Alumold400模具铝材料的热疲劳性能对比

　　ALUMOLD 400 铝合金板材完整技术指南

　　一、材料基础信息

　　ALUMOLD 400是专为高端模具应用研发的改良型7xxx系列铝合金，由北美铝业公司开发，具有优异的综合性能平衡。

　　Alumold400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

　　机械能力学能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学能

　　试样尺寸：直径≤150

　　屈服276Mpa

　　弯曲极限强度228 MPa 103 MPa

　　泊松比0.330

　　疲劳强度 62.1 MPa

　　固溶温度是：520℃

　　退火温度为：415℃?(2-3)h以28℃/h降温速度从415℃冷至260℃。

　　熔化温度：615～655℃。

　　比热容：90

　　技术标准AMS--A-250/11

　　质量特征

　　密度：2.710g/cm3。

　　泊松比：20℃(68F)时为0.33。

　　弹模量：拉伸：69GPa(10×106psi)

　　【Alumold400状态简介】

　　铝合金基本状态代号：

　　·F 自由加工状态

　　适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学能不作规定(不常见)

　　·O 退火状态

　　适用于经退火获得强度的加工产品(偶尔会出现)

　　·H 加工硬化状态

　　适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理(一般为非热处理强化型材料)

　　·W 固熔热处理状态

　　一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段(不常见)

　　·T 热处理状态

　　(不同于F、O、H状态)

　　2. 物理特性

　　密度：2.80 g/cm³

　　热膨胀系数：23.8×10⁻⁶/K (20-200°C)

　　热导率：140 W/(m·K)

　　比热容：900 J/(kg·K)

　　三、典型应用场景

　　1. 塑料模具制造(70%应用)

　　汽车领域：保险杠模具、仪表板模具

　　电子领域：手机外壳模具、笔记本电脑壳体模具

　　优势体现：

　　比传统模具钢快3倍的冷却速度

　　可减少30%成型周期时间

　　2. 高端机械工程(20%应用)

　　半导体设备：晶圆传输机械臂

　　医疗设备：CT扫描仪旋转支架

　　光学仪器：激光切割机导轨

　　3. 特殊领域应用(10%)

　　航空航天：无人机结构件

　　国防：轻量化装甲组件

　　四、加工技术指南

　　1. 机加工参数优化

　　工序切削速度(m/min)进给(mm/齿)切削深度(mm)刀具建议

　　粗加工350-4500.15-0.203-5硬质合金

　　精加工600-8000.05-0.080.5-1.5PCD刀具

　　钻孔(Φ10mm)30-400.10-0.15-钴高速钢

　　2. 热处理规范

　　固溶处理：

　　温度：470±5°C

　　保温时间：1小时/25mm厚度

　　淬火转移时间：<10秒

　　时效处理：

　　单级时效：120°C×24h

　　双级时效：105°C×8h + 160°C×12h(更高韧性)

　　五、表面处理方案

　　1. 阳极氧化处理

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚：25-50μm

　　硬度：HV 400-600

　　击穿电压：>300V

　　2. 特种涂层

　　DLC涂层：

　　厚度：2-5μm

　　摩擦系数：0.05-0.15

　　适用温度：-200°C至400°C

　　六、质量管控体系

　　1. 认证标准

　　ASTM B209：铝及铝合金板材标准

　　AMS 4343：航空航天材料规范

　　ISO 6361：变形铝及铝合金通用标准

　　2. 检测项目

　　超声波探伤：符合AMS 2630 Class A

　　残余应力测试：<70MPa(X射线衍射法)

　　尺寸公差：符合ISO 2768-mK级

　　七、与竞品对比分析

　　特性ALUMOLD 400ALUMOLD 1507075-T6516061-T6

　　强度★★★★★★★★★★★★★★

　　韧性★★★★★★★★★★★★★★★

　　抛光性★★★★★★★★★★★★★★

　　热导率★★★★★★★★★★★★★★★

　　耐蚀性★★★★★★★★★★

　　八、使用注意事项

　　储存要求：

　　应存放在干燥环境(相对湿度<60%)

　　不同金属材料需隔离存放

　　加工建议：

　　推荐使用水溶性切削液

　　粗加工后建议进行160°C×4h的去应力退火

　　应用限制：

　　不建议长期在150°C以上环境使用

　　pH值

　　焊接性能：

　　可焊性评级：中等

　　推荐焊接方法：TIG焊接(4043焊丝)

　　焊后需立即进行时效处理

　　该材料特别适用于需要兼顾高强度、优异热传导性和良好机加工性能的精密模具应用，相比传统模具钢可减轻重量65%以上，显著提高生产效率。