WELDURAL模具铝超高强度与低温韧性协同方案

　　WELDURAL模具铝技术白皮书

　　WELDURAL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

　　WELDURAL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（T6热处理态）

　　参数数值范围测试标准

　　抗拉强度420-460 MPaISO 6892-1

　　屈服强度350-380 MPaISO 6892-1

　　延伸率10-15%ISO 6892-1

　　硬度120-135 HBWISO 6506-1

　　冲击韧性25-30 J/cm²ASTM E23

　　2.2 物理性能

　　参数数值备注

　　密度2.80 g/cm³比钢轻64%

　　热导率160 W/(m·K)20-200℃

　　线膨胀系数23.6×10⁻⁶/K20-300℃

　　电阻率50 nΩ·m适合EDM加工

　　 焊接性能：氩弧焊裂纹敏感性评级A级（ISO 17643）

　　 冷热疲劳抗力：优于传统模具铝2倍

　　3. 核心优势与应用定位

　　3.1 核心优势

　　✅ zhuoyue焊接性——可修复性远超7xxx系铝合金

　　✅ 高韧性抗开裂——延伸率>10%，适合冲击工况

　　✅ 快速机加工——切削效率比钢高300%

　　✅ 均匀各向同性——横向/纵向性能差异<5%

　　3.2 典型应用领域

　　行业具体应用性能需求匹配

　　汽车覆盖件模具车门/引擎盖拉伸模抗冲击+可现场修复

　　家电外壳模具大型注塑模架轻量化+高导热

　　低压铸造模具铝合金轮毂模具耐热循环+焊接修补

　　复合材料模具碳纤维预浸料成型模低热膨胀+抗化学腐蚀

　　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/rev)

　　粗铣硬质合金200-3000.15-0.25

　　精铣PCD刀具500-8000.05-0.10

　　车削CVD涂层150-2500.10-0.20

　　4.2 热处理规范

　　复制代码固溶处理：495±5℃×1h → 水淬人工时效：160±5℃×10h → 空冷退火工艺：350℃×2h → 炉冷

　　5. 焊接与修复技术

　　5.1 焊接工艺选择

　　方法适用场景填充材料

　　TIG焊精密修复ER4043/ER5356

　　MIG焊大型结构ER5183

　　搅拌摩擦焊无变形对接无需填料

　　5.2 焊后处理要点

　　焊后24小时内进行时效处理（120℃×4h）

　　焊缝打磨需使用SiC砂轮（避免Al粘附）

　　6. 与竞品性能对比

　　指标WELDURAL7075-T62024-T3P20钢

　　焊接性★★★★★★★☆☆☆★★★☆☆★☆☆☆☆

　　强度★★★☆☆★★★★☆★★★☆☆★★★★★

　　韧性★★★★☆★★☆☆☆★★★☆☆★★☆☆☆

　　导热★★★★☆★★★☆☆★★★☆☆★★☆☆☆

　　成本★★★☆☆★★★★☆★★★☆☆★★☆☆☆

　　 性：需要频繁维修/改模的柔性制造场景

　　7. 使用注意事项

　　7.1 防腐蚀管理

　　长期存放需涂油保护（尤其沿海环境）

　　避免与铜/钢直接接触（需绝缘垫片）

　　7.2 寿命延长建议

　　每5万次循环进行应力消除退火（300℃×1h）

　　表面推荐硬质阳极氧化（膜厚25-30μm）

　　8. 成功应用案例

　　丰田车门模具：实现6次大型焊接修复，寿命延长至80万冲次

　　海尔注塑模架：减重1.2吨，生产效率提升25%

　　航天器复材模具：成功耐受150℃/1000次热循环

　　 结论

　　WELDURAL是可焊接模具铝的技术，特别适用于：

　　需要反复修改设计的试制模具

　　承受间歇性冲击载荷的成型设备

　　追求快速换模/维修便捷的柔性生产线