3.4365模具铝在某汽车零部件模具中的应用效果

　　3.4365模具铝合金全面技术指南

　　1. 材料基本介绍

　　3.4365（DIN标准，对应EN AW-7075）是一种高强度的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，专为模具制造、航空航天和精密机械行业设计。该合金通过优化的Zn/Mg比例和Cu的强化作用，提供优异的强度、韧性和热稳定性，适用于高负荷模具应用。

　　3.4365化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 g：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 n：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　3.4365力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)

　　抗拉强度(25°C Pa)---472

　　屈服强度(25°C Pa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　剪应力(Pa)---285

　　注 ：管材室温力学性能

　　试样尺寸：壁厚/ (所有)

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.90g/c3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152Pa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331Pa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317Pa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：光滑无缺口试件在R·R·oore型测试中循环5×108次，为159Pa(23ksi)。

　　2. 核心性能参数

　　2.1 机械性能（T651状态）

　　参数数值单位

　　抗拉强度 (Rm)520-570MPa

　　屈服强度 (Rp0.2)470-520MPa

　　延伸率 (A5)6-10%

　　硬度150-160HB

　　冲击韧性 (ISO-V)25-30J/cm²

　　疲劳极限 (10⁷ cycles)~180MPa

　　2.2 物理性能

　　参数数值单位

　　密度2.81g/cm³

　　热导率 (20°C)140-155W/(m·K)

　　线膨胀系数 (20-100°C)23.2×10⁻⁶/K

　　比热容880J/(kg·K)

　　电导率32-35%IACS

　　2.3 工艺性能

　　切削加工性：优于P20模具钢（效率提高3-4倍）

　　抛光性：可镜面抛光至Ra<0.05μm

　　焊接性：可TIG/MIG焊接（需预热150-200°C）

　　阳极氧化：可硬质氧化（30-50μm，硬度800-1000 HV）

　　3. 主要应用领域

　　3.1 模具制造

　　注塑模具（LED灯罩、医疗部件、电子外壳）

　　压铸模具（锌/镁合金压铸，5-8万次寿命）

　　吹塑模具（PET瓶、包装容器）

　　橡胶模具（高耐磨要求）

　　3.2 精密机械与工业应用

　　半导体设备（真空腔体、晶圆传输机构）

　　航空航天（轻量化结构件、夹具）

　　汽车工业（复合材料成型模、快速原型模）

　　4. 材料科学特性

　　4.1 化学成分（DIN EN 573-3）

　　元素含量（wt%）冶金作用

　　Zn5.1-6.1主要强化元素（形成MgZn₂相）

　　Mg2.1-2.9提高强度与抗腐蚀性

　　Cu1.2-2.0增强高温稳定性

　　Cr0.18-0.28抑制晶界腐蚀

　　Fe+Si≤0.20杂质控制

　　4.2 微观组织

　　强化相：η' (MgZn₂) 和 S (Al₂CuMg) 相

　　晶粒尺寸：ASTM 7-8级（20-50μm）

　　析出相分布：均匀纳米级沉淀（10-30nm）

　　5. 热处理工艺

　　5.1 标准热处理（T651）

　　固溶处理（470±5°C，1h/25mm厚度）

　　水淬（冷却速率 >100°C/s）

　　人工时效（120°C×24h + 160°C×10h）

　　5.2 特殊热处理方案

　　T7351：提高抗应力腐蚀性（强度略降）

　　RRA（回归再时效）：

　　回归：200°C×30min

　　再时效：120°C×24h（强度提高15%）

　　深冷处理（-196°C×12h，提升尺寸稳定性）

　　6. 加工与制造指南

　　6.1 机械加工参数

　　加工方式刀具材质切削速度（m/min）进给量（mm/齿）

　　粗铣硬质合金300-4000.15-0.25

　　精铣PCD500-7000.05-0.10

　　钻孔TiAlN涂层40-600.08-0.15

　　车削CBN250-3500.08-0.12

　　6.2 关键加工建议

　　切削液：水溶性冷却液（pH 8.5-9.5）

　　刀具磨损监测：每加工50小时检查刃口

　　避免过热：切削温度<120°C

　　7. 对比分析与选材建议

　　7.1 与同类材料对比

　　参数3.43657075-T66082-T6P20钢

　　比强度0.1830.1690.1220.054

　　热导率

　　切削效率3.5×3.0×4.0×1×

　　模具寿命50-80k次40-60k次30-50k次500k+次

　　7.2 选材决策树

　　需要高强度+导热性 → 3.4365

　　成本敏感+易加工 → 6082

　　超高寿命（>200k次） → H13模具钢

　　8. 工程应用规范

　　8.1 设计准则

　　小壁厚：10mm

　　冷却水道间距：壁厚的2-3倍

　　圆角半径：≥3mm（避免应力集中）

　　8.2 模具维护方案

　　定期保养：每5000模次检查磨损

　　表面处理：硬质氧化或DLC涂层

　　存储条件：防潮（湿度<60%）、防腐蚀

　　9. 总结

　　3.4365模具铝是高强度、高导热、易加工的理想模具材料，适用于注塑、压铸、精密机械等行业。其性能介于Alumold-500和7000系之间，在5-10万次寿命的模具应用中具有显著优势，是传统模具钢的优质替代方案。