FORTAL模具铝的21道精密处理工艺图解

　　FORTAL模具铝技术解析

　　FORTAL是美国铝业公司(Alcoa)开发的高强度铝合金系列，专为模具和航空航天应用设计，特别强调高强度与高韧性的平衡。以下是FORTAL系列模具铝的详细分析：

　　1. 主要型号及分类

　　FORTAL模具铝主要包括两大系列：

　　FORTAL 2系：7075基超高强合金

　　FORTAL 5系：7050基高韧耐蚀合金

　　FORTAL实测化学成分：

　　硅Si：0.50

　　铁Fe: 0.50

　　铜Cu：3.8-4.9

　　锰Mn：0.30-1.0

　　镁Mg：1.2-1.8

　　铬Cr：0.10

　　锌Zn：0.25

　　铝Al：余量

　　FORTAL力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：110-136

　　伸长率 δ10 (%)： ≥20

　　退火温度为：415℃。

　　屈服强度 σs (MPa) ≥110

　　伸长率 δ5 (%) ≥12

　　试样毛坯尺寸 所有壁厚

　　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。

　　3. 核心性能特点

　　3.1 机械性能优势

　　超高强度：T7451状态σb≥540MPa

　　优异韧性：KIC≥28MPa·m¹/²

　　疲劳性能：10⁷周次下Δσ=140MPa

　　各向同性：纵横性能比>0.9

　　3.2 热物理特性

　　热导率：≥130W/m·K

　　热膨胀系数：23.4×10⁻⁶/°C(20-100°C)

　　比热容：860J/kg·K

　　4. 模具领域主要应用

　　4.1 塑料成型模具

　　大型汽车件注塑模：保险杠、仪表盘等

　　厚壁制品模具：承受高注射压力

　　多腔精密模具：保持高尺寸稳定性

　　4.2 轻合金压铸

　　结构件压铸模：汽车转向节等

　　薄壁压铸：笔记本外壳等

　　4.3 特殊成型工装

　　复合材料成型模：碳纤维预浸料固化

　　橡胶硫化模具：耐热疲劳性能优异

　　5. 关键工艺技术

　　5.1 热处理规范

　　固溶处理：475°C±5°C×2h→水淬

　　双级时效：

　　120°C×24h

　　165°C×8-10h

　　5.2 加工特性

　　切削速度：可达300m/min(硬质合金刀具)

　　表面粗糙度：Ra可达0.2μm

　　刀具寿命：比加工钢模提高3倍

　　6. 材料优势对比

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　　>特性>普通模具铝>FORTAL>模具钢

　　强度(MPa)300-400500-5501800-2000

　　导热率150-160130-14025-30

　　加工性优良差

　　成本低中高

　　FORTAL模具铝特别适合需要兼顾强度、导热性和加工效率的中大型模具应用，其优异的综合性能在汽车模具等领域具有显著优势。