ALCA5模具铝医疗器械模具制造加工

　　ALCA5模具铝（ALCA5 Aluminum Alloy）详细技术解析

　　材料基本概况

　　ALCA5是一种日本标准的高性能模具铝合金（相当于中国的7A09或美国的7075改良型），专为精密模具应用开发，属于Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金。

　　ALCA5铝合金化学成分：

　　铝 Al：余量

　　硅 Si：≤0.10

　　铁 Fe：≤0.12

　　铜 Cu：1.2~1.9

　　锰 Mn：≤0.06

　　镁 Mg：1.9~2.6

　　铬 Cr：0.18~0.25

　　锌 Zn：5.2~6.2

　　钛 Ti：≤0.06

　　未指定的其他元素：每种：≤0.05;合计：≤0.15

　　ALCA5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≤305

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　密度：2.730g/cm。

　　泊松比：20℃(68F)

　　时为0.33。

　　弹性模量：拉伸：69.3GPa(10.1?106psi)，

　　剪切26GPa(3.75?106psi)，

　　压缩70.7GPa(10.3?106psi)

　　注 ：管材室温力学性能 试样尺寸：壁厚/mm (所有) 状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　试样尺寸：所有

　　核心特性参数

　　物理机械性能

　　抗拉强度：540-580MPa（T6状态）

　　屈服强度：≥480MPa

　　延伸率：7-10%

　　硬度：150-160HB

　　密度：2.81g/cm³

　　热导率：130W/(m·K)

　　线膨胀系数：23.6×10⁻⁶/K（20-100℃）

　　特殊性能优势

　　超高强度：接近低碳钢的强度水平

　　zhuoyue切削性：切削效率比普通铝高30%

　　优异抛光性：可达Ra0.025μm镜面效果

　　尺寸稳定性：热处理后变形率<0.05%

　　耐热性：可在200℃下长期工作

　　主要应用领域

　　高端模具制造

　　精密注塑模：光学镜片、导光板等

　　IC封装模：BGA、QFN等半导体封装

　　连接器模具：0.4mm间距精密接插件

　　医疗器件模：一次性医疗器械成型

　　特殊工业应用

　　航空航天：飞机舱门机构件

　　汽车领域：变速箱壳体原型模

　　电子工业：5G基站散热器压铸模

　　装备：轻量化武器部件

　　深度技术特性

　　微观组织特征

　　通过特殊合金配比（Zn:5.8-6.8%, Mg:2.1-2.9%, Cu:1.2-2.0%）形成密集的η'(MgZn₂)强化相，晶粒度控制在ASTM 7级以上。

　　热处理工艺曲线

　　固溶处理：475±5℃保温2小时

　　水淬：转移时间<15秒

　　时效处理：

　　T6状态：120℃×24h

　　T73状态：107℃×8h + 163℃×16h

　　加工技术要点

　　切削参数推荐

　　加工方式转速(rpm)进给(mm/rev)切深(mm)

　　粗铣1500-20000.12-0.152-3

　　精铣3000-40000.05-0.080.2-0.5

　　钻孔800-10000.08-0.12-

　　表面处理方案

　　硬质阳极氧化：膜厚50-80μm，硬度≥800HV

　　微弧氧化：形成陶瓷化表面层

　　物理气相沉积：TiN/TiCN涂层

　　典型应用案例

　　案例1：手机摄像头镜片模

　　加工精度：±2μm

　　表面粗糙度：Ra0.012μm

　　使用寿命：50万模次以上

　　案例2：汽车LED透镜模

　　模仁尺寸：200×150×80mm

　　冷却效率：比钢模提升40%

　　生产周期：缩短35%

　　材料对比分析

　　特性ALCA5SKD61钢NAK806061铝

　　强度(MPa)55016001000310

　　导热系数1302950167

　　加工难度★★☆★★★★★★★★★☆

　　成本指数1.81.02.50.6

　　使用技术规范

　　设计准则：

　　小圆角半径≥0.1mm

　　脱模斜度建议1-1.5°

　　壁厚均匀化设计

　　维护要求：

　　每5万模次检测尺寸变化

　　使用专用铝合金模具清洗剂

　　存储湿度控制在40%RH以下

　　失效模式：

　　主要失效形式为热疲劳裂纹

　　典型寿命周期为30-80万次

　　可修复次数≤3次

　　该材料特别适合要求高精度、快速换模、散热效率高的精密模具场景，在3C电子和光学器件制造领域具有的优势。