HOKOTOL铝合金模具材料技术规范与验收标准

　　HOKOTOL 铝合金板材综合技术分析

　　一、材料概述

　　HOKOTOL是一种日本研发的高性能铝合金板材，属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金，具有特殊的热处理工艺和合金配方。

　　HOKOTOL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)

　　【HOKOTOL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)

　　1. 机械性能

　　抗拉强度：650-700 MPa

　　屈服强度：600-650 MPa

　　延伸率：8-10%

　　硬度：HRB 95-100

　　断裂韧性：30-35 MPa·m¹/²

　　2. 物理特性

　　密度：2.83 g/cm³

　　热膨胀系数：23×10⁻⁶/°C (20-200°C)

　　热导率：125 W/(m·K)

　　电阻率：45 nΩ·m

　　三、主要应用领域

　　1. 航空航天(40%)

　　飞机结构件：

　　机身龙骨梁

　　机翼主承力框

　　起落架支撑结构

　　航天器部件：

　　火箭燃料储箱

　　卫星承力结构

　　2. 高端模具(35%)

　　大型压铸模具：

　　汽车发动机缸体模具

　　变速箱壳体模具

　　精密注塑模具：

　　汽车灯具模具

　　电子设备外壳模具

　　3. 特殊工业(25%)

　　装备：

　　装甲车辆结构件

　　轻量化武器平台

　　能源设备：

　　风力发电机轮毂

　　核电设备支撑结构

　　四、加工技术规范

　　1. 切削加工参数

　　加工方式切削速度(m/min)进给量(mm/rev)切削深度(mm)刀具推荐

　　粗铣280-3500.15-0.253-5硬质合金

　　精铣400-5500.05-0.100.2-0.5PCD刀具

　　钻孔25-400.10-0.15-钴高速钢

　　2. 热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：465-475°C

　　时间：1.5h/25mm

　　淬火介质：聚烷撑二醇溶液

　　多级时效：

　　阶段：100°C×6h

　　第二阶段：140°C×10h

　　第三阶段：170°C×6h

　　五、表面处理方案

　　1. 防护处理

　　微弧氧化：

　　膜厚：50-80μm

　　硬度：HV 800-1000

　　耐蚀性：1500h盐雾试验

　　复合镀层：

　　镍-碳化硅复合镀

　　厚度：30-50μm

　　摩擦系数：0.12-0.15

　　2. 功能处理

　　激光表面合金化：

　　表面硬度：HV 1200-1500

　　耐磨性提高：3-5倍

　　热影响区深度：0.1-0.3mm

　　六、质量控制标准

　　1. 认证体系

　　JIS H 4040：日本工业标准

　　AMS 4348：航空航天材料规范

　　NADCAP：特种工艺认证

　　2. 检测要求

　　超声波探伤：符合ASME V标准

　　金相检验：晶粒度5-6级

　　残余应力测试：<60MPa

　　七、材料性能对比

　　特性HOKOTOL7075-T62024-T36061-T6

　　强度★★★★★★★★★★★★★★

　　韧性★★★★★★★★★★★★

　　耐蚀性★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★★★★★★

　　成本★★★★★★★★

　　八、使用技术要点

　　应力控制：

　　粗加工后推荐：振动时效处理

　　精加工前推荐：160°C×4h去应力退火

　　腐蚀防护：

　　海洋环境必须采用：阳极氧化+封闭+涂层

　　化学介质环境：建议使用PTFE涂层

　　焊接工艺：

　　推荐焊接方法：FSW搅拌摩擦焊

　　焊后必须进行：时效处理

　　极限参数：

　　高工作温度：200°C(短时)/150°C(长期)

　　低工作温度：-253°C(液氢温度)

　　HOKOTOL铝合金特别适用于对强度/重量比要求极高的应用场景，其性能接近某些钛合金但成本仅为1/3，是实现轻量化的高端解决方案。