FORTAL模具铝高硬度+低热膨胀率的科学配比解析

　　FORTAL模具铝全面技术解析

　　材料概述与市场定位

　　FORTAL是国际上的模具铝合金系列，由法国Pechiney公司(现属Constellium集团)开发，专为高性能模具应用而设计。相比常规铝合金，FORTAL系列在保持良好加工性能的同时，大幅提升了强度和热稳定性。

　　FORTAL化学成分：

　　执行标准：AMS4086-AMS4058 DIN-A-256/12

　　镁 Mg：3.5～4.5

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.20～0.7

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.500

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　FORTAL铝棒力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥240

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥95

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　伸长率 δ5 (%)：≥12

　　注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　FORTAL热处理规范：

　　1.均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　2.全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以 30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

　　3.快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　4.淬火和时效:淬火 495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　用途：复杂形状模具加工

　　核心性能参数

　　机械性能

　　抗拉强度：500-572MPa (取决于具体牌号和热处理)

　　屈服强度：450-505MPa

　　延伸率：7-11%

　　弹性模量：71GPa

　　热性能

　　导热系数：130-155 W/(m·K)

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/°C

　　高工作温度：150-200°C (短期可达250°C)

　　加工特性

　　切削性：优于常规7系铝合金

　　抛光性：可达Ra 0.05μm镜面效果

　　焊接性：需特殊工艺，推荐摩擦搅拌焊

　　典型工业应用

　　注塑模具领域

　　汽车灯罩等高光要求模具

　　电子连接器精密注塑

　　大型家电外壳模具

　　其他模具应用

　　吹塑模具(特别是PET包装)

　　低压铝压铸模具

　　橡胶制品模具

　　特殊应用

　　航空航天复合材料的成型模具

　　风电叶片模具的辅助部件

　　产品的快速成型模具

　　材料对比分析

　　特性FORTAL普通7075P20钢Alumold-500

　　强度★★★★★★★★★★★★★★★★★★☆

　　导热★★★☆★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★★★★★★

　　耐热★★★☆★★☆★★★★★★★★★

　　成本★★★★★★★★★★★★☆

　　使用技术指南

　　热处理建议

　　固溶处理：470-490°C保温1小时/25mm厚度

　　淬火：水淬(20-40°C水温佳)

　　时效：

　　T6状态：120°C×24h

　　T73状态：107°C×7h + 163°C×7h

　　加工参数

　　铣削：

　　粗加工：2000-3000rpm，0.15-0.2mm/齿

　　精加工：5000-8000rpm，0.05-0.1mm/齿

　　钻孔：

　　硬质合金钻头，30-50m/min线速度

　　攻丝：

　　推荐使用螺旋槽丝锥

　　表面处理方案

　　阳极氧化：

　　硬质阳极氧化：厚度25-50μm

　　常规阳极氧化：10-20μm

　　镀层技术：

　　化学镀镍：可提高表面硬度和耐蚀性

　　电镀硬铬：适用于高耐磨要求

　　其他处理：

　　微弧氧化(MAO)

　　物理气相沉积(PVD)