Alumold-500模具铝的预硬化处理工艺实战指南

　　Alumold-500模具铝技术白皮书

　　1. 材料基础特性

　　Alumold-500是德国莱茵金属集团开发的新一代超高强模具铝合金，采用创新的Al-Zn-Mg-Cu-Ni-Si合金体系，专为超精密、超长寿命模具应用而设计。

　　Alumold-500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。

　　3. 创新应用领域

　　3.1 超精密模具

　　纳米压印模具(特征尺寸<100nm)

　　微光学阵列模具(精度±0.1μm)

　　MEMS器件成型模具

　　3.2 极端工况应用

　　超高速注塑模(射速>1000mm/s)

　　液态金属压铸模(温度>600℃)

　　碳纤维热压模(压力>200bar)

　　3.3 特殊功能性模具

　　自润滑模具(摩擦系数<0.05)

　　抗生物污染医疗模具

　　防静电电子封装模具

　　4. 技术突破亮点

　　超高强度：达到低合金工具钢水平

　　热稳定性：250℃强度保持率>85%

　　微观均质性：第二相尺寸<50nm

　　抗应力腐蚀：SCC阈值>400MPa

　　加工兼容性：可焊性优良

　　5. 精密加工规范

　　5.1 优化加工参数

　　加工方式刀具材质切削速度进给量备注

　　超精铣削单晶金刚石800-1200m/min0.01-0.03mm/tooth需恒温控制

　　慢走丝切割镀锌铜丝切割速度0.3mm²/min表面粗糙度Ra0.2μm多次精修

　　微细电火花钨电极放电能量<50μJ加工精度±1μm油介质

　　5.2 表面处理选项

　　离子注入：可形成20μm改性层

　　纳米复合镀：硬度>3000HV

　　激光微结构化：精度±0.5μm

　　超镜面抛光：Ra<0.005μm

　　6. 热处理工艺

　　6.1 标准热处理流程

　　固溶处理：475±3℃/1.5h→水淬

　　预时效：100℃/8h

　　终时效：175℃/16h

　　深冷处理：-120℃/4h(可选)

　　6.2 特殊处理工艺

　　双级固溶处理：提高合金元素固溶度

　　磁场时效：提升尺寸稳定性

　　激光冲击强化：引入残余压应力

　　7. 典型应用案例

　　AR/VR镜片模具：实现纳米级表面光洁度

　　新能源汽车电池盒压铸模：模具寿命>50万次

　　航天器蜂窝结构模具：热变形<0.01mm/m

　　生物芯片微流道模具：复制精度±0.2μm

　　Alumold-500代表了当前铝合金模具材料的高技术水平，通过创新的合金设计和先进的制备工艺，在保持铝合金优异加工性能的同时，实现了接近工具钢的力学性能和超乎寻常的尺寸稳定性，为下一代高精尖制造提供了全新的材料解决方案。