Alumold-500铝合金的力学性能与化学成分全解析

　　Alumold-500 超高性能模具铝合金 综合技术解析

　　Alumold-500化学成分：

　　硅 Si ：0.40 ;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.6～3.6 ;

　　锌 Zn：0.2 ;

　　锰 Mn：0.50 ;

　　铬Cr ：0.30 ;

　　铁 Fe： 0.40;

　　Ti：0.05;

　　铝 Al ：余量 。

　　Alumold-500力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：165～265。

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥90

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：无缝管的力学性能

　　试样尺寸：直径>12.5

　　Alumold-500热处理工艺：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10min或10～30min;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　二、核心力学性能（T7651状态）

　　性能指标数值范围测试标准

　　抗拉强度620-650 MPaASTM E8

　　屈服强度560-580 MPaASTM E8

　　延伸率8-10%ASTM E8

　　硬度94-96 HRBASTM E18

　　断裂韧性36-38 MPa·√mASTM E399

　　特殊性能：

　　热导率：158 W/(m·K)（优于模具钢5倍）

　　比刚度：27.5×10⁶ m²/s²（接近钛合金水平）

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/℃（20-200℃）

　　三、典型工业应用

　　3.1 高端注塑模具

　　适用材料：

　　工程塑料：PC, PEEK, PPS等

　　光学塑料：PMMA, COC

　　寿命表现：

　　普通注塑：60-80万模次（相当于P20钢模70%寿命）

　　玻纤增强材料：30-40万模次

　　3.2 精密压铸模具

　　适用合金：

　　锌合金（≤400℃）

　　镁合金（需表面处理）

　　优势：

　　冷却速度比H13钢快60%

　　模具重量减轻65%

　　3.3 特殊成型工具

　　光学透镜模具：

　　表面粗糙度可达Ra<0.01μm

　　透光面精度PV<0.1μm

　　IMD/OMD模具：

　　适合高精度薄膜成型

　　热变形量<0.005mm/100℃

　　四、热处理与加工工艺

　　4.1 热处理规范

　　固溶处理：

　　温度：480±5℃

　　时间：90分钟（厚度≤50mm）

　　冷却：强制水冷（>250℃/s）

　　时效处理：

　　阶段1：120℃×24h

　　阶段2：165℃×8h

　　阶段3：100℃×12h（稳定化处理）

　　显微组织特征：

　　晶粒尺寸：ASTM 8级

　　强化相：η'相（MgZn₂）占比25-28%

　　位错密度：8×10⁹/cm²

　　4.2 机械加工指南

　　工艺参数范围刀具推荐

　　铣削转速：6000-8000 RPM

　　进给：0.04-0.06 mm/tooth金刚石涂层铣刀

　　车削切削速度：180-220 m/min

　　进给：0.1-0.15 mm/revPCBN刀具

　　钻孔转速：2500-3000 RPM

　　进给：0.05-0.08 mm/revTiAlN涂层钻头

　　特殊加工建议：

　　精加工前需进行-20℃×2h冷处理消除应力

　　电解抛光可提升表面质量至Ra<0.005μm

　　五、表面处理方案

　　处理方式技术参数性能提升

　　硬质阳极氧化膜厚：40-50μm

　　硬度：HV1500-1800耐磨性提高5倍

　　化学镀镍厚度：15-20μm

　　孔隙率：≤2个/cm²耐腐蚀性提升

　　TD处理VC涂层：5-8μm

　　硬度：HV2800-3000压铸模寿命延长3倍

　　六、与竞品材料对比

　　性能指标Alumold-500Alumold-400S136钢NAK80

　　密度(g/cm³)2.822.817.857.75

　　热导率(W/m·K)1581602924

　　加工成本比1.00.92.52.2

　　模具寿命(万模次)60-8040-60120-150100-120

　　七、模具设计规范

　　冷却系统设计：

　　水道间距：20-25mm（比钢模密集40%）

　　建议采用3D打印随形冷却水道

　　结构优化：

　　小壁厚：6mm（对应钢模12mm）

　　顶针配合公差：H6/g5

　　应用建议：

　　光学模具：先机械抛光至#8000，再电解抛光

　　高磨耗应用：建议TD处理+化学镀镍复合涂层