FORTAL铝合金的疲劳寿命预测模型

　　FORTAL模具铝：特性与用途全面解析

　　基本介绍

　　FORTAL是一种高强度铝合金系列(主要为FORTAL 7075-T651和FORTAL 7075-T7451)，专门为模具制造和航空航天应用开发，由美国铝业公司(Alcoa)生产。

　　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

　　1. 机械性能

　　超高强度：抗拉强度可达510-570MPa，优于大多数模具铝

　　高硬度：典型硬度HRB 80-95(经热处理后更高)

　　优良的疲劳强度：适合循环载荷应用

　　2. 热性能

　　热传导性：约130-140 W/m·K(低于纯铝但优于钢)

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/°C(20-100°C范围内)

　　耐热性：建议工作温度不超过150°C

　　3. 加工特性

　　zhuoyue的机加工性：切削性能评级为A(佳等级)

　　出色的表面质量：可达镜面抛光效果

　　尺寸稳定性：加工后变形极小

　　主要应用领域

　　1. 高端模具制造

　　注塑模具：特别适合高精度电子连接器、光学元件

　　压铸模具：锌/镁合金压铸铝材

　　吹塑模具：大型容器和包装制品

　　2. 航空航天

　　飞机结构件

　　航天器组件

　　高性能机械零件

　　3. 其他工业应用

　　精密仪器部件

　　高性能运动器材

　　设备零件

　　具体型号差异

　　FORTAL 7075-T651

　　预拉伸处理，残余应力极低

　　推荐用于高精度模具

　　典型应用：光学透镜模具

　　FORTAL 7075-T7451

　　过时效处理，抗应力腐蚀性更好

　　推荐用于大型模具

　　典型应用：汽车内饰件模具

　　优势分析

　　生产效率提升

　　加工时间比钢模具缩短40-60%

　　冷却效率提高30%以上

　　经济效益

　　每套模具可节省15-25%总成本

　　模具寿命可达10-15万次(常规塑料)

　　技术优势

　　可实现0.005mm的超高精度

　　表面粗糙度可达Ra 0.025μm

　　加工建议

　　1. 切削加工

　　刀具选择：金刚石涂层刀具佳

　　切削参数：

　　转速：2000-3000rpm

　　进给：0.1-0.2mm/转

　　切削深度：粗加工3-5mm，精加工0.1-0.5mm

　　2. 热处理

　　不建议自行热处理

　　材料出厂时已完成优热处理

　　3. 表面处理

　　硬质阳极氧化(推荐厚度25-50μm)

　　镍-特氟龙复合镀层

　　DLC类金刚石涂层

　　使用注意事项

　　防腐措施

　　避免与铜、钢等金属直接接触

　　长期存放需做防氧化处理

　　结构设计

　　建议小壁厚≥10mm

　　避免尖锐转角(半径≥3mm)

　　维护保养

　　定期清洁模具表面

　　建议使用专用铝合金模具保养剂

　　与其他材料对比

　　参数FORTAL 7075Alumold-600P20钢

　　密度(g/cm³)2.812.787.85

　　导热系数(W/m·K)13817029

　　抗拉强度(MPa)5403801000

　　模具寿命(次)80,000-150,00050,000-100,000500,000+

　　选型指南

　　推荐使用场景：

　　要求高尺寸稳定性的精密模具

　　需要快速冷却的中小型模具

　　产品开发阶段的快速模具制作

　　重量敏感的模具应用

　　不建议使用场景：

　　含玻纤>30%的塑料成型

　　长期工作温度>150°C

　　超大批量生产(>50万次)

　　FORTAL特别适合追求高精度、短周期和轻量化的模具应用，在电子、医疗和光学领域表现尤为突出。