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ALUMOLD铝合金耐腐蚀性能的影响

发布时间: 2025-06-26

  ALUMOLD铝合金特性及用途全面解析

  材料基本概况

  ALUMOLD是一种专用于模具制造的高性能铝合金,由美国Alcoa公司开发,属于Al-Zn-Mg-Cu系合金。该材料结合了高强度、高导热性和优异的机械加工性能,是传统模具钢的理想替代材料。

  ALUMOLD化学成分:

  铝 Al :余量

  硅 Si :≤0.40

  铜 Cu :≤0.10

  镁 g:4.0~4.9

  锌 Zn:≤0.25

  锰 n:0.40~1.0

  钛 Ti :≤0.15

  铬 Cr:0.05~0.25

  铁 Fe: 0.000~ 0.400

  注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

  ALUMOLD力学性能:

  电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)

  抗拉强度(25°C Pa)---472

  屈服强度(25°C Pa)---325

  硬度(500kg力10球)---120

  延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

  剪应力(Pa)---285

  注 :管材室温力学性能

  试样尺寸:壁厚/ (所有)

  状态:铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

  质量特征

  密度:2.90g/c3。

  2. 冶金学特点

  采用特殊晶粒细化工艺

  优化的Zn/Mg比例确保时效强化效果

  低Si、Fe含量保障加工表面质量

  添加Cr元素提高抗应力腐蚀性能

  核心性能指标

  1. 机械性能(T651状态)

  强度特性:

  抗拉强度:≥520MPa

  屈服强度(0.2%):≥470MPa

  剪切强度:≥330MPa

  塑性指标:

  延伸率:≥6%

  断裂韧性K₁C:≥28MPa·√m

  2. 物理性能

  基本物性:

  密度:2.82g/cm³

  熔点范围:475-635℃

  热物理性能:

  热导率:154W/(m·K)

  热膨胀系数:23.4×10⁻⁶/K

  比热容:860J/(kg·K)

  特殊性能优势

  1. 模具制造特性

  加工性能:

  切削力比P20模具钢低40%

  可实现Ra<0.8μm的表面粗糙度

  刀具寿命延长3-5倍

  使用寿命:

  注塑模寿命可达50-100万次

  压铸模寿命达10-20万次

  2. 使用性能

  导热性能:

  冷却效率比钢模高3-5倍

  缩短注塑周期15-30%

  耐蚀性能:

  耐塑料分解气体腐蚀

  抗冷却水腐蚀

  主要应用领域

  1. 塑料成型模具

  大型注塑模具(汽车保险杠等)

  精密电子件注塑模

  医疗器具成型模

  光学透镜注塑模

  2. 轻金属压铸

  锌合金压铸模

  镁合金压铸模

  铝合金压铸模(低熔点)

  3. 其他模具应用

  吹塑模具

  发泡模具

  橡胶模具

  复合材料成型模具

  热处理工艺

  1. 标准热处理(T651)

  固溶处理:

  465±5℃/2小时→水淬

  人工时效:

  120±5℃/24小时

  随后160±5℃/10小时

  2. 特殊处理

  尺寸稳定化处理:

  190-210℃/4-6小时

  表面强化处理:

  微弧氧化(MAO)

  等离子电解氧化(PEO)

  加工技术指南

  1. 切削加工

  推荐参数:

  车削:Vc=500-800m/min,f=0.15-0.3mm/r

  铣削:Vc=600-1000m/min,fz=0.1-0.2mm/tooth

  钻削:Vc=80-120m/min,f=0.1-0.2mm/r

  刀具选择:

  PCD刀具

  可选金刚石涂层硬质合金刀具

  2. 表面处理

  抛光工艺:

  机械抛光→电解抛光→钻石研磨

  功能性处理:

  硬质阳极氧化(50-100μm)

  化学镀镍(ENP 25-50μm)

  与传统模具材料对比

  特性 ALUMOLD P20钢 H13钢 6061铝合金

  密度(g/cm³) 2.82 7.85 7.80 2.70

  热导率(W/m·K) 154 29 24 167

  切削效率 ★★★★★ ★★ ★★ ★★★★

  模具冷却效率 ★★★★★ ★★ ★★ ★★★★

  成本效益 ★★★ ★★ ★★ ★★★★

  质量控制要点

  超声波检测:

  按ASTM B594标准执行

  缺陷检测灵敏度≤φ1mm

  残余应力控制:

  采用振动时效处理

  残余应力<50MPa

  尺寸稳定性验证:

  温度循环试验(-30℃~150℃)

  尺寸变化率<0.02%

  ALUMOLD铝合金通过优化合金设计和热处理工艺,成功解决了传统铝合金模具强度不足和钢模具加工困难的矛盾,在现代模具工业中展现出显著的技术优势和经济效益。


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