Alumold600铝合金的轻量化方案与成本对比

　　ALUMOLD-600 超高性能模具铝合金板材技术报告

　　一、材料基础信息

　　1. 材料分类

　　ALUMOLD-600 属于 Al-Mg-Si-Cu 系超高强度、高导热模具铝合金，专为超精密、长寿命、高导热模具需求设计，适用于极端工况下的模具应用。

　　Alumold600化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　Alumold600力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　Alumold600热处理规范：

　　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30～120in;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2～10in或10～30in;空冷。

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

　　三、机械性能

　　1. 标准力学性能（T6状态）

　　抗拉强度（UTS）：320-350 MPa

　　屈服强度（YS）：280-310 MPa

　　延伸率（%）：10-15%

　　硬度（HB）：95-105

　　弹性模量：70 GPa

　　冲击韧性：40-45 J/cm²（Charpy）

　　2. 高温性能（200℃）

　　抗拉强度保持率：≥85%

　　屈服强度保持率：≥80%

　　热疲劳寿命：≥100,000次（ΔT=300℃）

　　四、核心应用领域

　　1. 超精密注塑模具（50%）

　　光学镜片/透镜模具（Ra ≤ 0.01μm）

　　医疗级塑料部件模具（高光洁度要求）

　　微结构注塑模具（导光板、微流控芯片）

　　2. 高导热压铸模具（30%）

　　LED散热壳体压铸模

　　5G通信部件压铸模

　　3. 复杂结构模具（20%）

　　随形冷却注塑模具（3D打印内流道）

　　复合材料成型模具（碳纤维、玻璃纤维）

　　五、关键特性优势

　　1. 超高导热性 & 快速冷却

　　热导率 180 W/(m·K)，显著优于传统模具钢（~30 W/(m·K)），冷却效率提升 300%

　　适用于高光透明件、薄壁精密件等需快速冷却的应用

　　2. 超精密加工性能

　　镜面抛光可达 Ra ≤ 0.005μm，适合光学级模具

　　超精铣削、超精密电火花加工（微米级精度）

　　3. 优异的抗热疲劳性

　　10万次热循环无裂纹（ΔT=300℃），寿命优于普通模具铝

　　4. 轻量化 & 节能

　　重量仅为模具钢的 1/3，降低设备能耗

　　适用于高速注塑、多腔模、大型模具

　　六、热处理工艺

　　1. 标准热处理（T6）

　　固溶处理：530℃ × 4h → 水淬

　　人工时效：175℃ × 8h

　　2. 深冷处理（可选）

　　-196℃液氮处理×12h → 提升尺寸稳定性

　　3. 表面强化工艺

　　工艺效果适用场景

　　硬质阳极氧化硬度≥800HV高耐磨模具

　　PVD涂层（DLC类金刚石）超低摩擦系数光学模具

　　化学镀镍（Ni-P）防腐蚀医疗模具

　　七、模具制造技术要点

　　1. 加工参数建议

　　超精铣削：转速10,000-20,000 RPM，进给0.05-0.1mm/齿

　　超精EDM：推荐铜钨电极，低损耗模式

　　2. 冷却系统优化

　　3D打印随形冷却水道 → 冷却均匀性提升50%

　　热仿真优化（ANSYS/Moldflow） → 减少变形

　　3. 维护与修复

　　激光熔覆修复：适用于局部磨损修复

　　定期应力回火：每100,000次生产后做一次

　　八、质量控制标准

　　内部缺陷检测（X-CT扫描）：允许缺陷≤Φ0.2mm

　　硬度均匀性：±2 HB

　　尺寸公差：±0.01mm（超精密级）

　　总结

　　ALUMOLD-600 是专为超精密、高导热、长寿命模具开发的铝合金，特别适用于光学级注塑、5G通信部件、医疗器件等高端领域。相比传统模具材料，其超高导热性、超精密加工性和轻量化特性可大幅提升生产效率并降低能耗，是未来精密制造业的关键材料。