AlMg1SiCu模具铝加工的防腐处理

　　AlMg1SiCu模具铝综合技术报告

　　AlMg1SiCu实测化学成分：

　　硅Si：0.50

　　铁Fe: 0.50

　　铜Cu：3.8-4.9

　　锰Mn：0.30-1.0

　　镁Mg：1.2-1.8

　　铬Cr：0.10

　　锌Zn：0.25

　　铝Al：余量

　　AlMg1SiCu力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：110-136

　　伸长率 δ10 (%)： ≥20

　　退火温度为：415℃。

　　屈服强度 σs (MPa) ≥110

　　伸长率 δ5 (%) ≥12

　　试样毛坯尺寸 所有壁厚

　　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。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。AlMg1SiCu用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用AlMg1SiCu;

　　功能：适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　热处理工艺规范

　　标准热处理流程

　　固溶处理：

　　温度：530±5℃

　　保温时间：1h/25mm厚度

　　冷却方式：水淬（水温20-40℃）

　　人工时效：

　　温度：175±5℃

　　时间：8-12小时

　　冷却方式：空冷

　　性能变化规律

　　时效温度影响：

　　复制代码

　　150℃时效 → 峰值硬度HB98(18h)

　　175℃时效 → 峰值硬度HB102(10h)

　　200℃时效 → 峰值硬度HB95(6h)

　　主要应用领域

　　模具制造应用

　　塑料成型模具：

　　适用塑料类型：PP、PE、ABS等通用塑料

　　典型模具寿命：15-25万模次

　　优势：冷却速度快，成型周期短

　　低压铸造模具：

　　适用合金：Al-Si系铸造铝合金

　　工作温度：200-300℃

　　模具寿命：8000-12000次

　　工业装备应用

　　自动化设备框架

　　机器人手臂结构件

　　半导体设备载板

　　加工技术指南

　　切削加工参数

　　加工方式刀具材质切削速度(m/min)进给量(mm/rev)备注

　　粗铣K10硬质合金300-3500.15-0.20推荐使用压缩空气冷却

　　精铣PCD刀具800-12000.05-0.08可达Ra0.4表面

　　车削TiCN涂层250-4000.10-0.15刀尖R0.4

　　焊接工艺要点

　　推荐焊接方法：

　　MIG焊：ER4043焊丝

　　TIG焊：ER5356焊丝

　　预热温度：80-120℃（厚度>6mm时）

　　层间温度：≤150℃

　　焊后处理：建议进行170℃×4h去应力退火

　　表面处理方案

　　1. 阳极氧化处理

　　工艺参数：

　　电解液：15%硫酸溶液

　　温度：18-22℃

　　电流密度：1.2-1.5A/dm²

　　时间：30-60分钟

　　效果指标：

　　膜厚：25-40μm

　　硬度：HV300-500

　　耐蚀性：1000h盐雾试验无明显腐蚀

　　2. 微弧氧化处理

　　优势特点：

　　表面硬度可达HV1500

　　耐磨性提高10倍以上

　　绝缘电阻>100MΩ

　　典型参数：

　　电解液：硅酸盐体系

　　电压：350-450V

　　处理时间：30-50分钟

　　模具设计规范

　　结构设计要点

　　壁厚设计原则：

　　小壁厚≥5mm

　　厚度变化梯度≤1:3

　　圆角半径R≥3mm

　　冷却系统设计：

　　水道直径：8-12mm

　　距型腔表面距离：15-20mm

　　水流速要求：≥2m/s

　　使用寿命预测

　　应用条件预期寿命主要失效模式

　　普通注塑(PP)20-30万次表面磨损

　　工程塑料(PC)10-15万次腐蚀磨损

　　低压铸造1-1.5万次热疲劳裂纹

　　维护保养规程

　　日常维护

　　清洁周期：

　　每班次生产后清理模面

　　每周深度清洁冷却水道

　　润滑要求：

　　导向部位使用高温润滑脂

　　每5000模次补充润滑

　　修复技术

　　激光熔覆修复：

　　功率：1.2-1.8kW

　　扫描速度：5-8mm/s

　　光斑直径：1-2mm

　　使用AlSi12焊丝

　　工艺参数：

　　冷焊修补：

　　适用缺陷：表面划伤、气孔

　　修补厚度：0.1-2mm

　　后处理：手工抛光至Ra0.8

　　材料发展动态

　　改性研究方向

　　纳米强化型：

　　添加0.5-1% AlN纳米颗粒

　　硬度提升30%

　　耐磨性提高3倍

　　超细晶型：

　　晶粒尺寸≤1μm

　　抗拉强度≥400MPa

　　疲劳寿命延长50%

　　新兴应用领域

　　新能源电池壳体模具

　　生物可降解材料成型模

　　微型精密连接器模具

　　AlMg1SiCu凭借其优异的综合性能和经济性，在中高端模具市场占有重要地位，特别适合既要求良好机械性能又需要优异加工性能的应用场景。