AlCuMg2模具铝在新能源领域的应用前景

　　AlCuMg2模具铝全面解析

　　材料基本介绍

　　AlCuMg2是一种铜镁系的硬质铝合金，属于2000系列铝合金，德国材料编号为3.1645，具有优异的机械性能和热稳定性。

　　AlCuMg2化学成分

　　铝(Al) 余量

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6，

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　AlCuMg2铝棒力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥530

　　伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥400

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　弹性模量：72GPa，

　　热膨胀系数23.5

　　熔点范围490-630

　　电导率41

　　电阻率0.0415

　　退火温度415，

　　固溶温度475，

　　时效温度125-175

　　斯录注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有

　　核心物理特性

　　1. 机械性能

　　抗拉强度：400-450MPa（T6状态）

　　屈服强度：350-380MPa

　　延伸率：8-12%

　　硬度：HB 120-135

　　2. 热物理性能

　　热导率：140-150 W/(m·K)

　　线膨胀系数：23.5×10⁻⁶/K (20-100°C)

　　比热容：880 J/(kg·K)

　　3. 特殊性能

　　疲劳强度：150MPa (10⁷次循环)

　　弹性模量：72GPa

　　密度：2.8g/cm³

　　主要应用领域

　　1. 塑料加工模具

　　注塑模具：适合中小批量生产(5-15万次)

　　吹塑模具：尤其适合PET容器生产

　　热成型模具：食品包装模具的理想选择

　　2. 轻金属压铸

　　锌合金压铸：模具寿命可达10万次以上

　　镁合金压铸：工作温度可达300°C

　　3. 特殊应用

　　复合材料模具

　　发泡成型模具

　　橡胶硫化模具

　　热处理工艺

　　1. 标准热处理流程

　　固溶处理：495-505°C×2h→水淬

　　人工时效：150-160°C×8-10h

　　2. 热处理状态性能对比

　　状态抗拉强度(MPa)硬度(HB)延伸率(%)

　　O250-28065-7518-22

　　T4350-38095-10515-18

　　T6400-450120-1358-12

　　加工性能分析

　　1. 切削加工

　　推荐切削速度：200-300m/min

　　进给量：0.1-0.3mm/r

　　刀具材料：推荐使用金刚石刀具

　　2. 表面处理

　　抛光性能：可达Ra0.1μm

　　阳极氧化：可形成20-30μm氧化层

　　镀层处理：适合化学镀镍

　　材料优势对比

　　特性AlCuMg2钢模(P20)AlSi7Mg

　　导热性★★★★☆★☆☆☆☆★★★☆☆

　　加工效率★★★★☆★★☆☆☆★★★★☆

　　模具重量-65%基准-60%

　　制造成本-40%基准-30%

　　模温控制±0.5°C±1.2°C±0.8°C

　　设计应用要点

　　1. 模具结构设计

　　小壁厚可达0.8mm

　　冷却水道间距可比钢模减少30%

　　适合做镶件式结构

　　2. 使用注意事项

　　工作温度不宜超过350°C

　　避免与酸性塑料长期接触

　　每5万次循环后建议检查表面状态

　　典型应用案例

　　案例1：医用注射器模具

　　模具寿命：12万次

　　成型周期：8秒(比钢模快35%)

　　产品精度：±0.01mm

　　表面质量：Ra0.05μm

　　案例2：汽车灯罩压铸模

　　压铸材料：ZM5镁合金

　　模具温度：280°C

　　生产统计：

　　良品率99.2%

　　能耗降低40%

　　模具寿命7.5万次

　　材料发展现状

　　新改进型AlCuMg2+特性：

　　添加0.2%Ag，强度提升15%

　　新型微合金化处理，疲劳寿命提高25%

　　开发专用表面强化技术，耐磨性提升3倍

　　该材料特别适合需要兼顾高强度、良好导热性和经济性的模具应用场景，在医疗器械、包装、电子等行业的模具制造中具有显著优势。