400是美国Kaiser Aluminum(凯撒铝业)开发的高端模具专用铝合金，专为高要求注塑模具和压铸模具设计，具有zhuoyue的机械性能、热传导性和抛光性。

　　Alumold400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

　　Alumold400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。

　　二、核心性能特点

　　1. 机械性能(T651状态)

　　抗拉强度：480-510 MPa

　　屈服强度：430-460 MPa

　　伸长率：10-12%

　　硬度：145-155 HB

　　断裂韧性：30-35 MPa·m¹/²

　　2. 物理特性

　　参数数值单位

　　密度2.82g/cm³

　　热导率170W/(m·K)

　　热膨胀系数23.210⁻⁶/K (20-100℃)

　　弹性模量72GPa

　　三、热处理工艺

　　1. 标准热处理流程

　　固溶处理：495-505℃×2h → 水淬

　　拉伸校直：1.0-2.0%变形量

　　人工时效：160-170℃×8-10h → 空冷

　　2. 特殊热处理方案

　　分级时效：120℃×6h → 160℃×6h(提高抗应力腐蚀能力)

　　稳定化处理：200℃×4h(提高尺寸稳定性)

　　四、加工制造性能

　　1. 机加工参数

　　工序切削速度(m/min)进给(mm/rev)刀具推荐

　　粗铣200-2400.15-0.30硬质合金

　　精铣280-3500.05-0.10PCD刀具

　　车削250-3000.08-0.15陶瓷刀具

　　钻孔60-800.10-0.15钴高速钢

　　2. 抛光工艺

　　机械抛光：

　　砂纸序列：320#→400#→600#→800#→1200#

　　钻石膏序列：9μm→3μm→1μm→0.5μm

　　电化学抛光：

　　电解液：磷酸-体系

　　电压：10-15V

　　时间：3-5分钟

　　五、典型应用领域

　　1. 高端注塑模具

　　光学元件：相机镜头、导光板、菲涅尔透镜

　　电子部件：连接器、微型开关外壳

　　医疗设备：高精度医疗器械、诊断设备部件

　　2. 压铸模具

　　汽车部件：变速箱壳体、发动机支架

　　3C产品：笔记本外壳、平板电脑框架

　　工业零件：液压元件、气动部件

　　3. 特殊应用

　　微注塑模具：微流控芯片、微型齿轮

　　高光模具：汽车内饰件、家电面板

　　快速成型：3D打印母模、复模用模具

　　六、表面处理技术

　　1. 阳极氧化方案

　　氧化类型膜厚(μm)硬度(HV)主要用途

　　普通氧化15-25350-450一般防护

　　硬质氧化50-80550-650耐磨应用

　　微弧氧化80-150800-1200极端工况

　　2. 其他表面处理

　　化学镀镍：厚度20-50μm，硬度500-600HV

　　PVD涂层：TiN、CrN等，提高耐磨性

　　激光熔覆：局部强化，硬度可达800HV

　　七、优势性能对比

　　特性ALUMOLD 40070756061模具钢P20

　　抛光性★★★★★★★★★★★★★★★★

　　热导率★★★★★★★★★★★★★

　　切削性★★★★★★★★★★★★★★

　　强度★★★★☆★★★★☆★★★★★★★★

　　成本比1008060120

　　八、使用与维护指南

　　加工前准备：

　　进行材料超声波探伤

　　粗加工后去应力退火(190℃×4h)

　　使用规范：

　　工作温度建议≤220℃(长期)

　　避免与钢铁材料直接摩擦接触

　　定期检查表面状况

　　维护保养：

　　使用专用铝合金保养剂

　　存放环境湿度控制40-60%RH

　　每5万模次进行全面检查

　　ALUMOLD 400凭借其优异的综合性能，特别适合对尺寸稳定性、热管理能力和表面质量要求极高的高端模具应用，是目前铝合金模具材料中的选择之一。