WELDURAL模具铝的疲劳寿命与抗腐蚀测试

　　WELDURAL模具铝合金技术详解

　　一、材料基本介绍

　　WELDURAL是国际上广泛使用的一种可焊高强度铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金，特别适合需要焊接组合的模具制造。其名称源自"Weldable Duralumin"(可焊接硬铝)的组合，具有优异的焊接性能和强度组合。

　　WELDURAL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

　　WELDURAL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

　　WELDURAL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。

　　三、核心性能特点

　　机械性能：

　　抗拉强度：450-510MPa(T6状态)

　　屈服强度：380-450MPa

　　延伸率：8-12%

　　硬度：135-155HB

　　焊接性能：

　　焊接系数：0.8-0.9(高于同类合金)

　　焊接裂纹敏感性低

　　焊后热处理恢复率≥90%

　　热物理性能：

　　导热系数：140-160W/(m·K)

　　热膨胀系数：23.8×10⁻⁶/°C

　　比热容：880J/(kg·K)

　　四、主要应用领域

　　1. 大型组合模具

　　汽车仪表板等大型注塑模具

　　浴缸、家电外壳等大型制品模具

　　建筑模板成型模具

　　2. 修复模具制造

　　模具局部损坏修复

　　模具功能升级改造

　　快速模具拼接制造

　　3. 特殊结构模具

　　带冷却管路的复杂模具

　　多层复合结构模具

　　可更换镶件式模具

　　五、关键优势分析

　　1. 焊接工艺优势

　　可采用TIG、MIG等多种焊接方式

　　焊前不需预热，焊后不需热处理(可选)

　　焊接接头强度保持率高

　　2. 加工经济性

　　切削力比7075低15-20%

　　刀具寿命延长30-40%

　　表面抛光可达Ra0.05μm

　　3. 使用可靠性

　　抗应力腐蚀性能优良

　　疲劳寿命长

　　尺寸稳定性好

　　六、热处理规范

　　标准T6处理：

　　固溶处理：465±5°C×2h，水淬

　　人工时效：120±5°C×24h

　　焊后热处理：

　　焊后直接时效：120°C×24h

　　完全热处理：465°C×2h→水淬→120°C×24h

　　特殊处理：

　　T73过时效：提高耐蚀性

　　双级时效：优化综合性能

　　七、焊接技术要点

　　焊材选择：

　　推荐ER5356或ER4043焊丝

　　焊条成分应与母材匹配

　　工艺参数：

　　TIG焊：电流150-220A，氩气保护

　　MIG焊：电压22-28V，送丝速度5-8m/min

　　焊后处理：

　　焊后24小时内进行时效处理

　　机械抛光改善焊缝外观

　　X射线或超声波检测焊缝质量

　　八、典型应用案例

　　汽车保险杠模具：

　　采用焊接组合结构，重量减轻55%

　　制作周期缩短40%

　　使用寿命达30万模次

　　大型家电面板模具：

　　分段焊接制造，解决加工设备限制

　　模具尺寸8.5m×3.2m

　　节约材料成本35%

　　航空航天复合材料模具：

　　异形结构焊接成型

　　耐高温性能满足预浸料固化要求

　　热膨胀系数与碳纤维匹配