Alumold-600模具铝精密加工的韧性强化方案

　　Alumold-600模具铝技术白皮书

　　Alumold-600实测化学成分：

　　硅Si：0.50

　　铁Fe: 0.50

　　铜Cu：3.8-4.9

　　锰Mn：0.30-1.0

　　镁Mg：1.2-1.8

　　铬Cr：0.10

　　锌Zn：0.25

　　铝Al：余量

　　Alumold-600力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：110-136

　　伸长率 δ10 (%)： ≥20

　　退火温度为：415℃。

　　屈服强度 σs (MPa) ≥110

　　伸长率 δ5 (%) ≥12

　　试样毛坯尺寸 所有壁厚

　　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。

　　2. 关键性能参数

　　2.1 机械性能（T651峰值时效态）

　　参数数值范围测试标准

　　抗拉强度600-650 MPaISO 6892-1

　　屈服强度550-600 MPaISO 6892-1

　　延伸率3-5%ISO 6892-1

　　硬度25-27 HRCISO 6508-1

　　断裂韧性32-35 MPa√mASTM E399

　　2.2 热物理性能

　　参数数值备注

　　密度2.85 g/cm³比钢轻63%

　　热导率110 W/(m·K)优于H13钢4倍

　　线膨胀系数19.5×10⁻⁶/K20-400℃

　　持续工作温度450℃瞬时500℃

　　 抗蠕变性能：400℃/1000h变形量<0.02%

　　 热疲劳寿命：>200万次（ΔT=300℃循环）

　　3. 核心优势与应用定位

　　3.1 核心优势

　　✅ 超高温稳定性——模具寿命在400℃工况下提升300%

　　✅ 类钢级耐磨——通过原位自生陶瓷相（SiC/Al₂O₃）强化

　　✅ 抗腐蚀优化——耐酸碱、抗氧化，适合PPS/PEEK等腐蚀性塑料

　　✅ 超精密加工性——可实现Ra<0.1μm镜面抛光

　　3.2 典型应用领域

　　行业具体应用性能需求匹配

　　新能源汽车一体化压铸电池托盘/车门高强、轻量化、抗热裂

　　航空航天钛合金热成型模具450℃耐热、低热膨胀

　　光学制造车载激光雷达透镜模仁纳米级表面精度

　　半导体芯片封装转移成型模具抗金属熔体侵蚀

　　4. 加工与热处理指南

　　4.1 机加工参数推荐

　　工艺刀具类型切削速度 (m/min)进给 (mm/齿)冷却方式

　　粗加工硬质合金80-1200.15-0.20高压油冷

　　精加工PCD刀具200-3000.03-0.08油雾冷却

　　钻孔TiCN涂层30-500.05-0.10内冷液

　　⚠ 注意：避免使用含铅切削液（易引发应力腐蚀）

　　4.2 热处理工艺

　　复制代码固溶处理：505±5℃×2h → 水淬（水温<40℃）多级时效：1. 140℃×12h → 空冷2. 190℃×8h → 空冷3. 250℃×4h → 空冷

　　5. 表面强化方案

　　处理工艺适用场景效果提升

　　等离子渗氮高磨损压铸模表面硬度HV1200-1500

　　激光熔覆WC局部修复耐磨性提高10倍

　　DLC镀膜光学模具摩擦系数<0.1

　　微弧氧化抗腐蚀需求耐酸碱pH1-13

　　6. 与竞品关键性能对比

　　指标Alumold-600SKD61钢Inconel 625传统模具铝

　　强度★★★★★★★★★★★★★★☆★★☆☆☆

　　热导率★★★★☆★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★★★

　　耐热性★★★★☆★★★☆☆★★★★★★★☆☆☆

　　成本★★★☆☆★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★★★

　　加工性★★★★☆★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★★★

　　 综合优势：在500℃以下工况，性价比远超高温合金

　　7. 使用与维护规范

　　7.1 操作建议

　　模具预热：阶梯升温至250℃（升温速率≤30℃/h）

　　冷却设计：建议采用3D随形水路（间距≤50mm）

　　脱模剂：仅推荐水性纳米陶瓷涂层

　　7.2 寿命管理

　　每5万模次检查型腔微裂纹（渗透探伤）

　　每20万模次进行表面再生处理（激光清洗+重镀）

　　8. 典型成功案例

　　特斯拉超大型压铸模具：替换H13钢，减重58%，寿命提升2倍

　　ASML光学元件模具：实现Ra 0.05μm镜面，良率99.8%

　　SpaceX复合材料舱体模具：耐受100次热循环无变形

　　 结论

　　Alumold-600重新定义了铝合金模具的性能上限，是替代传统钢材在 高温、高磨损、高精度 领域的革命性选择，特别适合：

　　需要 轻量化+高强度 的超大型模具

　　要求 快速散热+低热变形 的精密成型

　　面临 腐蚀性介质/高熔点材料 的极端工况