A2017精密模具铝制造的理想材料

　　A2017模具铝合金综合技术分析

　　材料基本概况

　　A2017（ISO标准，对应AA2017）是一种Al-Cu-Mg系可热处理强化铝合金，属于2XXX系列硬铝。该合金通过Cu、Mg等元素的合理配比，在保持良好加工性能的同时提供中等强度的力学性能，特别适用于要求良好机械性能和切削性能的模具应用。

　　A2017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

　　A2017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)。

　　核心性能指标

　　机械性能（T4状态）

　　性能参数典型值测试标准

　　抗拉强度380-420 MPaISO 6892-1

　　屈服强度240-280 MPaISO 6892-1

　　延伸率15-20%ISO 6892-1

　　布氏硬度95-105 HBWISO 6506-1

　　疲劳强度120-140 MPa (10⁷ cycles)ISO 1099

　　物理特性

　　特性数值单位

　　密度2.79g/cm³

　　热导率134W/(m·K)

　　线膨胀系数23.6×10⁻⁶/K

　　比热容875J/(kg·K)

　　电阻率52nΩ·m

　　加工特性

　　切削性能：切削加工性指数1.25（相对于2024-T3）

　　表面处理：适合化学氧化、阳极氧化

　　焊接性能：可焊性一般，推荐使用4043焊丝

　　典型应用领域

　　模具制造应用

　　中低负荷注塑模具

　　电子连接器模具

　　日用品注塑模

　　包装容器模具

　　橡胶成型模具

　　密封件成型模

　　减震部件模具

　　吹塑模具

　　PET瓶胚模具

　　塑料容器模具

　　其他工业应用

　　机械结构件

　　航空航天非承力部件

　　汽车内饰件模具

　　材料科学特性

　　化学成分（wt%）

　　元素含量范围主要作用

　　Cu3.5-4.5主要强化元素

　　Mg0.4-0.8辅助强化

　　Mn0.4-1.0晶粒细化

　　Si≤0.50杂质控制

　　Fe≤0.50杂质控制

　　微观组织特征

　　主要强化相：θ'(Al₂Cu)相

　　次要强化相：S(Al₂CuMg)相

　　晶粒尺寸：50-100μm

　　热处理工艺

　　标准热处理

　　固溶处理：

　　温度：500-505°C

　　保温时间：1h/25mm厚度

　　淬火介质：水（20-40°C）

　　自然时效：

　　T4状态：室温时效96小时以上

　　特殊热处理

　　人工时效：

　　T6处理：155°C×18h

　　强度提高约15%，延伸率降低30%

　　稳定化处理：

　　190°C×2h

　　提高尺寸稳定性

　　加工制造指南

　　机械加工参数

　　加工方式推荐刀具切削速度(m/min)进给量(mm/rev)

　　车削P20硬质合金150-2000.10-0.20

　　铣削3刃立铣刀180-2500.05-0.15

　　钻孔118°钻头40-600.08-0.12

　　攻丝高速钢丝锥10-15-

　　加工注意事项

　　切削液推荐使用乳化液（浓度5-8%）

　　避免积屑瘤形成，保持刀具锋利

　　精加工余量控制在0.1-0.3mm

　　对比分析与选材建议

　　性能对比

　　参数A201720246061P20钢

　　比强度0.1370.1430.1090.054

　　热导率

　　切削性1.251.01.51.0

　　成本比1.11.00.91.5

　　选材建议

　　优先选用A2017：

　　中等负荷模具

　　需要良好切削性能的模具

　　短期生产用模具

　　考虑替代材料：

　　更高强度需求 → 2024

　　更好耐蚀性 → 6061

　　更长寿命 → 模具钢

　　工程应用规范

　　设计建议

　　小壁厚：8mm

　　加强筋厚度：主壁厚的50-60%

　　过渡圆角：≥2mm

　　维护保养

　　定期清洁模具表面

　　储存时涂抹防锈油

　　每5000模次检查尺寸精度

　　总结

　　A2017模具铝以其良好的综合性能、优异的切削加工性和适中的成本，成为中低负荷模具的理想选择。特别适用于试模、小批量生产及对加工效率要求较高的模具应用，在模具寿命3-5万次范围内的应用中具有显著性价比优势。