ALUMOLD铝合金高精度模具钢加工

　　ALUMOLD 铝合金（高精密模具专用铝）深度解析

　　ALUMOLD（对应牌号类似AlZnMgCu1.5，欧洲常标注为Al7075-T651变种）是专为高精密模具、注塑模、压铸模镶件设计的超高强度、高稳定性铝合金，由欧洲铝业巨头开发（如Hydro或Constellium）。其核心优势在于极低的热膨胀系数（CTE）和长期尺寸稳定性，适合精密成型和重复生产。

　　1. 关键性能参数（T651状态）

　　性能指标数值范围对比基准（普通7075-T6）

　　抗拉强度 (σ_b)530-570 MPa505-550 MPa（稍高5-8%）

　　屈服强度 (σ_0.2)470-500 MPa430-480 MPa

　　延伸率 (δ)8-12%10-13%

　　硬度 (HBW)150-170140-160

　　热导率130-150 W/m·K120-140 W/m·K

　　CTE (20-100℃)22.5×10⁻⁶/℃（接近钢材）23.4×10⁻⁶/℃

　　疲劳极限 (R=-1)190-210 MPa（10⁷次循环）180-200 MPa

　　电导率28-32% IACS30-33% IACS

　　🔥 核心优势：

　　热膨胀匹配钢模（减少合模间隙）

　　耐磨性提升30%（通过特殊微合金化）

　　机加工后残余应力<5 MPa（T651状态预拉伸）

　　ALUMOLD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

　　3. 典型应用场景

　　（1）精密注塑模具（50%份额）

　　光学透镜模芯（低CTE保证镜面精度）

　　医疗器件模具（抗腐蚀性优于常规钢模）

　　高光表面模具（Ra<0.05μm，无需镀铬）

　　（2）压铸模具镶件（30%）

　　铝合金压铸模（寿命达20万次，H13钢的60%成本）

　　镁合金热室压铸（耐温350℃不软化）

　　（3）工业自动化（20%）

　　机器人谐波减速器壳体（高刚性+减重30%）

　　半导体封装模具（热稳定性±0.01mm/100℃）

　　4. 关键工艺控制

　　（1）热处理规范

　　固溶处理：475℃±5℃/1h → 水淬（冷却速率>300℃/s）

　　预拉伸：1.5-2%变形（消除机加工应力）

　　时效：120℃/24h + 160℃/8h（双级时效提升耐热性）

　　（2）机加工参数

　　工艺推荐参数注意事项

　　铣削Vc=250m/min, fz=0.1mm/齿使用PVD涂层刀具（TiAlN）

　　钻孔钻速=60m/min, 进给=0.05mm/rev避免积屑瘤（高压冷却液冲洗）

　　磨削砂轮：金刚石/CBN, 线速度=30m/s防止局部过热（温控<150℃）

　　（3）表面处理选项

　　硬质阳极氧化（厚度50μm，硬度HV1200）

　　镍-PTFE复合镀（摩擦系数<0.1，用于脱模需求）

　　激光熔覆WC涂层（极端耐磨工况）

　　5. 与竞品对比（H13钢 vs 普通7075）

　　特性ALUMOLDH13工具钢7075-T6

　　密度 (g/cm³)2.817.802.81

　　热导率140 W/m·K25 W/m·K130 W/m·K

　　模具寿命50万次（注塑）100万次20万次

　　加工成本★★☆☆☆（钢的40%）★★★★★★★★☆☆

　　选型决策树：

　　需快速冷却 → ALUMOLD（热导率是钢的5倍）

　　超长寿命 → H13钢（但重量和成本翻倍）

　　临时模具 → 7075（成本低但寿命短）

　　6. 极限环境适应性

　　环境性能表现应对方案

　　高温（250℃）强度保留率85%（H13钢为95%）局部镶嵌H13钢耐热块

　　腐蚀介质耐盐雾96h无明显点蚀（优于7075）阳极氧化+封孔

　　高周疲劳10⁷次循环应力幅=200MPa避免尖角设计（R>3mm）