Alumold600铝合金成分、力学性能与热处理工艺

　　Alumold 600 铝合金（超高强模具铝）——深度技术解析

　　Alumold 600 是7000系铝合金中的高端型号，专为极端工况模具应用开发，在Alumold 400基础上进一步优化了强度、热稳定性和耐磨性，是目前商用模具铝合金中性能接近模具钢的解决方案。

　　Alumold600化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　Alumold600力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　Alumold600热处理规范：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120in;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10in或10～30in;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　力学性能（T6511状态）

　　抗拉强度：620-650MPa

　　屈服强度：580-610MPa

　　延伸率：6-8%

　　硬度(HRC)：22-24

　　断裂韧性：32MPa·√m

　　疲劳极限：280MPa(10⁷次循环)

　　物理特性

　　密度：2.84g/cm³

　　热导率：125W/(m·K)

　　比热容：875J/(kg·K)

　　电阻率：41nΩ·m

　　热膨胀系数：22.8×10⁻⁶/℃(20-200℃)

　　2. 五大革命性突破

　　纳米析出强化技术

　　通过Sc/Zr复合微合金化，形成Al₃(Sc,Zr)纳米颗粒，使高温强度保持率提升40%（300℃时强度仍达450MPa）

　　梯度热处理工艺

　　采用三段时效处理（120℃×6h + 150℃×8h + 180℃×4h），消除内应力同时提升韧性

　　超精密加工特性

　　切削力仅为P20模具钢的1/5，可实现：

　　镜面加工Ra≤0.025μm

　　深孔加工(径深比1:20)

　　微细结构(小槽宽0.05mm)

　　热循环稳定性

　　在0-200℃快速温度循环测试中，尺寸变化＜3μm/m

　　复合表面处理兼容性

　　可进行：

　　类金刚石碳镀(DLC)摩擦系数0.05-0.1

　　等离子电解氧化(PEO)膜厚100-200μm

　　激光合金化表面硬度可达HRC62

　　3. 应用领域

　　（1）超精密模具

　　光学透镜注塑模（非球面透镜成型）

　　微注塑模具（医疗微流控芯片）

　　玻璃模压模具（AR衍射光波导）

　　（2）半导体装备

　　晶圆级封装模具

　　引线框架精密冲模

　　EUV光刻机结构件

　　（3）航空航天

　　航空发动机叶片精铸模

　　航天器复合材料成型模

　　高超音速飞行器热结构件

　　（4）特殊工业

　　碳纤维预浸料成型模具

　　金属注射成型(MIM)模芯

　　人造钻石高压模具

　　4. 加工技术规范

　　热处理工艺

　　固溶处理：475±3℃×3h→水淬(冷却速率＞200℃/s)

　　冷变形：2-4%预拉伸

　　多级时效：

　　阶段：115℃×12h

　　第二阶段：155℃×10h

　　第三阶段：175℃×6h

　　机加工参数

　　工艺刀具材料切削速度进给量冷却方式

　　高速铣削PCD刀具500-800m/min0.03-0.08mm/z微量润滑

　　精密车削CVD金刚石300-600m/min0.02-0.05mm/r干切削

　　微孔加工硬质合金20-50m/min0.005-0.01mm/r超声辅助

　　5. 性能对比矩阵

　　指标Alumold600H13模具钢钨铜合金SiC陶瓷

　　比强度★★★★★★★★☆☆★★☆☆☆★★★★☆

　　热导率★★★★☆★★☆☆☆★★★★★★☆☆☆☆

　　机加工性★★★★★★★☆☆☆★☆☆☆☆★☆☆☆☆

　　成本系数4.81.09.512.0

　　使用寿命80-120万次150-200万次30-50万次5-10万次