Alumold-500铝合金技术参数实践

　　Alumold-500 超高强模具铝合金技术白皮书

　　一、材料核心定位

　　Alumold-500 是专为超高压、高耐磨、极端工况模具研发的新一代超高强度铝合金，采用 Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc 合金体系，通过纳米复合强化+细晶调控技术，实现接近特种模具钢的强度（>700MPa），同时保持铝合金的轻量化优势。

　　Alumold-500化学成分：

　　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

　　铝(Al) 余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　Alumold-500铝棒力学性能：

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　2.2 物理性能

　　密度：2.88 g/cm³（较钢轻约35%）

　　热导率：160 W/(m·K)（模具钢的5-6倍）

　　热膨胀系数：22.8×10⁻⁶/K（20-200°C，匹配模具钢）

　　电阻率：42 nΩ·m（适用于EDM放电加工）

　　三、极限机械性能

　　3.1 T76峰值时效状态

　　性能数值对比传统模具钢（如H13）

　　抗拉强度720-750 MPa接近H13调质状态（~800MPa）

　　屈服强度670-700 MPa优于P20预硬钢（~600MPa）

　　伸长率8-10%远高于模具钢（~5%）

　　硬度220-240 HB相当于HRC 22-24

　　断裂韧性38-42 MPa·√m抗裂纹扩展能力优异

　　3.2 极端环境性能

　　高温稳定性（200°C）：强度保持率>80%

　　抗疲劳性能：10⁷次循环载荷下疲劳极限达250MPa

　　抗蠕变能力：1000h/150°C下变形量<0.1%

　　四、革命性应用场景

　　4.1 超高压成型模具

　　汽车轻量化：高强度钢板热冲压模具（替代传统铸钢模）

　　领域：钛合金/镁合金等难成型材料锻模

　　4.2 精密光学与电子模具

　　超精密玻璃模压：手机镜头模造模具（热膨胀匹配光学玻璃）

　　半导体封装：LED支架高速冲压模（寿命提升3倍）

　　4.3 增材制造与复材成型

　　碳纤维热压罐模具：耐温250°C，循环寿命>5000次

　　金属3D打印基板：高导热+低热变形，支撑大尺寸打印

　　五、先进加工技术

　　5.1 超精密制造工艺

　　超高速铣削（HSM）：主轴转速30,000 RPM，表面质量Ra≤0.1μm

　　激光辅助加工：降低切削力40%，延长刀具寿命

　　5.2 热处理创新

　　双级固溶：465°C+490°C梯度加热，消除偏析

　　多级时效：80°C→120°C→160°C阶梯升温，析出纳米相

　　5.3 表面强化方案

　　技术效果适用场景

　　微弧氧化（MAO）表面硬度HV800-1000高耐磨需求

　　类金刚石镀膜（DLC）摩擦系数<0.1精密脱模

　　离子渗氮渗层深度50μm抗腐蚀环境

　　六、与竞品对比

　　特性Alumold-5007075-T6H13模具钢

　　强度★★★★★★★★☆★★★★★

　　导热性★★★★★★★★☆★★☆

　　加工效率★★★★☆★★★★★★☆

　　成本效益★★★★★★★★☆★★☆

　　七、使用技术指南

　　设计优化建议

　　采用拓扑优化结构减轻重量

　　冷却水道设计遵循随形冷却原则

　　加工注意事项

　　粗加工后必须进行振动时效处理

　　精加工推荐金刚石刀具（避免粘刀）

　　维护策略

　　每5万次成型循环后等离子清洗

　　长期停机需真空包装防氧化