Alumold400铝合金模具用于汽车零部件快速成型的案例

　　Alumold-400 圆棒铝合金：用途及特性详解

　　1. 基本介绍

　　Alumold-400 是一种超高强度、高耐磨的铝合金材料，专为高负荷模具、精密工程及航空航天应用设计。相较于 Alumold-350，它在强度、耐热性和抗疲劳性能上进一步提升，适用于长期高应力环境。

　　Alumold400化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 g：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 n：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　Alumold400力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)

　　抗拉强度(25°C Pa)---472

　　屈服强度(25°C Pa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　剪应力(Pa)---285

　　注 ：管材室温力学性能

　　试样尺寸：壁厚/ (所有)

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.90g/c3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152Pa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331Pa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317Pa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：光滑无缺口试件在R·R·oore型测试中循环5×108次，为159Pa(23ksi)。

　　2. 主要特性

　　(1) 机械性能

　　超高强度（T6/T7热处理后）：

　　抗拉强度：400-450 MPa（接近某些低合金钢）

　　屈服强度：350-380 MPa

　　硬度（HB）：130-150（比 Alumold-350 更高）

　　优异的耐磨性：添加**硅（Si）、铜（Cu）、镁（Mg）**等强化元素，减少模具磨损，延长使用寿命。

　　抗疲劳性能强：适用于高频次开合模具（如注塑模、压铸模）。

　　(2) 加工性能

　　可加工性良好（但比 Alumold-350 稍难）：

　　推荐使用硬质合金刀具，低速高进给加工。

　　适用于CNC铣削、车削、电火花加工（EDM）。

　　抛光性能：可达到 Ra < 0.05μm 的超镜面效果，适用于光学级模具（如镜头、导光板）。

　　(3) 热性能

　　高热导率（~170 W/m·K）：比钢高4-6倍，适用于快速冷却模具（如薄壁注塑件）。

　　低热膨胀系数（~22×10⁻⁶/°C）：高温下尺寸稳定，减少变形。

　　(4) 耐腐蚀性

　　在一般工业环境下表现良好，但长期暴露在酸性、高湿度或盐雾环境时，建议进行：

　　硬质阳极氧化（Hard Anodizing）

　　化学镀镍（Electroless Nickel Plating）

　　3. 典型用途

　　(1) 高端模具制造

　　高精度注塑模具（汽车灯罩、医疗设备、光学透镜）

　　压铸模镶件（适用于铝、镁合金压铸）

　　吹塑模具（PET瓶、化妆品包装）

　　(2) 航空航天 &

　　飞机结构件（轻量化支架、舱门部件）

　　导弹/无人机部件（需高强度+低重量）

　　(3) 半导体 & 精密机械

　　真空腔体、载具（低热变形+高刚性）

　　机器人关节、精密夹具

　　4. 对比其他铝合金（Alumold-350 vs. 400 vs. 7075）

　　特性Alumold-400Alumold-3507075-T6

　　抗拉强度 (MPa)400-450350-400500-550

　　硬度 (HB)130-150120-130150-160

　　热导率 (W/m·K)~170~160~130

　　适用模具寿命20万-30万次10万-20万次不推荐长期模具使用

　　主要优势高强度+耐磨平衡性能超高强度但易裂

　　注：7075 虽然强度更高，但韧性差、易应力腐蚀开裂，不适合长期模具应用。

　　5. 使用注意事项

　　(1) 热处理优化

　　推荐 T6 或 T7 处理（固溶+人工时效），但需控制冷却速率，避免变形。

　　若用于高温环境（>150°C），建议采用T7 过时效处理以提高稳定性。

　　(2) 加工建议

　　刀具选择：硬质合金或金刚石涂层刀具。

　　切削参数：低转速、高进给，避免粘刀。

　　(3) 设计优化

　　避免尖锐棱角，防止应力集中导致开裂。

　　对于大型模具，可采用预硬化材料以减少后续热处理变形。