ALCA5模具铝在医疗器械注塑成型中的公差控制案例

　　ALCA5模具铝（ALCA5 Aluminum Alloy）详细解析

　　ALCA5是一种高韧性、易加工的模具铝合金，专为中高负荷模具应用优化。其综合性能优异，适用于精密注塑、压铸及冲压模具制造。

　　ALCA5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%

　　ALCA5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。ALCA5用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用ALCA5;

　　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。

　　2. 物理性能

　　参数数值

　　密度2.70 g/cm³

　　热导率170-190 W/(m·K)

　　线膨胀系数23.1×10⁻⁶/℃（20-200℃）

　　电导率~50% IACS

　　二、核心优势

　　1. 力学性能（T6热处理状态）

　　参数数值

　　抗拉强度（UTS）310-350 MPa

　　屈服强度（YS）250-290 MPa

　　延伸率（%）10-14%

　　硬度（HB）90-100

　　2. 特殊性能

　　✅ 高切削性：切削速度比7075铝高20%，刀具寿命更长

　　✅ 耐腐蚀性：比普通6xxx系铝更抗盐雾腐蚀（CASS测试≥500h）

　　✅ 抛光性：可达 Ra 0.02μm（优于P20模具钢）

　　✅ 快速冷却：热导率接近纯铝，适合高散热模具

　　三、典型应用

　　1. 注塑模具

　　适用塑料：PC、ABS、PMMA等工程塑料

　　典型应用：

　　光学透镜模具（防变形要求高）

　　医用塑料件（耐腐蚀、无污染）

　　2. 压铸模具

　　适用合金：锌合金、镁合金（工作温度<250℃）

　　优势：比H13钢模具冷却快30%，减少循环时间

　　3. 冲压模具

　　适合 铝箔成型、精密冲裁（寿命可达50万次）

　　四、加工与热处理建议

　　1. 机加工参数

　　工序切削速度（m/min）进给（mm/rev）刀具推荐

　　铣削300-5000.1-0.3硬质合金（K10）

　　钻孔60-1000.05-0.15钴高速钢（HSS-Co）

　　磨削30-50 (m/s)0.01-0.03CBN砂轮

　　2. 热处理工艺

　　工艺温度时间效果

　　T5（人工时效）160~180℃8~12h提高硬度，减少变形

　　T6（淬火+时效）530℃→水淬→175℃×8h-佳综合性能

　　五、与其他模具铝对比

　　特性ALCA570756061

　　强度（MPa）310-350500-570240-290

　　导热率（W/m·K）170-190130167

　　机加工性★★★★★★★★☆★★★★

　　抛光性★★★★★★★★☆★★★★

　　六、维护与使用建议

　　表面处理：建议 硬质阳极氧化（20-30μm） 或 镀镍 提高耐磨性

　　存放：避免与钢模直接接触，防止电化学腐蚀

　　维修：可用 ER5356铝焊丝 修补

　　总结

　　ALCA5在 精密注塑、锌/镁压铸、冲压成型 领域优势明显，特别适合 高散热、高光洁度 要求的模具。相比7075铝，它在机加工性、耐腐蚀性上更优，但强度稍低，适用于中小型模具。