QC-10高强铝合金部件制造技术

　　QC-10 模具铝合金技术规格与应用指南

　　一、材料基础特性

　　QC-10是美国Alcoa(现Arconic)开发的专用模具铝合金，采用Cu-Mg-Si-Ni合金系设计，具有优异的综合性能。

　　QC-10实测化学成分：

　　铝 Al(小值)：余量

　　硅 Si：0.30~0.6

　　铁 Fe：0.10~0.30

　　铜 Cu：≤0.10

　　锰 Mn：≤0.10

　　镁 Mg：0.35~0.6

　　铬 Cr：≤0.05

　　锌 Zn：≤0.15

　　钛 Ti：≤0.10

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　QC-10力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥245

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥140

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　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5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。QC-10用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用QC-10;

　　功能：适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　物理特性

　　密度：2.77 g/cm³

　　热导率：160 W/(m·K) (25℃)

　　热膨胀系数：21.5×10⁻⁶/K (20-100℃)

　　电阻率：40 nΩ·m

　　二、机械性能

　　典型力学参数(T651状态)

　　性能指标数值范围

　　抗拉强度450-480 MPa

　　屈服强度380-420 MPa

　　延伸率10-12%

　　硬度(HB)125-140

　　弹性模量71 GPa

　　三、化学成分

　　元素含量范围(wt.%)

　　Cu2.4-3.0

　　Mg1.2-1.6

　　Si0.5-0.9

　　Ni0.8-1.2

　　Fe≤0.20

　　Zn≤0.10

　　Ti≤0.10

　　四、核心优势

　　1. 热管理性能

　　比热容：880 J/(kg·K)

　　热扩散率：65 mm²/s

　　热疲劳寿命比H13钢高3-5倍

　　2. 机械加工性

　　切削力仅为模具钢的40%

　　表面粗糙度可达Ra 0.2μm

　　刀具寿命提高5-8倍

　　五、典型应用领域

　　1. 塑料注塑模具

　　高光表面要求的外壳件(如电子产品)

　　光学级透镜模具

　　微细结构纹理模具

　　2. 压铸辅助部件

　　模芯镶块

　　冷却系统组件

　　顶出机构导向件

　　3. 特殊成型模具

　　反应注射成型(RIM)

　　气体辅助注塑

　　结构发泡成型

　　六、热处理规范

　　标准热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：515±5℃

　　时间：2h/25mm厚度

　　冷却方式：水淬(60-80℃)

　　人工时效：

　　温度：175±5℃

　　时间：8-12h

　　冷却方式：空冷

　　七、表面处理方案

　　推荐表面技术

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚：25-50μm

　　硬度：HV800-1000

　　化学镀镍：

　　镀层厚度：10-20μm

　　耐蚀性：1000h盐雾测试

　　PVD涂层：

　　适用涂层：CrN/TiAlN

　　摩擦系数：0.3-0.4

　　八、加工参数建议

　　铣削加工参数

　　工序类型切削速度(m/min)进给(mm/tooth)切深(mm)

　　粗加工500-7000.10-0.153-5

　　半精加工800-10000.06-0.101-2

　　精加工1200-15000.03-0.050.2-0.5

　　九、使用注意事项

　　防腐蚀措施：

　　长期存放需涂防锈油

　　避免与铜合金直接接触

　　维护建议：

　　每5万模次检查尺寸稳定性

　　使用专用铝合金模具清洗剂

　　焊接修复：

　　推荐使用4043焊丝

　　焊后需重新时效处理

　　QC-10特别适用于需要良好热传导和适度强度的模具应用，相比工具钢可缩短成型周期30%以上，是汽车灯罩、光学元件等高端塑料制品生产的理想模具材料。