HOKOTOL模具铝的低热膨胀系数实践

　　HOKOTOL模具铝的特性与用途分析

　　一、材料概述

　　HOKOTOL是一种日本开发的专用模具铝合金，由日本轻金属株式会社(Nippon Light Metal)研发生产。该材料专为塑料模具应用而设计，具有优异的综合性能，在亚洲模具行业特别是日本、台湾等地应用广泛。

　　HOKOTOL实测化学成分：

　　Cu0.15-0.4-,

　　Si0.4-0.8,

　　Fe0.7-,

　　Mn0.15-,

　　Mg0.8-1.2-,

　　Zn0.25-,

　　Cr0.04-0.35-,

　　Ti0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　二、主要特性

　　1. 机械性能

　　高强度：抗拉强度可达300-350MPa

　　良好韧性：优于普通铝合金的冲击韧性

　　适中硬度：热处理后硬度约HRB 80-95

　　优异的抛光性：可达到镜面抛光效果

　　2. 物理性能

　　低密度：约2.7g/cm³，模具重量轻便

　　高热导率：约160-180W/(m·K)，冷却效率高

　　低热膨胀系数：23×10⁻⁶/℃，尺寸稳定性好

　　良好焊接性：可采用常规方法焊接修补

　　3. 加工性能

　　优异的切削性：加工效率比钢模高30-50%

　　良好的蚀刻性：适合做咬花处理

　　易于修复：局部损坏可焊接修补

　　三、典型用途

　　1. 塑料模具主要应用

　　大型注塑模具：汽车保险杠、仪表板等

　　精密电子模具：连接器、外壳等

　　透明件模具：光学镜片、导光板等

　　日用品模具：家电外壳、容器等

　　2. 特殊应用领域

　　吹塑模具：PET瓶、化妆品容器

　　低压注塑模具：电子封装产品

　　反应注塑模具：聚氨酯产品

　　四、热处理工艺

　　HOKOTOL通常以T6状态供应，主要热处理工艺包括：

　　固溶处理：480-500℃保温后水淬

　　人工时效：160-180℃保温8-12小时

　　稳定性处理：对于精密模具可增加100-120℃长时间时效

　　五、表面处理建议

　　硬质阳极氧化：增加表面硬度至HV800以上

　　化学镀镍：提高耐磨性和脱模性

　　特氟龙涂层：用于特殊脱模要求

　　镜面抛光：可达到Ra0.01μm的超镜面

　　六、市场优势

　　成本效益：模具制造成本比钢模低30-40%

　　交货周期：加工周期缩短40%以上

　　使用寿命：普通塑料件可达20-50万模次

　　维修便利：现场可进行焊接修补

　　七、使用注意事项

　　不适用于高温塑料(如PEEK等)的成型

　　长时间使用温度不宜超过200℃

　　设计时需考虑铝合金的弹性模量较低

　　对于高玻纤含量材料，建议表面强化处理

　　八、典型应用案例

　　65英寸电视前框模具：

　　材料：HOKOTOL T6

　　重量：比钢模轻约60%

　　冷却时间缩短25%

　　汽车LED灯罩模具：

　　镜面抛光至Ra0.02μm

　　使用寿命30万模次以上

　　医疗耗具多腔模具：

　　64腔精密模具

　　尺寸精度±0.01mm

　　九、与其他模具铝比较

　　特性HOKOTOLAlZn5.5MgCu7075铝合金NAK80模具钢

　　硬度(HRB)80-9570-8585-10035-40(HRC)

　　热导率优良良差

　　抛光性良好一般优

　　适用模次20-50万10-30万5-20万50-100万

　　成本中高中等中等高