ALUMOLD圆棒铝合金的CNC加工参数

　　ALUMOLD铝合金技术解析

　　一、材料概述

　　ALUMOLD是专为模具工业开发的高性能铝合金系列，由美国肯联铝业(Constellium)研发生产，特别针对塑料注塑、吹塑和压铸模具应用优化。

　　ALUMOLD化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：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

　　ALUMOLD力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥480

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥177

　　伸长率 δ5 (%)：≥40

　　断面收缩率 ψ (%)：≥60

　　硬度 ：≤187HB;≤90HRB;≤200HV

　　密度：3.00g/cm3;

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤22

　　ALUMOLD热处理规范：

　　均匀化退火：加热480～495℃;保温12～14h;炉冷。

　　退火:加热390～430℃;保温时间30～120min;炉冷至300℃，空冷。

　　快速退火：加热350～370℃;保温时间为30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;人工时效185～195℃,6～12h,空冷;自然时效:室温96h。

　　二、核心特性

　　1. 物理性能

　　密度：2.80 g/cm³

　　热导率：160-180 W/(m·K) (25℃)

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/°C (20-200℃)

　　比热容：900 J/(kg·K)

　　电导率：34% IACS

　　2. 机械性能(H19状态)

　　抗拉强度：350-400 MPa

　　屈服强度：320-370 MPa

　　延伸率：8-12%

　　硬度：110-125 HB

　　疲劳强度：140 MPa (10⁷循环)

　　3. 模具专用性能

　　抛光性能：

　　可镜面抛光至Ra 0.01μm

　　无气孔、无夹杂物

　　蚀刻性能：

　　纹理转印精度±0.5μm

　　酸蚀均匀性>95%

　　热循环稳定性：

　　200℃下1000次循环变形<0.02%

　　热疲劳寿命比普通模具钢高3-5倍

　　三、典型应用领域

　　1. 塑料模具

　　光学级模具：透镜、导光板

　　精密电子件：连接器、外壳

　　医疗制品：注射器、输液器

　　2. 包装模具

　　薄壁容器：PET瓶胚、药瓶

　　食品包装：瓶盖、容器

　　化妆品包装：口红管、香水瓶

　　3. 特殊工艺模具

　　气体辅助成型：汽车内饰件

　　微发泡成型：轻量化结构件

　　双色成型：电子设备按键

　　四、技术对比分析

　　性能指标ALUMOLDP20模具钢6061-T6铜合金C17200

　　热导率(W/m·K)

　　冷却时间系数0.851.00.880.92

　　加工成本指数1.23.51.02.8

　　寿命(万次)50-80100-15010-2030-50

　　五、加工工艺要点

　　1. 模具加工工艺

　　粗加工：

　　切削速度：300-500 m/min

　　进给量：0.15-0.3 mm/齿

　　精加工：

　　切削速度：600-800 m/min

　　进给量：0.05-0.1 mm/齿

　　抛光工艺：

　　钻石研磨至#3000目

　　氧化铝抛光至0.05μm

　　2. 热处理规范

　　应力消除：

　　250℃×4h，空冷

　　残余应力<50 MPa

　　稳定化处理：

　　180℃×8h，炉冷

　　尺寸变化<0.005%

　　3. 表面处理

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚50-80μm

　　硬度≥800 HV

　　镍-PTFE复合镀：

　　摩擦系数<0.1

　　脱模力降低40%

　　DLC涂层：

　　膜厚2-3μm

　　耐磨性提高5倍

　　六、典型应用案例

　　手机镜头模具：

　　技术要求：

　　表面粗糙度Ra≤0.005μm

　　形位公差±0.5μm

　　热变形率<0.001%/℃

　　加工要点：

　　单晶金刚石刀具超精密加工

　　恒温车间(20±0.1℃)

　　振动抛光工艺

　　汽车LED灯罩模具：

　　工况参数：

　　工作温度180-220℃

　　成型周期15-20秒

　　注射压力150-200MPa

　　特殊处理：

　　纳米复合涂层

　　模温控制精度±0.5℃

　　冷却水道优化设计

　　七、选材决策指南

　　佳适用场景：

　　高光洁度要求的透明制品模具

　　快速循环生产的薄壁制品模具

　　复杂纹理转印的装饰件模具

　　热敏感塑料的精密成型模具

　　使用限制：

　　玻璃纤维含量>40%的增强塑料

　　成型温度>300℃的工程塑料

　　需要极高表面硬度的耐磨应用

　　超大尺寸模具(>1500mm)

　　ALUMOLD通过特殊的熔炼工艺(三级除气、陶瓷过滤)和均匀化处理，确保材料无内部缺陷。其优化的Cu(0.8-1.2%)-Mg(1.0-1.5%)-Si(0.6-0.9%)合金系统形成均匀细小的θ(Al₂Cu)和Mg₂Si强化相，配合专利的形变热处理工艺，获得独特的各向同性性能。模具寿命期内可保持±0.01mm的尺寸稳定性，建议每5万模次进行检测(包括超声波探伤和白光干涉仪表面分析)。