TKUltra7精密加工耐用的模具铝解决方案

　　TKUltra7模具铝深度技术解析

　　一、材料背景与定位

　　TKUltra7是日本轻金属株式会社开发的超高强度模具专用铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu-Ti系合金，代表了当前模具铝合金的高性能水平。

　　TKUltra7实测化学成分：

　　Cu0.15-0.4-,

　　Si0.4-0.8,

　　Fe0.7-,

　　Mn0.15-,

　　Mg0.8-1.2-,

　　Zn0.25-,

　　Cr0.04-0.35-,

　　Ti0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　三、核心物理性能

　　密度：2.87 g/cm³

　　热导率：140 W/(m·K) @25°C

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/°C (20-200°C)

　　电阻率：42 nΩ·m

　　四、机械性能(峰值时效状态T77)

　　性能指标典型值测试标准

　　抗拉强度650-700 MPaJIS Z 2241

　　屈服强度600-650 MPaJIS Z 2241

　　延伸率8-10%JIS Z 2241

　　硬度180-200 HBJIS Z 2243

　　断裂韧性30-35 MPa·√mASTM E399

　　五、特殊性能优势

　　1. 超高强度特性

　　强度达到7000系铝合金的水平

　　比强度优于钛合金Ti-6Al-4V

　　2. 独特的热处理特性

　　采用T77多级时效工艺

　　兼具高强度和高韧性

　　3. 表面处理兼容性

　　硬质阳极氧化膜硬度可达1500HV

　　特别适合DLC类镀层

　　六、典型应用场景

　　1. 超精密注塑模具

　　光学镜头模具(4K/8K镜片)

　　微结构导光板模具

　　医疗微流控芯片模具

　　2. 高压压铸领域

　　一体化压铸车身结构模

　　超薄壁(0.8mm以下)压铸模

　　高熔点合金压铸模

　　3. 特殊工业应用

　　半导体封装模具

　　碳纤维复材热压模具

　　超精密光学成型模具

　　七、加工工艺指南

　　1. 切削加工参数

　　加工类型刀具材料线速度(m/min)进给(mm/齿)

　　粗铣硬质合金200-3000.15-0.25

　　精铣PCD500-8000.05-0.10

　　钻孔钴高速钢30-500.05-0.10

　　2. 热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：475±3°C

　　时间：2h/25mm厚度

　　冷却：60°C水淬

　　T77时效：

　　阶段：120°C×8h

　　第二阶段：160°C×8h

　　第三阶段：120°C×24h

　　八、表面处理技术

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚：30-50μm

　　硬度：≥1500HV

　　推荐工艺：硫酸-草酸混合电解

　　复合镀层：

　　DLC(类金刚石碳)镀层

　　CrN/CrAlN多层镀

　　PTFE复合润滑镀层

　　九、与竞争材料对比

　　特性TKUltra7钢

　　抗拉强度(MPa)6805101550

　　导热系数(W/m·K)14015424

　　切削加工性★★★★★★★★★★★

　　模具寿命(万次)100+50-80200+

　　成本指数2.51.51.0

　　十、特殊使用建议

　　应力管理：

　　大型模具必须进行有限元分析

　　建议采用预拉伸处理工艺

　　温度控制：

　　工作温度不超过300°C

　　加热/冷却速率≤3°C/min

　　维护策略：

　　每5万模次进行检测

　　使用专用清洗剂维护

　　建议建立数字化寿命预测系统

　　TKUltra7通过创新的合金设计和热处理工艺，实现了模具铝材性能的突破性提升，特别适合要求极端尺寸精度和超长寿命的高端模具应用，代表了当前模具铝合金技术的高水平。