ALCAST模具铝的加工疲劳性能

　　ALCAST模具铝的用途及特性分析

　　基本概述

　　ALCAST是一种专为模具应用开发的高性能铸造铝合金，通常应用于压铸模具、注塑模具等工业领域。它不属于标准铝合金系列，而是由铝材供应商开发的专有合金。

　　ALCAST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。

　　主要特性

　　物理特性

　　密度：约2.7 g/cm³

　　热膨胀系数：23×10⁻⁶/K

　　热导率：160-180 W/(m·K)

　　比热容：900 J/(kg·K)

　　机械性能(典型值)

　　抗拉强度：300-350 MPa

　　屈服强度：250-300 MPa

　　伸长率：8-12%

　　硬度：90-110 HB

　　冲击韧性：15-20 J/cm²

　　突出特性

　　优异的热疲劳性能：特别适合热循环工作环境

　　高导热性：实现模具快速热交换

　　良好的机械加工性：易于进行精密加工

　　出色的抛光性：可获得镜面效果

　　中等强度与良好韧性平衡

　　抗热裂纹性能优异

　　主要应用领域

　　压铸模具

　　锌合金压铸模具(佳应用领域)

　　铝合金压铸模具(中等尺寸零件)

　　镁合金压铸模具

　　压铸模镶块和模芯

　　注塑模具

　　高光注塑模具

　　精密注塑模具

　　大型注塑模具基体

　　透明件注塑模具

　　其他模具应用

　　吹塑模具

　　橡胶模具

　　玻璃模具

　　低压铸造模具

　　加工与热处理建议

　　机械加工

　　车削：推荐转速200-400 rpm，进给0.1-0.3 mm/rev

　　铣削：使用硬质合金刀具，切削速度150-250 m/min

　　钻孔：使用锋利的硬质合金钻头，适当使用切削液

　　抛光：可从400#砂纸逐步抛光至镜面效果

　　热处理

　　退火：340-360°C，保温2-4小时，缓冷

　　固溶处理：480-500°C，水淬

　　时效处理：160-180°C，6-8小时

　　应力消除：250-300°C，保温1-2小时/25mm厚度

　　表面处理选项

　　氮化处理：

　　气体氮化：520-550°C，20-40小时

　　离子氮化：提高表面硬度至1000-1200 HV

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚50-80μm

　　表面硬度400-600 HV

　　镀铬：

　　装饰铬：0.5-1μm

　　硬铬：20-50μm

　　PVD涂层：

　　TiN、TiAlN等涂层

　　显著提高耐磨性

　　与其他模具铝的对比

　　特性ALCASTH13钢6061铝7075铝

　　密度(g/cm³)2.77.82.72.8

　　热导率(W/mK)160-18025-30170-190130-150

　　抗拉强度(MPa)300-3501500-1900280-310500-570

　　热疲劳性能良好一般中等

　　加工成本中等高低中等

　　使用优势

　　热循环性能：比钢模寿命长3-5倍

　　生产效率：冷却速度快30-40%

　　节能效果：减少20-30%能耗

　　产品品质：改善表面质量和尺寸稳定性

　　重量优势：仅为钢模的1/3重量