Alumold-350铝合金的热处理工艺优化及硬度变化研究

　　ALUMOLD-350铝合金深度技术分析报告

　　材料基本概况

　　ALUMOLD-350是一种超高性能模具专用铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强度合金。该材料专为高应力、高耐磨模具应用开发，具有接近工具钢的机械性能同时保持铝合金的加工优势，特别适用于大型复杂模具和长期高负荷工况。

　　Alumold-350化学成分

　　铝(Al) 余量

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6，

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　Alumold-350铝棒力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥530

　　伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥400

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　弹性模量：72GPa，

　　热膨胀系数23.5

　　熔点范围490-630

　　电导率41

　　电阻率0.0415

　　退火温度415，

　　固溶温度475，

　　时效温度125-175

　　斯录注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有

　　Alumold-350铝合金特点

　　1、高强度可热处理合金。

　　2、优异的耐热性能。

　　3、良好的耐疲劳性能。

　　4、良好的刚度、比强度。

　　5、良好的机械加工性。

　　6、优异的耐应力腐蚀开裂性能。

　　物理性能参数

　　1. 基础物理特性

　　密度：2.88 g/cm³

　　热导率：130 W/(m·K)(T6状态)

　　比热容：880 J/(kg·K)

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K(20-200℃)

　　电阻率：54 nΩ·m

　　2. 典型机械性能表

　　状态抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)硬度(HRC)断裂韧性(MPa·√m)

　　T6580-620540-5806-828-3225-28

　　T7540-580500-5407-926-3028-32

　　T73500-540460-5008-1024-2830-35

　　核心性能优势

　　1. 超高性能特征

　　超高强度：T6状态抗拉强度>580MPa

　　优异耐磨性：磨损率仅为普通铝合金的1/3

　　高刚性：弹性模量75GPa

　　抗应力腐蚀：T73状态SCC阈值>400MPa

　　2. 与ALUMOLD-150对比

　　性能指标ALUMOLD-350ALUMOLD-150差异说明

　　抗拉强度(MPa)580-620420-460+38%

　　硬度(HRC)28-3218-22+55%

　　热导率(W/m·K)130180-28%

　　加工难度较高中等刀具磨损增加

　　热处理工艺规范

　　1. 标准热处理流程

　　固溶处理：465-475℃/2.5h + 水淬

　　时效处理：

　　T6：120℃/24h

　　T7：150℃/16h + 190℃/8h

　　T73：110℃/8h + 160℃/16h + 210℃/6h

　　2. 特殊热处理工艺

　　双级时效：100℃/12h + 170℃/20h(优化韧性)

　　回归再时效(RRA)：提升综合性能15-20%

　　深冷处理：-196℃/4h(提高尺寸稳定性)

　　主要应用领域

　　1. 高端模具应用

　　大型汽车模具：保险杠、仪表盘(模具重量>2吨)

　　精密压铸模：发动机壳体、变速箱部件

　　多腔位模具：医疗注射器(64腔以上)

　　2. 特殊工业应用

　　航空航天工装：复合材料成型模具

　　模具：高精度弹体成型

　　超长寿命模具：要求>100万模次

　　3. 重载应用场景

　　厚壁制品成型：壁厚>8mm的工程塑料件

　　玻纤增强材料：含30-50%玻纤的PA、PPS等

　　高温工程塑料：PEEK、PEI等(加工温度>350℃)

　　精密加工技术

　　1. 佳加工参数

　　加工方式切削速度(m/min)进给量(mm/rev)刀具推荐冷却方式

　　粗加工200-3500.15-0.25硬质合金水溶性切削液

　　精加工400-6000.05-0.10PCD刀具微量润滑

　　钻孔50-700.08-0.12TiAlN涂层内冷

　　螺纹加工30-500.10-0.15粉末冶金高速钢油雾冷却

　　2. 特种加工技术

　　超声振动辅助切削：降低切削力40%，延长刀具寿命3倍

　　激光辅助加工：局部软化加工区域，提高表面质量

　　高速硬铣削：直接加工硬度30HRC以上状态

　　表面处理方案

　　1. 高性能表面处理

　　微弧氧化(MAO)：

　　膜厚：50-100μm

　　硬度：800-1200HV

　　耐温性：≤800℃

　　物理气相沉积(PVD)：

　　典型镀层：TiAlN、CrN

　　膜厚：3-5μm

　　摩擦系数：0.3-0.4

　　2. 复合表面处理

　　阳极氧化+有机涂层：耐腐蚀性提升10倍

　　激光熔覆WC-Co：表面硬度达60-65HRC

　　离子注入：氮离子注入深度50-100nm

　　典型工程案例

　　案例1：新能源汽车电池壳体压铸模

　　技术挑战：

　　投影面积>1.5m²

　　模具寿命要求50万模次

　　尺寸稳定性±0.1mm/1000模次

　　解决方案：

　　采用ALUMOLD-350 T73状态

　　配合智能温控系统

　　表面微弧氧化处理

　　案例2：航空航天复材成型模具

　　极端要求：

　　工作温度180-200℃连续工作

　　热膨胀匹配碳纤维复材

　　表面粗糙度Ra<0.2μm

　　创新应用：

　　特殊T7X热处理工艺

　　纳米级表面抛光

　　内置分布式温度传感器

　　使用注意事项

　　焊接性能：需采用4047焊丝，预热150-200℃

　　应力消除：粗加工后需进行去应力退火(250℃/4h)

　　腐蚀防护：长期存放需涂防锈油，湿度<60%

　　维修策略：建议采用激光熔覆修复而非传统焊接