A2017铝合金在汽车模具中的抗疲劳应用方案

　　A2017模具铝的用途及特性

　　基本介绍

　　A2017(也称为2024或EN AW-2024)是一种Al-Cu-Mg系硬铝合金，属于可热处理强化的高强度铝合金，在航空航天和模具领域有广泛应用。ISO标准中标记为AlCu4Mg1。

　　A2017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

　　A2017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。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152Pa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331Pa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317Pa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：光滑无缺口试件在R·R·oore型测试中循环5×108次，为159Pa(23ksi)。

　　A2017铝板性能优势：

　　1.良好的可成型性、可焊接性。

　　2.强度高。

　　3.可使用性好，接口特点优良。

　　4.易于加工，容易涂层。

　　5.抗腐蚀性、抗氧化性好。

　　主要特性

　　高强度/重量比：比强度接近某些低合金钢

　　良好机械加工性：

　　切削性能优于多数铝合金

　　但刀具磨损比加工纯铝更快

　　建议使用锋利刀具和适当冷却液

　　焊接性能有限：

　　可焊性评级为"差"

　　通常采用铆接或螺栓连接

　　如需焊接，推荐使用4043或4145焊丝

　　耐腐蚀性：

　　裸材耐蚀性一般

　　常需进行表面处理(阳极化或涂层)

　　对晶间腐蚀敏感

　　主要应用领域

　　模具制造应用

　　航空航天模具的轻量化部件

　　复合材料成型模具

　　低产量注塑模具

　　原型模具制造

　　其他工业应用

　　飞机结构件(机身、机翼)

　　卡车车轮和悬挂部件

　　高应力机械零件

　　军事装备部件

　　热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：495-505°C

　　保温时间：取决于厚度(通常1-2小时)

　　快速水淬

　　时效处理：

　　自然时效(T4)：室温下4-6天

　　人工时效(T6)：190°C，6-12小时

　　优缺点分析

　　优势

　　极高的强度/重量比

　　良好的疲劳性能

　　优异的机械加工性

　　较高的耐热性(相比其他铝合金)

　　局限性

　　耐腐蚀性较差

　　焊接性能不佳

　　价格高于普通铝合金

　　不适用于高温长期使用(>150°C)

　　表面处理建议

　　阳极化处理：

　　可提供5-25μm的氧化层

　　提高耐腐蚀性和表面硬度

　　常用硫酸阳极氧化

　　化学转化涂层：

　　如Alodine处理

　　提高油漆附着力

　　喷涂：

　　环氧或聚氨酯涂层

　　提供额外防护

　　使用注意事项

　　避免与异种金属接触(可能导致电偶腐蚀)

　　加工时产生切屑易燃，需注意防火

　　不推荐用于腐蚀性环境(如海洋大气)

　　应力集中敏感，设计时需考虑圆角过渡