Alumold500模具铝加工3C行业模具升级案例

　　Alumold-500圆棒模具铝深度技术解析

　　一、材料定位与基本参数

　　Alumold-500是新一代超高强度模具铝合金，采用专利的Al-Zn-Mg-Cu-TiB₂纳米复合强化技术，专为要求严苛的精密模具开发。

　　Alumold500铝合金化学成分：

　　铝 Al：余量

　　硅 Si：≤0.10

　　铁 Fe：≤0.12

　　铜 Cu：1.2~1.9

　　锰 Mn：≤0.06

　　镁 Mg：1.9~2.6

　　铬 Cr：0.18~0.25

　　锌 Zn：5.2~6.2

　　钛 Ti：≤0.06

　　未指定的其他元素：每种：≤0.05;合计：≤0.15

　　Alumold500力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≤305

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　密度：2.730g/cm。

　　泊松比：20℃(68F)

　　时为0.33。

　　弹性模量：拉伸：69.3GPa(10.1?106psi)，

　　剪切26GPa(3.75?106psi)，

　　压缩70.7GPa(10.3?106psi)

　　注 ：管材室温力学性能 试样尺寸：壁厚/mm (所有) 状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　试样尺寸：所有

　　四、热-机械协同性能

　　温度依赖性：

　　150℃时强度保持率：85%

　　200℃时强度保持率：72%

　　热疲劳性能：ΔT=250℃时，裂纹萌生寿命>5000次

　　各向异性比：

　　纵向/横向强度比：≤1.05

　　纵向/横向延伸率比：≤1.15

　　五、高端应用领域

　　1. 超精密光学模具

　　蓝宝石玻璃压型模（表面粗糙度Ra≤10nm）

　　菲涅尔透镜模具（小特征尺寸2μm）

　　VR镜片注塑模（面形精度λ/4@632.8nm）

　　2. 微纳制造领域

　　微流控芯片模具（通道宽度≥20μm）

　　生物芯片复制模（深宽比10:1）

　　衍射光栅模具（刻线密度≥3000lp/mm）

　　3. 特殊工况应用

　　碳纤维预浸料成型模（耐温200℃持续）

　　金属粉末注射模具（耐磨寿命≥50万次）

　　医用PEEK注塑模（耐腐蚀等级Class III）

　　六、加工技术规范

　　1. 优化切削参数

　　加工类型线速度(m/min)进给(mm/z)切深(mm)推荐刀具

　　粗加工180-2200.12-0.183-5金刚石涂层铣刀

　　半精加工250-3000.08-0.121-2TiAlN涂层立铣刀

　　精加工350-4000.03-0.050.2-0.5单晶金刚石刀具

　　2. 特种加工工艺

　　微细放电加工：

　　电极损耗比≤0.5%

　　表面完整性Sa≤0.8μm

　　激光抛光：

　　功率密度：10⁵W/cm²

　　扫描速度：200-400mm/s

　　粗糙度改善率：≥70%

　　七、材料对比分析

　　与竞品性能对比（T6状态）：

　　特性Alumold-500Alumold-3507075-T651

　　比强度(MPa·cm³/g)194167159

　　热扩散率(mm²/s)58.352.149.8

　　E/ρ(GPa·cm³/g)26.224.825.4

　　加工硬化指数n0.080.060.05

　　裂纹扩展速率da/dN(mm/cycle)2.1×10⁻⁶3.5×10⁻⁶4.8×10⁻⁶

　　八、失效模式分析

　　接触疲劳失效：

　　典型特征：表面剥落坑（直径50-200μm）

　　解决方案：表面微喷丸处理（强度0.3-0.5mmA）

　　应力腐蚀开裂：

　　临界应力强度因子KISCC：18MPa·m¹/²

　　防护措施：阳极氧化+封闭处理

　　高温软化：

　　热稳定性极限：230℃（长期）

　　强化方案：ZrO₂纳米颗粒表面改性

　　Alumold-500代表了当前铝合金模具材料的高性能水平，特别适合航空航天、精密光学、生物医疗等领域的模具制造需求，其综合性能已接近部分模具钢，同时保持了铝合金的加工优势。