ALCA5铝合金在高端模具市场的应用现状

　　一、ALCA5铝合金基本特性

　　ALCA5实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　ALCA5铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/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)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　物理性能

　　密度：约2.78 g/cm³

　　熔点范围：510-640°C

　　导热系数：120-150 W/(m·K)

　　电导率：30-40% IACS

　　机械性能（以T6热处理状态为例）

　　抗拉强度：≥400 MPa

　　屈服强度：≥270 MPa

　　伸长率：8-12%

　　硬度：120-140 HB

　　热处理特性

　　可强化热处理（固溶+时效），常见状态：T3（固溶+冷加工）、T6（固溶+人工时效）。

　　二、核心优势与特性

　　高强度/重量比

　　比强度显著优于低碳钢，与部分钛合金接近，适合轻量化设计。

　　耐腐蚀性

　　自然氧化膜提供基础防护，但低于5系（Al-Mg）合金；

　　需阳极氧化或涂层保护用于恶劣环境（如海洋气候）。

　　加工性能

　　切削性良好（但Mg含量高时易粘刀）；

　　冷成型性中等，热成型推荐温度：350-450°C。

　　焊接性

　　可采用TIG/MIG焊接，但需匹配4xxx或5xxx系焊丝；

　　焊后建议重新热处理以恢复强度。

　　三、典型应用领域

　　1. 航空航天

　　部件举例：机身蒙皮、翼肋、起落架支撑结构

　　原因：高比强度满足减重要求，疲劳性能优于2xxx系合金。

　　2. 汽车工业

　　应用场景：悬挂部件、发动机支架、轻量化车身框架

　　案例：某电动汽车电池托盘采用ALCA5，减重15% vs 钢制方案。

　　3. 装备

　　装甲板、导弹壳体（需搭配陶瓷复合装甲增强防护）。

　　4. 通用机械

　　高负荷齿轮箱壳体、液压缸体（替代铸铁减重30%以上）。

　　四、同类材料对比（ALCA5 vs 2024 vs 7075）

　　特性ALCA52024-T37075-T6

　　抗拉强度 (MPa)400-450420-480520-570

　　耐蚀性中等较差差（需包铝）

　　切削加工性★★★☆★★★★★★☆☆

　　成本中等较低较高

　　注：ALCA5在强度与成本间取得平衡，适合对耐蚀性有中等要求的场景。

　　五、使用注意事项

　　设计建议

　　避免应力集中设计（缺口敏感性较高）；

　　厚度>6mm的部件建议预拉伸消除残余应力。

　　维护要求

　　定期检查表面腐蚀迹象（尤其接头处）；

　　接触其他金属时需绝缘防止电偶腐蚀。