TKUltra7模具铝电子连接器精密模具的秘密

　　TKUltra7 模具铝深度技术解析

　　一、材料定位与市场背景

　　TKUltra7 是日本 Toyo Aluminium K.K. 研发的超高强度、高导热模具铝合金，专为高负荷、高精度模具应用设计，尤其适用于精密注塑、高压压铸及高光洁度模具。

　　市场定位：替代传统模具钢（如H13、SKD61）和普通铝合金（如7075），适用于轻量化、高速生产、高寿命要求的模具场景。

　　TKUltra7实测化学成分：

　　铝 Al(小值)：余量

　　硅 Si：0.30~0.6

　　铁 Fe：0.10~0.30

　　铜 Cu：≤0.10

　　锰 Mn：≤0.10

　　镁 Mg：0.35~0.6

　　铬 Cr：≤0.05

　　锌 Zn：≤0.15

　　钛 Ti：≤0.10

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　TKUltra7力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥245

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥140

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　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5106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。TKUltra7用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用TKUltra7;

　　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。

　　二、核心应用领域

　　1. 精密注塑模具

　　光学级产品：导光板、镜头、LED透镜（表面粗糙度可达Ra 0.01μm）

　　医疗级组件：注射器、微流控芯片、植入物模具

　　3C电子：超薄手机外壳、高光表面装饰件

　　2. 高压压铸模具

　　新能源汽车：一体化压铸电池壳体、电机端盖

　　5G通信：散热片、射频壳体

　　航空航天：轻量化结构件

　　3. 特殊成型模具

　　IMD（模内装饰）：高精度纹理复制

　　LDS（激光直接成型）：高导热、高尺寸稳定性

　　双色/多色注塑：耐热抗变形

　　三、关键性能参数

　　1. 机械性能（T6热处理状态）

　　性能指标典型值测试标准

　　抗拉强度 (UTS)500-540 MPaJIS H 4100

　　屈服强度 (YS)450-490 MPaJIS H 4100

　　延伸率 (Elongation)10-14%JIS Z 2241

　　硬度 (Brinell)165-175 HBJIS Z 2243

　　冲击韧性 (Charpy)28-32 J/cm²JIS Z 2242

　　2. 热物理性能

　　热导率：180-190 W/(m·K)（优于H13模具钢3倍）

　　热膨胀系数：22.5×10⁻⁶/°C（20-200°C，低热变形）

　　比热容：900 J/(kg·K)（高效散热）

　　长期耐热性：300°C短期 / 250°C长期稳定使用

　　四、材料创新优势

　　1. 合金设计

　　超高Zn-Mg-Cu配比（Zn 7.0-7.5%, Mg 2.5-3.0%, Cu 1.5-2.0%）

　　微量Sc+Zr+Ag强化（提升高温稳定性）

　　超低Fe+Si含量（<0.1%，减少脆性相）

　　2. 显微结构特点

　　纳米级η'相强化（平均尺寸<50nm）

　　均匀等轴晶粒（晶粒尺寸<8μm）

　　超高纯净度（气体含量≤10ppm）

　　五、加工与热处理建议

　　1. 热处理工艺

　　固溶处理：475°C×2h → 水淬（快速冷却）

　　时效处理：120°C×8h + 165°C×16h（双级时效）

　　2. 精密加工参数

　　加工方式推荐参数刀具选择

　　铣削15,000-25,000 RPM金刚石涂层硬质合金

　　车削300-400 m/minCBN刀具

　　EDM低脉宽高电流石墨电极

　　3. 表面处理方案

　　镜面抛光：可达Ra 0.005μm（光学级）

　　微弧氧化（MAO）：形成50μm陶瓷层，耐磨性提升5倍

　　DLC涂层：摩擦系数<0.1，延长模具寿命

　　六、与竞品对比优势

　　对比项TKUltra77075铝合金H13模具钢

　　抗拉强度520 MPa450 MPa1600 MPa

　　热导率185 W/m·K130 W/m·K24 W/m·K

　　重量2.82 g/cm³2.81 g/cm³7.8 g/cm³

　　加工效率★★★★★★★★☆☆★★☆☆☆

　　核心优势：

　　✅ 超高强度+高导热（完美平衡）

　　✅ 超精密加工性（替代部分钢材）

　　✅ 3-5倍寿命提升（相比普通铝合金）

　　七、典型应用案例

　　特斯拉一体化压铸模（替代H13，减重60%，冷却效率提升300%）

　　iPhone超薄中框注塑模（公差±0.01mm，100万模次寿命）

　　AR光学镜片模具（Ra<0.01μm，无瑕疵成型）

　　结论：TKUltra7是新一代高精密模具的材料，尤其适合轻量化、高散热、长寿命要求的应用场景。