ALCA5模具铝的复合加工技术

　　ALCA5模具铝的用途及特性

　　概述

　　ALCA5是一种高性能模具铝合金材料，由特殊配方和工艺开发而成，专为现代精密模具制造需求设计。以下是其详细特性和应用领域。

　　ALCA5实测化学成分：

　　硅Si：0.50

　　铁Fe: 0.50

　　铜Cu：3.8-4.9

　　锰Mn：0.30-1.0

　　镁Mg：1.2-1.8

　　铬Cr：0.10

　　锌Zn：0.25

　　铝Al：余量

　　ALCA5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：110-136

　　伸长率 δ10 (%)： ≥20

　　退火温度为：415℃。

　　屈服强度 σs (MPa) ≥110

　　伸长率 δ5 (%) ≥12

　　试样毛坯尺寸 所有壁厚

　　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。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。ALCA5用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用ALCA5;

　　功能：适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　核心特性

　　1. 机械性能

　　超高强度：经热处理后抗拉强度可达520-550MPa

　　优异韧性：冲击韧性显著优于传统模具铝

　　硬度控制：可根据需求调整至HRC 42-52范围

　　疲劳性能：循环载荷下表现出色，适合长期使用

　　2. 加工性能

　　zhuoyue切削性：切削力比7075铝低15-20%

　　精密加工能力：可稳定保持±0.005mm公差

　　抛光特性：48小时内可达Ra0.02μm镜面效果

　　EDM性能：放电加工效率比常规铝高30%

　　3. 热物理性能

　　热导率：195-210 W/(m·K)，优于多数模具钢

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/℃(20-100℃)

　　耐热性：短期可耐300℃，长期使用温度220℃

　　热稳定性：热处理后尺寸变化<0.02%

　　4. 特殊性能

　　抗腐蚀性：通过480小时盐雾测试

　　耐磨性：表面经特殊处理后接近模具钢水平

　　抗粘结性：塑料熔体不易粘附模具表面

　　环保性：可回收，符合RoHS标准

　　典型应用领域

　　1. 高端注塑模具

　　光学透镜模具(手机镜头、VR镜片)

　　医疗精密部件(注射器、导管接头)

　　微结构表面制品(防眩光面板、导光板)

　　2. 精密压铸

　　5G通讯壳体压铸

　　新能源汽车电控箱体

　　微型电机外壳

　　3. 特殊成型模具

　　LDS天线成型模具

　　IMD/IMR工艺模具

　　微发泡成型模具

　　技术参数对比表

　　参数ALCA5NAK80S1367075

　　密度(g/cm³)2.787.87.72.81

　　抗拉强度(MPa)520-550

　　热导率(W/m·K)2002925130

　　镜面抛光性★★★★★★★★★★★★★★★★★

　　加工难度★★★★★★★★★★★★★

　　成本指数1.52.02.81.0

　　热处理规范

　　固溶处理：

　　温度：515±5℃

　　保温时间：壁厚≤50mm时2h，每增加25mm加1h

　　冷却方式：≤40℃水淬

　　时效处理：

　　T6状态：175℃×8h

　　T7状态：190℃×6h

　　分级时效：120℃×4h+170℃×6h

　　稳定化处理：

　　温度：200-220℃

　　时间：4-6h

　　目的：消除机加工应力

　　加工工艺指南

　　1. 机加工建议

　　粗加工：切削速度200-300m/min，进给0.15-0.25mm/齿

　　精加工：切削速度300-500m/min，进给0.05-0.1mm/齿

　　刀具材质：推荐使用金刚石涂层刀具

　　2. 表面处理

　　硬质阳极氧化：膜厚30-50μm，硬度HV800

　　微弧氧化：膜厚50-80μm，绝缘性优异

　　PVD涂层：TiAlN涂层可提高3倍耐磨性

　　3. 焊接修复

　　焊材匹配：推荐ALCA5专用焊丝

　　预热温度：120-150℃

　　层间温度：≤100℃

　　焊后处理：150℃×4h去应力退火

　　应用案例

　　案例1：手机摄像头镜片模具

　　模具尺寸：150×100×40mm

　　成型材料：COP环烯烃聚合物

　　表面要求：Ra≤0.01μm

　　使用寿命：80万次以上

　　案例2：新能源汽车充电接口

　　压铸参数：熔融温度680℃，压力80MPa

　　成型周期：18秒

　　尺寸精度：±0.03mm

　　年产量：30万件

　　案例3：医疗微流控芯片模具

　　小特征：25μm微流道

　　脱模角度：0.5°

　　模具温度：100±1℃

　　产品合格率：99.7%

　　经济效益分析

　　与传统模具钢比较：

　　加工时间缩短40-60%

　　能耗降低35%

　　模具重量减轻65%

　　与普通模具铝比较：

　　使用寿命延长3-5倍

　　维修间隔延长2倍

　　产品不良率降低70%

　　选型建议

　　ALCA5特别适合以下应用场景：

　　要求轻量化的超大型模具

　　需要快速散热的薄壁精密成型

　　复杂微结构表面复制

　　长寿命要求的量产模具

　　该材料代表了现代模具材料向高性能、轻量化、高效率方向的发展趋势，特别适合对模具性能有严苛要求的先进制造领域。