Alumold-150铝合金的强化机理与性能

　　ALUMOLD-150 铝合金全面技术报告

　　材料基本概况

　　ALUMOLD-150是专为高端模具应用开发的超高硬度铝合金，属于Al-Cu-Mg-Si-Ni系特种合金。由美国铝业公司(Alcoa)研发，采用专利的热处理工艺，在保持铝合金轻量化优势的同时，达到了接近工具钢的硬度和耐磨性。

　　Alumold-150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-150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。

　　核心性能特点(T7状态)

　　机械性能

　　硬度: 185-200HB (热处理后可达230HB)

　　抗拉强度: 450-480MPa

　　屈服强度: 400-430MPa

　　延伸率: 8-12%

　　热导率: 160W/(m·K)

　　热膨胀系数: 22×10⁻⁶/K (20-100℃)

　　模具专用特性

　　抛光性: 可达镜面级(Ra<0.05μm)

　　抗热疲劳性: 优于H13工具钢

　　尺寸稳定性:<0.005%尺寸变化/1000次循环

　　耐蚀性: 优异(优于普通模具钢3倍)

　　特殊优势

　　热管理性能优异

　　冷却速度比钢模快40-50%

　　可缩短注塑周期15-20%

　　均匀的热传导减少产品变形

　　加工经济性

　　机械加工速度是钢的3-5倍

　　刀具寿命延长50%以上

　　重量仅为钢的1/3，降低设备负荷

　　特殊表面处理兼容性

　　优异的硬质阳极氧化性能

　　适合Ni-P化学镀

　　可进行TD处理等表面强化

　　典型应用领域

　　注塑模具(45%)

　　光学透镜模具

　　医用导管模具

　　微细结构件模具

　　LCD导光板模具

　　压铸模具(30%)

　　薄壁铝合金压铸

　　精密锌合金压铸

　　镁合金电子产品外壳模具

　　其他模具(25%)

　　冲压成型模具

　　吹塑模具

　　橡胶模具

　　复合材料成型模具

　　热处理工艺

　　标准热处理流程

　　固溶处理: 515℃±5℃×8h，水淬

　　人工时效: 175℃±5℃×12h

　　稳定化处理: 150℃×24h

　　增强型热处理(提高硬度)

　　分级固溶: 480℃×2h→500℃×2h→520℃×4h

　　多级时效: 120℃×8h→160℃×8h→190℃×4h

　　深冷处理: -196℃×2h(液氮)

　　加工指南

　　推荐加工参数

　　加工方式转速(rpm)进给(mm/齿)切削深度(mm)备注

　　粗铣2000-25000.08-0.122.0-3.0硬质合金刀具

　　精铣3000-40000.03-0.050.3-0.5PCD刀具

　　钻孔800-12000.05-0.08-钴高速钢钻头

　　车削500-8000.05-0.100.5-1.0CBN刀具

　　特殊加工建议

　　粗加工后应进行去应力退火(300℃×2h)

　　精加工前材料需充分稳定化

　　避免使用含硫切削液

　　推荐使用雾状冷却方式

　　表面处理方案

　　硬质阳极氧化

　　膜厚: 50-80μm

　　硬度: 800-1000HV

　　摩擦系数: 0.15-0.20

　　复合镀层

　　Ni-P化学镀(30-50μm)

　　CrN/CrCN物理气相沉积

　　类金刚石碳(DLC)涂层

　　其他处理

　　微弧氧化

　　激光表面合金化

　　离子注入强化

　　维护与保养

　　日常维护

　　使用专用模具清洗剂

　　定期检查表面状态

　　存放时涂抹防腐油

　　修复技术

　　激光熔覆修复

　　冷焊接技术

　　局部重新热处理

　　寿命延长措施

　　每5000次循环检测尺寸

　　定期表面再处理

　　优化脱模剂使用

　　材料对比优势

　　特性ALUMOLD-150P20钢H13钢铍铜合金

　　导热性★★★★★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★★★★★

　　重量★★★★★★★★★★

　　成本★★★★★★★★★★★★

　　寿命★★★★★★★★★★★★★★★

　　ALUMOLD-150通过创新的合金设计和热处理工艺，在模具应用领域实现了铝合金性能的重大突破，特别适合需要快速冷却、高精密和轻量化的高端模具应用场景。