TKUltra7模具铝的低表面张力特性解决方案

　　TKUltra7 模具铝深度解析与技术指南

　　1. 材料概述与市场定位

　　TKUltra7 是德国ThyssenKrupp（蒂森克虏伯）集团开发的高端模具专用铝合金，专为高精度、长寿命模具需求设计，结合了高强度、高导热性和优异的加工性能。

　　TKUltra7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

　　TKUltra7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

　　TKUltra7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。

　　材料系列：属于**7xxx系铝合金（Al-Zn-Mg-Cu）**的优化版本

　　核心优势：

　　超高硬度（HRB 90+），接近部分预硬模具钢（如P20）

　　高热导率（160-180 W/m·K），优于H13等传统模具钢

　　高切削性与镜面抛光性，适合精密模具加工

　　2. 关键性能参数

　　性能类别数值/特性对比参考

　　机械性能抗拉强度 480-530 MPa

　　屈服强度 ≥420 MPa

　　延伸率 8-10%接近 P20钢（硬度~HRC 30）

　　热性能导热系数 175 W/(m·K)

　　热膨胀系数 23.2×10⁻⁶/°C

　　高工作温度 250°C（短时300°C）优于 NAK80（41 W/m·K）

　　加工性能切削效率 比7075高30%

　　镜面抛光 Ra 0.02μm（光学级）

　　电火花加工（EDM）稳定性好优于 普通7系铝合金

　　3. 主要应用领域

　　（1）高端注塑模具

　　✅ 光学级产品（导光板、镜头、透明件）

　　✅ 医疗级塑料（注射器、IV连接器）

　　✅ 工程塑料（PA66+GF30、PEEK等高温材料）

　　（2）特种成型模具

　　微注塑成型（微型齿轮、医疗微流控芯片）

　　气辅/水辅成型（汽车内饰件、大型薄壁件）

　　多材料共注塑（软硬胶结合件）

　　（3）其他工业应用

　　✔ 压铸模具辅助部件（模芯、镶件）

　　✔ 半导体封装模具（LED透镜、IC载具）

　　✔ 快速成型模具（小批量试制）

　　4. 对比市场主流模具材料

　　特性TKUltra77075-T6H13钢Alumold-600

　　强度★★★★☆★★★★★★★★★★★★★☆

　　导热性★★★★☆★★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★☆★★★★★★

　　耐热性★★★☆★★☆★★★★★★★★★

　　成本★★☆★★★★★★★★

　　5. 加工与热处理指南

　　（1）推荐加工参数

　　铣削：

　　粗加工：2000-4000 rpm，进给0.15-0.2mm/齿

　　精加工：6000-10000 rpm，进给0.05-0.1mm/齿（推荐金刚石涂层刀具）

　　钻孔：

　　硬质合金钻头，线速度 30-50 m/min

　　EDM加工：

　　推荐石墨电极，放电间隙 0.03-0.05mm

　　（2）热处理工艺

　　固溶处理：470-490°C × 1h/25mm

　　淬火：水淬（60°C温水减少变形）

　　时效（T6/T7）：

　　T6（高强度）：120°C × 24h

　　T7（高稳定性）：160°C × 8h

　　6. 表面处理方案

　　处理方式效果适用场景

　　硬质阳极氧化硬度 HV500-800

　　耐腐蚀性↑高耐磨需求（含玻纤塑料）

　　化学镀镍厚度 10-30μm

　　摩擦系数↓镜面模具、医疗级产品

　　PVD涂层（CrN/TiAlN）耐高温、抗氧化工程塑料（PPS、PEEK）

　　微弧氧化（MAO）陶瓷层 50-100μm极端耐磨环境

　　7. 维护与优化建议

　　冷却系统优化：

　　采用随形冷却水道，提高散热效率

　　定期保养：

　　使用中性清洁剂，避免酸碱腐蚀

　　损伤修复：

　　激光熔覆修复（推荐AlSi12焊丝）

　　冷焊修补（小范围缺陷）