Alumold400铝合金切削加工性能解析

　　ALUMOLD400 铝合金技术规格与应用指南

　　一、材料概述

　　ALUMOLD400是Hydro集团新开发的超高性能模具铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金的版本，代表了当前铝合金模具材料的高技术水平。

　　产品定位

　　替代传统模具钢的高端选择

　　专门为极端工况设计

　　适用于超高精度要求场景

　　二、关键性能参数

　　1. 机械性能指标

　　状态 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(%) 硬度(HB) 冲击韧性(J/cm²)

　　F 400-420 330-350 7-9 130-140 35-40

　　T6 580-610 540-560 4-6 195-205 25-28

　　T651 590-620 550-570 3-5 200-210 24-26

　　T7 540-560 490-510 5-7 180-190 30-33

　　2. 物理特性比较

　　特性 ALUMOLD400 P20模具钢 优势比

　　密度(g/cm³) 2.83 7.85 降低64%

　　热导率(W/m·K) 165 42 提高293%

　　比刚度(10⁶m²/s²) 26.1 12.8 提高104%

　　热扩散率(mm²/s) 68 11 提高518%

　　三、突破性技术特点

　　1. 微观结构创新

　　纳米级沉淀相(5-10nm)均匀分布

　　超细晶粒结构(平均晶粒尺寸<5μm)

　　独特的多尺度强化机制

　　2. 表面性能

　　可达到RA 0.005μm的超镜面效果

　　耐磨性比ALUMOLD350提高30%

　　抗热疲劳寿命超过300万次

　　3. 极端环境稳定性

　　连续工作温度可达300℃

　　抗蠕变性能优于传统铝合金3倍

　　热变形率<0.02mm/m(200℃)

　　四、典型应用领域

　　1. 超精密注塑成型

　　光学级透镜模具(菲涅尔透镜等)

　　微纳结构复制模具

　　医用植入物模具

　　2. 高端压铸应用

　　一体化压铸车身结构件

　　超薄壁电子外壳(厚度<0.5mm)

　　高导热散热元件

　　3. 特殊成型工艺

　　玻璃模压成型(GMP)

　　纳米压印光刻(NIL)

　　微机电系统(MEMS)制造

　　Alumold400化学成分：

　　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

　　铝 Al ：余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　Alumold400力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥310

　　条件屈服强度 σ0.2 (M其他：

　　单个：0.05 合计：0.15 Pa)：≥260

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　Alumold400热处理规范：

　　均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　完全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

　　快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　六、先进加工技术

　　1. 热处理工艺

　　多级固溶: 485℃/1h→500℃/1h

　　超快淬火: 冷却速率>300℃/s

　　分级时效: 100℃/6h→140℃/8h→180℃/10h

　　2. 精密加工参数

　　工艺 刀具材料 切削速度 进给量 注意事项

　　超精铣 单晶金刚石 1500-2000m/min 0.01-0.03mm/齿 恒温控制±0.5℃

　　微细钻孔 超细晶硬质合金 120-150m/min 0.02-0.05mm/rev 高频振动辅助

　　EDM加工 铜钨电极 0.5-1.0A微细放电 0.001-0.003mm/脉冲 油基介质

　　七、表面强化技术

　　复合镀层技术

　　纳米晶Ni-P-TiN化学镀

　　厚度: 15-20μm

　　硬度: 1100-1200HV

　　离子注入改性

　　注入元素: N+Ti复合注入

　　改性层深度: 0.5-1.0μm

　　表面硬度: 2500-3000HV

　　激光熔覆强化

　　熔覆材料: Al-Si-TiC复合粉末

　　熔覆层厚度: 0.3-0.8mm

　　结合强度: >350MPa