ALCA5模具铝耐磨性与成本效益对比实验

　　ALCA5模具铝的用途及特性分析

　　1. ALCA5模具铝概述

　　ALCA5是一种高强度的铸造铝合金，属于Al-Cu系合金，特别适用于对强度和耐热性要求较高的模具应用。这种合金在航空、汽车和工业模具领域有广泛应用。

　　ALCA5实测化学成分：

　　Cu0.15-0.4-,

　　Si0.4-0.8,

　　Fe0.7-,

　　Mn0.15-,

　　Mg0.8-1.2-,

　　Zn0.25-,

　　Cr0.04-0.35-,

　　Ti0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能

　　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5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　2. 主要特性

　　2.1 机械性能

　　高强度：抗拉强度可达300-400MPa

　　良好高温性能：在200℃以下保持较高强度

　　中等延伸率：约5-10%，提供适度韧性

　　2.2 物理特性

　　中等热导率：约150-180W/(m·K)

　　低热膨胀系数：23×10⁻⁶/℃(20-100℃)

　　密度：约2.8g/cm³

　　2.3 铸造性能

　　良好流动性：适合复杂模具的铸造

　　中等收缩率：铸造变形相对可控

　　热裂倾向低：减少铸造缺陷

　　3. 典型化学成分

　　ead>

　　>元素>Cu>Si>Mg>Mn>Fe>Al

　　含量%4.5-5.5≤0.80.2-0.50.3-0.8≤0.5余量

　　4. 主要用途

　　4.1 模具制造

　　高压压铸模具

　　注塑模具

　　橡胶模具

　　玻璃模具

　　4.2 航空航天

　　飞机结构件

　　发动机部件

　　起落架部件

　　4.3 汽车工业

　　发动机缸体

　　变速箱壳体

　　底盘部件

　　5. 热处理工艺

　　推荐热处理规范：

　　固溶处理：500-520℃保温6-12小时，水淬

　　人工时效：150-180℃保温8-16小时

　　6. 加工性能

　　6.1 机加工性

　　切削性能中等

　　建议使用硬质合金刀具

　　采用中等切削速度和进给量

　　6.2 焊接性

　　可焊性一般

　　推荐使用TIG焊接

　　焊后需热处理恢复性能

　　7. 表面处理选项

　　为提高耐磨性和耐蚀性：

　　硬质阳极氧化(厚度50-100μm)

　　化学镀镍

　　热喷涂陶瓷涂层

　　8. 优缺点分析

　　优点：

　　高强度重量比

　　良好高温稳定性

　　可铸造复杂形状

　　中等成本

　　缺点：

　　耐蚀性一般(需表面处理)

　　切削性不如某些铝合金

　　焊接性能有限

　　9. 应用案例

　　汽车变速箱壳体：利用其高强度减轻重量

　　大型注塑模具：利用其良好热性能控制变形

　　航空结构件：满足强度要求同时减轻重量

　　ALCA5模具铝特别适合需要较高强度和一定耐热性的模具应用，是传统模具钢的轻量化替代方案之一。