FORTAL铝合金在大型覆盖件模具中的应用实践

　　FORTAL圆棒模具铝解析

　　产品定位与核心优势

　　FORTAL系列是法国Pechiney公司开发的高性能铝合金品牌，在航空航天和精密模具领域享有盛誉。该材料采用特殊的合金配方和热处理工艺，在强度、韧性和加工性能之间实现了zhuoyue平衡，被誉为"航空级模具铝"。

　　FORTAL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

　　FORTAL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

　　材料关键特性解析

　　机械性能表现

　　强度特性：

　　抗拉强度：440-480 MPa（AW状态）

　　屈服强度：≥400 MPa

　　硬度范围：HB 135-145（T651状态）

　　韧性表现：

　　延伸率：≥10%

　　断裂韧性：K1C ≥ 30 MPa·m¹/²

　　疲劳强度：160 MPa（10⁷次循环）

　　物理特性

　　热性能：

　　热导率：167 W/(m·K)（25°C）

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/°C（20-100°C）

　　比热容：900 J/(kg·K)

　　电学性能：

　　电导率：35% IACS

　　电阻率：49 nΩ·m

　　材料成分与微观结构

　　化学成分（%）

　　元素SiFeCuMnMgCrZnTiAl

　　含量0.60.51.00.40.80.150.250.1余量

　　微观结构特征

　　主要强化相：Mg₂Si、Al₂CuMg

　　晶粒尺寸：ASTM 8-9级

　　析出相分布：均匀弥散分布

　　典型应用领域

　　航空航天应用

　　飞机结构件模具

　　航天器热防护系统成型模具

　　航空电子设备壳体模具

　　高端模具制造

　　汽车灯罩和透镜模具

　　精密医疗器械成型模具

　　电子产品外壳注塑模具

　　工业部件应用

　　高精度机械导轨

　　半导体设备部件

　　光学仪器支架

　　加工工艺指南

　　机械加工参数

　　车削加工：

　　切削速度：200-300 m/min

　　进给量：0.1-0.3 mm/rev

　　刀具选择：PCD刀具佳

　　铣削加工：

　　主轴转速：6000-10000 rpm

　　切削深度：粗加工3-5mm，精加工0.1-0.3mm

　　冷却方式：推荐高压冷却

　　热处理工艺

　　T651状态处理：

　　固溶处理：530°C×1h，水淬

　　人工时效：160°C×18h

　　拉伸校直：1.5-3%变形

　　特殊性能验证

　　表面处理性能

　　阳极氧化膜厚：可达50μm

　　硬质氧化硬度：≥800 HV

　　镀层结合强度：≥30 MPa

　　环境耐受性

　　盐雾测试：＞2000小时无点蚀

　　高温性能：200°C强度保持率＞85%

　　低温韧性：-50°C冲击功保持率＞90%

　　与竞品对比优势

　　加工性能：

　　比7075铝合金切削效率提高20%

　　比2024铝合金刀具寿命延长30%

　　综合性能：

　　强度与6061-T6相当但韧性更优

　　比Alumold-150系列热稳定性更好

　　应用优势：

　　已获空客、波音等航空制造商认证

　　符合AMS 4341和AMS 4340标准

　　使用注意事项

　　焊接建议：

　　推荐使用4043或5356焊丝

　　预热温度：120-150°C

　　焊后需重新热处理

　　存储要求：

　　避免与钢件直接接触存放

　　相对湿度＜60%的环境佳

　　建议离地存放，防止受潮

　　设计要点：

　　小弯曲半径：2T（T为材料厚度）

　　推荐表面粗糙度：Ra 0.8-1.6μm

　　FORTAL铝合金已成功应用于空客A350飞机零部件模具、徕卡相机镜筒模具等高端领域，可提供完整的材料认证报告和加工应用案例。