A69模具铝高硬度与耐腐蚀性的完美平衡

　　A69模具铝全技术解析

　　产品定位与材料背景

　　A69模具铝是第七代高性能铝合金模具材料（Aluminum 69系列），采用新的喷射成形快速凝固技术制备，具有接近理论密度的微观组织和突破性的综合性能组合。该材料专为应对现代制造业对模具提出的更高效率、更长寿命和更精密成型要求而开发。

　　A69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

　　A69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)。

　　创新性应用场景

　　超高速注塑成型

　　汽车LED矩阵大灯透镜模具（成型周期<8秒）

　　超薄手机中框（0.3mm壁厚）高速注塑

　　液态硅胶（LSR）快速成型

　　特种材料成型

　　碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）

　　金属注射成型（MIM）模具

　　光学级PC扩散板大批量生产

　　超精密微成型

　　微流控芯片模具（特征尺寸<50μm）

　　生物可吸收支架模具

　　MEMS器件封装模具

　　突破性性能参数

　　机械性能新高度

　　抗拉强度：680-750MPa（达到工具钢水平）

　　屈服强度：620-680MPa

　　硬度：220-240HB（预硬化状态）

　　弹性模量：82GPa（比传统铝高30%）

　　热物理性能极限

　　热导率：125-140W/(m·K)

　　线膨胀系数：21.5×10⁻⁶/°C（20-200℃）

　　比热容：880J/(kg·K)

　　热扩散率：62mm²/s

　　表面工程性能

　　镜面抛光能力：Ra≤3nm（电子显微镜级）

　　摩擦系数：0.05-0.08（含自润滑改性）

　　镀层结合强度：＞100MPa（ASTM C633）

　　材料科学突破

　　1. 多尺度结构设计

　　纳米级Al₃(Sc,Zr)强化相（5-20nm）

　　亚微米级等轴晶结构（0.2-0.5μm）

　　多级异构晶界工程

　　2. 极端工况稳定性

　　抗热震性能：ΔT=300℃循环1000次无裂纹

　　耐腐蚀性：通过5000小时盐雾测试

　　抗高温软化：350℃下硬度保持率>85%

　　3. 精密制造特性

　　各向同性收缩率：<0.005%

　　微加工能力：小可加工特征10μm

　　光刻兼容性：支持LIGA工艺制模

　　先进制备技术

　　特种制备工艺

　　喷射成形快速凝固技术

　　热等静压致密化（HIP）

　　多向锻压晶粒细化

　　表面强化方案

　　原子层沉积（ALD）Al₂O₃涂层

　　高熵合金复合镀层

　　激光冲击强化（LSP）

　　连接技术

　　真空扩散焊接（接头强度＞母材90%）

　　摩擦搅拌焊接（FSW）

　　微束等离子焊接

　　行业应用

　　光电领域：超表面光学元件纳米压印模具

　　新能源：燃料电池双极板精密成型模

　　消费电子：折叠屏手机转轴精密铸模

　　工程技术规范

　　设计准则

　　建议采用创成式设计优化结构

　　冷却系统需集成微通道换热技术

　　关键部位推荐使用纳米陶瓷镶件

　　加工工艺

　　纳米级加工需使用单晶金刚石刀具

　　推荐参数：Vc=600-1000m/min，ap≤0.1mm

　　必须采用恒温油雾冷却

　　全生命周期管理

　　建议植入IoT传感器实时监控

　　每5万模次进行3D形貌扫描

　　使用专用纳米润滑防护剂

　　A69模具铝通过材料基因工程设计和先进制备技术，实现了传统铝合金模具材料性能的范式突破，其综合性能指标较前代产品再提升40%，为下一代精密制造提供了革命性的模具解决方案。该材料特别适用于要求纳米级精度、超长寿命和极端工况的先进制造领域。