FORTAL模具铝的低表面张力特性破解难题

　　FORTAL模具铝合金技术详解

　　基本概况

　　FORTAL是法国普基(Pechiney)公司开发的高强度铝合金系列，主要用于航空航天和高端模具制造领域，具有优异的比强度和加工性能。

　　FORTAL实测化学成分：

　　Cu0.15-0.4-,

　　Si0.4-0.8,

　　Fe0.7-,

　　Mn0.15-,

　　Mg0.8-1.2-,

　　Zn0.25-,

　　Cr0.04-0.35-,

　　Ti0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　核心特性

　　机械性能

　　高强度：

　　FORTAL 5抗拉强度可达520-550MPa

　　FORTAL 7可达570-600MPa

　　优良韧性：断裂伸长率8-12%

　　硬度范围：HB 130-160(取决于热处理状态)

　　热性能

　　导热系数：约140-160 W/(m·K)

　　热膨胀系数：23.5×10⁻⁶/°C(20-100°C)

　　耐热性：可在150°C长期工作

　　加工性能

　　切削性能：比模具钢提高3-5倍效率

　　抛光性：可达到镜面效果(Ra<0.05μm)

　　焊接性能：需采用专用焊丝(如ER4043)

　　主要应用领域

　　模具制造

　　注塑模具：

　　汽车灯罩模具

　　光学镜片模具

　　高光电子产品外壳

　　压铸模具：

　　锌合金压铸

　　小型铝合金压铸

　　镁合金压铸(辅助模芯)

　　航空航天

　　飞机结构件成型模具

　　复合材料热压罐模具

　　卫星部件制造工装

　　工业装备

　　塑料挤出模头

　　吹塑成型模具

　　橡胶制品模具

　　热处理工艺

　　典型T6处理

　　固溶处理：465-475℃×2h，水淬

　　时效处理：120-135℃×24h

　　特殊处理

　　T73处理：提高抗应力腐蚀性能

　　RRA处理：回归再时效，兼顾强度与韧性

　　表面处理方案

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚20-30μm

　　硬度HV800-1000

　　化学镀镍：

　　镍磷合金镀层

　　可提高耐磨性2-3倍

　　PVD涂层：

　　TiN/TiCN等涂层

　　适用于高磨损部位

　　加工技术指南

　　切削参数建议

　　工序转速(rpm)进给(mm/rev)切深(mm)

　　粗铣4000-60000.15-0.253-5

　　精铣8000-120000.05-0.10.2-0.5

　　钻孔3000-50000.05-0.1-

　　刀具选择

　　粗加工：金刚石涂层硬质合金刀具

　　精加工：PCD(聚晶金刚石)刀具

　　攻丝：钴高速钢丝锥

　　典型应用案例

　　汽车领域

　　某豪华车LED大灯反射镜模具：实现光学级表面

　　汽车内饰高光面板：模具寿命达50万次

　　消费电子

　　智能手机金属中框冲压模

　　笔记本外壳压铸模

　　特殊应用

　　无人机碳纤维成型模具

　　医用内窥镜部件精密模具

　　维护与保养

　　日常维护：

　　每5万模次检查关键尺寸

　　使用专用铝合金模具清洁剂

　　长期存储：

　　表面涂抹防锈油

　　存放环境湿度<60%

　　修复方法：

　　小损伤可采用激光熔覆修复

　　大面积磨损建议重新加工镶件

　　FORTAL铝合金特别适合需要高强度、轻量化和良好热传导的综合要求的高端模具应用场景。