ALUMOLD模具铝热物理性能模拟

　　ALUMOLD模具铝特性及用途深度解析

　　基本概况

　　ALUMOLD是一种专为模具制造开发的高性能铝合金品牌（非牌号，为商业品牌名称），属于Al-Zn-Mg-Cu系合金，具有接近钢材的机械性能同时保持铝材的轻质特性。

　　ALUMOLD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

　　ALUMOLD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)。

　　核心特性

　　物理机械性能

　　超高强度：抗拉强度可达500-580MPa（接近某些模具钢水平）

　　优异硬度：布氏硬度130-150HB（热处理后可达160HB以上）

　　良好韧性：冲击韧性优于传统7xxx系铝合金

　　热稳定性：可在200-250℃环境下长期工作

　　导热系数：≥160W/(m·K)（约为钢的5倍）

　　特殊性能优势

　　极优的机加工性：切削效率比钢高3-5倍

　　zhuoyue的表面光洁度：Ra可达0.2μm以下

　　独特的热处理响应：通过特殊时效处理可获得不同性能组合

　　焊接性能改良：相比传统高强铝焊接裂纹敏感性降低40%

　　典型化学成分（%）

　　元素ZnMgCuZrAl

　　含量6.0-7.02.0-2.51.2-1.80.1-0.2余量

　　三大核心应用领域

　　1. 高端注塑模具

　　光学透镜模具（利用其超高抛光性）

　　医疗器具成型模具

　　微结构精密注塑（如导光板、微流控芯片）

　　透明制品模具（PC/PMMA成型）

　　2. 轻量化压铸模

　　汽车铝合金部件低压铸造

　　镁合金电子外壳压铸

　　锌合金精密压铸

　　3. 特殊成型模具

　　碳纤维复合材料成型模

　　热塑性复合材料冲压模

　　发泡聚合物成型模具

　　五大技术优势详解

　　周期缩短效应

　　导热效率使冷却时间比钢模减少40-50%

　　典型注塑周期：钢模30秒 → ALUMOLD模18-22秒

　　能耗经济性

　　注塑机锁模力可降低20-30%

　　每套中型模具生命周期可节电约15万度

　　表面处理兼容性

　　支持硬质阳极氧化（表面硬度可达HV800+）

　　可直接化学镀镍（结合力>300MPa）

　　特氟龙涂层附着力优异

　　精密加工特性

　　铣削：VC=500-800m/min，fz=0.1-0.2mm/z

　　钻孔：VC=100-150m/min，f=0.05-0.1mm/r

　　切削参数示例：

　　加工变形量<0.05mm/m

　　维护便利性

　　修复焊接成功率>95%

　　表面划伤可现场再抛光

　　无需防锈保养

　　创新应用案例

　　汽车LED灯罩模具：

　　表面直接光学抛光替代电镀

　　模具重量从2.1吨(钢)降至700kg

　　产品透光率提升3%

　　折叠屏手机转轴压铸模：

　　承受200万次开合测试

　　尺寸稳定性<0.005mm变形

　　比钢模寿命延长30%

　　航空航天复合材料模具：

　　热膨胀系数匹配碳纤维

　　可耐受180℃/2MPa固化工艺

　　模具表面温度均匀性±1.5℃

　　选材技术指南

　　适用场景

　　✓ 产量

　　不适用场景

　　✗ 玻璃纤维含量>40%的工程塑料 ✗ 长期工作温度>300℃的工况 ✗ 超高磨损的粉末冶金模具 ✗ 需要镜面电镀的装饰件生产

　　发展

　　梯度热处理技术：

　　模具不同部位采用差异化时效工艺

　　可实现型腔硬度160HB/模架硬度130HB的组合

　　3D打印ALUMOLD：

　　粉末床熔融成型后强度可达450MPa

　　用于随形冷却水道的一体化制造

　　纳米复合改性：

　　添加TiB2纳米颗粒（0.5-1%）

　　耐磨性提升300%同时保持导热性

　　成本效益分析

　　项目钢模(P20)ALUMOLD差异

　　材料成本(元/kg)45120+167%

　　加工工时(小时)500180-64%

　　模具寿命(模次)1,000K300K-70%

　　单件分摊成本0.018元0.012元-33%

　　注：基于中型汽车零件模具（300×400mm）的测算数据

　　ALUMOLD模具铝代表了现代模具材料轻量化、高效化的发展方向，特别适合应对快速迭代、小批量多样化的智能制造需求。其技术经济性在新能源汽车、消费电子、医疗器械等领域表现尤为突出。