ALCA5模具铝加工全流程解析

　　ALCA5模具铝的用途及特性深度解析

　　基本概况

　　ALCA5是日本轻金属株式会社开发的高性能模具专用铝合金，属于Al-Cu-Mg-Si系合金，具有优异的综合性能，特别适合精密模具制造。

　　ALCA5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

　　ALCA5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)。

　　ALCA5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。

　　核心特性

　　物理机械性能

　　密度：2.8g/cm³（比钢轻约62%）

　　热导率：180W/(m·K)（优于大多数模具钢3-5倍）

　　抗拉强度：T6状态可达520MPa

　　硬度：HB150-170（经热处理后）

　　弹性模量：72GPa

　　特殊性能优势

　　超精加工性：

　　可实现Ra<0.01μm的镜面效果

　　特别适合光学元件模具

　　案例：某相机镜头模具表面粗糙度达到Ra0.008μm

　　zhuoyue的热稳定性：

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K（20-100℃）

　　高温强度：200℃时仍保持380MPa抗拉强度

　　独特的时效特性：

　　双级时效工艺可实现强度/韧性佳平衡

　　典型时效制度：160℃×8h+190℃×6h

　　主要应用领域

　　高精度注塑模具

　　光学透镜模具（手机镜头、车载摄像头等）

　　医疗精密部件（注射器、透析器等）

　　电子连接器（Type-C接口、FPC等）

　　特种成型模具

　　应用类型典型案例优势体现

　　玻璃模压手机盖板模具耐高温氧化

　　陶瓷注射牙科种植体模具抗磨粒磨损

　　微发泡成型汽车内饰件模具超精密型腔

　　其他特殊应用

　　晶圆级封装模具

　　MEMS器件成型模

　　3D打印随形冷却模具

　　加工工艺要点

　　热处理规范

　　固溶处理：

　　温度：530±5℃

　　保温时间：1.5-2h/25mm

　　冷却方式：≤40℃水淬

　　时效处理：

　　T6处理：175℃×8h

　　T7处理：190℃×6h（提高尺寸稳定性）

　　表面强化技术

　　微弧氧化：可形成50-80μm陶瓷层，硬度HV1500

　　复合镀层：Ni-PTFE复合镀层摩擦系数<0.1

　　激光强化：表面硬度可提升至HRC55

　　典型技术参数对比

　　参数ALCA5SKD61NAK80

　　导热系数(W/m·K)1802942

　　切削效率(%)1003560

　　镜面等级(#)15,0008,00012,000

　　大硬度(HRC)52*6240

　　*经表面强化后

　　使用经济性分析

　　全生命周期成本对比（以10万模次为基准）：

　　ALCA5模具：总成本约￥18万（材料35%+加工40%+维护25%）

　　钢模：总成本约￥25万（材料20%+加工55%+维护25%）

　　投资回报优势：

　　开发周期缩短40-50%

　　试模次数减少30%

　　能耗降低25%（得益于优异导热性）

　　特殊应用案例

　　5G基站滤波器模具

　　实现0.02mm的腔体精度

　　表面粗糙度Ra0.012μm

　　模具温度均匀性±0.5℃

　　折叠屏手机转轴模具

　　超高尺寸稳定性（±2μm/100mm）

　　耐200℃高温不变形

　　10万次开合测试无磨损

　　基因测仪微流道模具

　　小流道宽度0.015mm

　　深宽比达20:1

　　生物兼容性表面处理

　　ALCA5凭借其独特的性能组合，正在高端精密模具领域逐步替代传统钢材，特别适合要求超精密、快速响应、高能效的现代制造场景。