AlCuMg2模具铝提供高强度解决方案

　　AlCuMg2铝合金综合技术分析报告

　　材料基本概况

　　AlCuMg2（欧洲标准EN AW-2024）是一种典型的硬铝合金，属于Al-Cu-Mg系可热处理强化铝合金，具有优异的强度/重量比和良好的机械加工性能。

　　AlCuMg2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

　　AlCuMg2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)。

　　典型物理性能

　　密度：2.78 g/cm³

　　熔点范围：500-635℃

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K (20-100℃)

　　热导率：121 W/(m·K)

　　电导率：30% IACS

　　机械性能特点

　　T351状态典型值

　　抗拉强度：470 MPa

　　屈服强度：325 MPa

　　延伸率：10%

　　硬度：120 HB

　　弹性模量：73 GPa

　　疲劳强度：140 MPa (10⁷次循环)

　　T6状态典型值

　　抗拉强度：485 MPa

　　屈服强度：415 MPa

　　延伸率：7%

　　硬度：130 HB

　　主要应用领域

　　1. 航空航天结构件

　　飞机蒙皮

　　机翼结构组件

　　机身框架

　　航天器燃料箱

　　2. 交通运输领域

　　高速列车车体结构

　　汽车悬挂部件

　　摩托车轮毂

　　3. 工业应用

　　模具制造（注塑模、压铸模）

　　机械部件（齿轮箱、活塞）

　　液压系统组件

　　4. 装备

　　装甲车辆部件

　　导弹结构件

　　军事装备支架

　　材料优势分析

　　高强度/重量比：比强度接近某些合金钢

　　良好的热稳定性：短时可承受200℃高温

　　优异的加工性：

　　机加工性能良好（切削力比钢低40%）

　　可进行精密加工（Ra可达0.8μm）

　　钣金成型性能良好（小弯曲半径2t）

　　焊接性能：

　　可采用TIG/MIG焊接

　　推荐使用4043/5356焊丝

　　焊后建议重新热处理

　　热处理工艺规范

　　固溶处理

　　温度：495-505℃

　　保温时间：取决于截面厚度

　　冷却方式：室温水淬（转移时间<15秒）

　　人工时效

　　T6处理：190±5℃×12h

　　T62处理：190±5℃×18h

　　T8处理：冷变形+190±5℃×12h

　　退火处理

　　完全退火：415±5℃×2-3h，炉冷

　　去应力退火：250±5℃×1-2h，空冷

　　材料局限性

　　耐蚀性：

　　对晶间腐蚀敏感

　　需进行表面防护（阳极氧化、涂层）

　　焊接性：

　　焊接接头强度系数约0.6

　　易产生热裂纹

　　高温性能：

　　长时间使用温度不超过150℃

　　超过200℃强度急剧下降

　　表面处理方案

　　阳极氧化：

　　膜厚10-25μm

　　硬度HV300-500

　　化学转化：

　　阿洛丁处理

　　铬酸盐处理

　　喷涂：

　　环氧底漆+聚氨酯面漆

　　陶瓷涂层

　　加工技术指南

　　机加工参数

　　车削：Vc=150-300m/min，f=0.1-0.3mm/rev

　　铣削：Vc=200-400m/min，fz=0.05-0.2mm/tooth

　　钻削：Vc=30-60m/min，f=0.05-0.15mm/rev

　　成型工艺

　　冷成型：大变形量80%

　　热成型：推荐温度350-450℃

　　超塑成型：适合复杂曲面零件

　　质量检测标准

　　化学成分：EN 573-3

　　力学性能：EN 10002-1

　　超声波检测：EN 12668-1

　　金相检验：EN ISO 17639

　　材料对比

　　特性AlCuMg270756061

　　强度高极高中

　　韧性中低高

　　耐蚀性低很低高

　　焊接性中差好

　　价格中高低

　　AlCuMg2铝合金在需要较高强度同时兼顾一定成型性的应用场景中具有明显优势，特别适合航空航天和交通运输领域的结构件制造。合理的热处理和表面防护是发挥其性能潜力的关键。