Alumold-350模具铝在医疗级硅胶模具中的应用

　　ALUMOLD-350模具铝全面技术指南

　　材料基本特性

　　ALUMOLD-350是一种超高强度变形铝合金，专为高负荷模具应用开发，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金。该材料在保持铝合金优异导热性的同时，具有接近模具钢的机械性能，是重型模具的理想选择。

　　Alumold-350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。

　　核心性能指标(T651状态)

　　机械性能

　　强度特性：

　　抗拉强度：480-520MPa

　　屈服强度：440-480MPa

　　延伸率：6-8%

　　布氏硬度：HB 145-160

　　热物理性能

　　导热特性：

　　热导率：140-160W/(m·K)

　　热膨胀系数：23.5×10⁻⁶/K(20-100°C)

　　比热容：0.85kJ/(kg·K)

　　热稳定性：

　　150℃强度保持率：90%

　　200℃强度保持率：75%

　　关键应用领域

　　1. 重型注塑模具

　　汽车部件：

　　仪表板模具

　　保险杠模具

　　门板模具

　　工业部件：

　　大型容器模具

　　周转箱模具

　　托盘模具

　　2. 压铸模具

　　动力系统：

　　发动机支架模具

　　变速箱壳体模具

　　电机壳体模具

　　3. 特殊应用

　　复合材料成型：

　　SMC/BMC成型模具

　　RTM模具

　　碳纤维成型模具

　　化学成分组成

　　元素含量范围(%)功能作用

　　Zn7.5-8.5主要强化元素

　　Mg2.0-2.5时效强化

　　Cu1.5-2.0提高硬度

　　Fe≤0.15严格控制

　　Si≤0.10控制杂质

　　热处理工艺方案

　　标准热处理流程

　　固溶处理：

　　温度：465±5°C

　　时间：2h/25mm

　　淬火方式：高压水雾淬火

　　人工时效：

　　阶段1：120°C×8h

　　阶段2：155°C×10h

　　特殊处理工艺

　　深冷处理：

　　-196°C液氮处理3h

　　可提升硬度10-15HB

　　等温淬火：

　　分级淬火工艺

　　变形控制＜0.03%

　　加工性能特点

　　切削加工性

　　推荐参数：

　　切削速度：180-250m/min

　　进给量：0.08-0.12mm/rev

　　刀具材质：CBN刀具

　　电火花加工

　　参数设置：

　　电流：15-25A

　　脉宽：50-100μs

　　电极材料：石墨电极

　　抛光性能

　　抛光工艺：

　　粗抛：320#钻石膏

　　精抛：0.05μm氧化铝

　　可达表面粗糙度：Ra0.008μm

　　表面处理技术

　　佳表面处理方案

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚：40-60μm

　　硬度：HV900-1100

　　耐腐蚀性：1500h盐雾测试

　　复合镀层：

　　Ni-P-SiC镀层

　　厚度：20-30μm

　　硬度：HV800-900

　　HVOF涂层：

　　WC-Co涂层

　　厚度：50-100μm

　　耐温：600°C

　　材料对比优势

　　与传统模具钢对比：

　　导热性提高3-4倍

　　重量减轻约60%

　　冷却周期缩短35-45%

　　与其他铝合金对比：

　　强度提高40-50%

　　耐磨性提高3-5倍

　　高温性能更优异

　　典型应用案例

　　案例1：汽车仪表板模具

　　模具尺寸：2000×1500×500mm

　　注射压力：180MPa

　　使用寿命：50万模次

　　案例2：大型周转箱模具

　　型腔数量：4腔

　　重量：2.8吨(钢模约7吨)

　　生产节拍：60秒/模

　　使用技术规范

　　设计要点

　　冷却水道间距：20-25mm

　　小脱模斜度：0.75°

　　壁厚均匀性要求：±10%

　　使用限制

　　温度限制：

　　连续工作≤250°C

　　短时峰值≤300°C

　　机械限制：

　　大注射压力≤200MPa

　　锁模力≤1500吨

　　环境要求：

　　相对湿度≤65%

　　避免氯离子腐蚀环境

　　维护保养规程

　　维护方案

　　每10万模次全面检修

　　使用专用铝合金保护剂

　　定期检测模具精度

　　维修建议

　　采用铝合金专用焊丝修复

　　修复后需重新时效处理

　　表面修复后需重新抛光

　　ALUMOLD-350是目前铝合金模具材料中承载能力强的品种之一，特别适合对强度和耐磨性要求极高的大型模具应用。可根据具体工况提供优化设计方案。