A2017模具铝的CTE（热膨胀系数）与尺寸稳定性研究

　　A2017模具铝（硬铝/杜拉铝）的用途及特性分析

　　一、材料概述

　　A2017（美标：2017，德标：3.1325，国标：LY11）是一种 Al-Cu-Mg系 可热处理强化铝合金，属于 硬铝合金（Duralumin） 类型。其特点是 高强度、良好的切削性能，但 焊接性能和耐蚀性一般。

　　常用于 模具、航空结构件、机械零件 等领域，尤其适用于 需要较高强度和切削性能的模具。

　　A2017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。

　　三、主要特性

　　1. 机械性能（T4状态）

　　性能典型值

　　抗拉强度（MPa）380-420

　　屈服强度（MPa）240-280

　　延伸率（%）15-20

　　硬度（HB）90-110

　　疲劳强度（MPa）120-150

　　热处理强化后（T6状态）：

　　抗拉强度可达 430-470 MPa

　　硬度（HB）提升至 100-120

　　2. 物理特性

　　特性数值

　　密度（g/cm³）2.79

　　熔点（℃）510-640

　　热导率（W/m·K）130-150

　　电导率（% IACS）30-35

　　3. 工艺性能

　　切削性能：适合精密机械加工。

　　焊接性能较差：易产生热裂纹，通常采用铆接或螺栓连接。

　　耐蚀性一般：需做阳极氧化或涂层保护。

　　四、典型应用领域

　　1. 模具制造

　　注塑模具（适用于高精度需求）

　　压铸模具（非高应力场合）

　　冲压模具（中小型模具）

　　橡胶模具（需高切削精度时）

　　2. 航空与机械

　　飞机结构件（如铆钉、框架）

　　高强度机械零件（如齿轮、轴套）

　　装备部件

　　3. 其他工业应用

　　汽车零部件（如支架、连接件）

　　光学仪器结构件

　　精密工具夹具

　　五、加工建议

　　1. 热处理

　　T4状态（固溶+自然时效）：适用于大多数模具加工。

　　T6状态（固溶+人工时效）：提高强度，但延展性降低。

　　2. 机加工

　　推荐切削参数：

　　车削：转速 400-600 RPM，进给量 0.1-0.3 mm/rev

　　铣削：转速 2000-3000 RPM，进给量 0.05-0.2 mm/tooth

　　刀具选择：硬质合金刀具（如YG8）或PCD刀具。

　　3. 表面处理

　　阳极氧化（提高耐蚀性，推荐氧化）

　　化学镀镍（适用于耐磨需求）

　　喷砂/抛光（改善表面光洁度）

　　六、与其他模具铝合金对比

　　特性A2017（LY11）6061（AlMgSiCu）7075（AlZnMgCu）

　　强度中高中超高

　　切削性优良中

　　焊接性差优差

　　耐蚀性一般优较差

　　价格中低高

　　适用场景：

　　A2017 → 高切削精度需求，如精密模具、航空件。

　　6061 → 焊接需求高，如结构件、汽车部件。

　　7075 → 超高强度需求，如航空承力件、模具。

　　七、选材建议

　　推荐使用 A2017 的情况：

　　需要 高切削精度 的模具（如光学透镜注塑模）。

　　对 强度要求较高但预算有限 的模具。

　　不涉及焊接，且 耐蚀性可通过表面处理改善 的应用。

　　不建议使用 A2017 的情况：

　　高腐蚀环境（如海洋工程）。

　　需焊接的结构件（建议改用6061）。

　　超高压模具（建议改用7075或模具钢）。

　　八、总结

　　A2017（LY11）是一种 高强度、切削性能优异但焊接和耐蚀性一般 的铝合金，适用于 精密模具、航空结构件、机械零件 等领域。

　　在 模具制造 中，它特别适合 高精度机加工需求，但需配合 表面处理 提高耐蚀性。