Alumold-600模具铝硬度、导热性及加工性能

　　ALUMOLD-600 模具铝技术白皮书

　　ALUMOLD-600 是超时代软件有限公司（SuperEra）新研发的超高强度、高热稳定性模具铝合金，专为极端工况（如超高压压铸、精密光学注塑、复合材料高温成型等）设计。其机械性能接近模具钢（如H13），同时保留铝合金的轻量化、高导热、易加工等优势，是新一代高性能模具材料的代表。

　　Alumold-600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。

　　1. 材料核心特性

　　1.1 物理性能

　　特性数值对比基准

　　密度2.89 g/cm³比H13钢轻40%

　　热导率160 W/(m·K)是H13钢的3倍

　　热膨胀系数（20-200°C）22.8×10⁻⁶/K与碳纤维兼容

　　电阻率45 nΩ·m适合EMI敏感应用

　　1.2 机械性能（T6热处理态）

　　性能典型值测试标准

　　抗拉强度450-480 MPaASTM E8

　　屈服强度400-430 MPaASTM E8

　　延伸率7-9%ASTM E8

　　硬度135-145 HBISO 6506-1

　　断裂韧性（KIC）35 MPa√mASTM E399

　　2. 化学成分优化（特殊合金设计）

　　ALUMOLD-600 采用纳米级析出强化+晶界稳定化技术，关键成分：

　　Al（基体，约87-89%）

　　Cu（5.0-5.5%，主强化相）

　　Mg（2.5-3.0%，协同强化）

　　Si（0.8-1.2%，改善流动性）

　　Sc（0.1-0.2%，抑制再结晶）

　　Zr（0.15-0.25%，细化晶粒）

　　其他（Fe<0.2%，Zn<0.1%）

　　注：Sc（钪）和Zr（锆）的复合添加大幅提升材料的高温稳定性，使其在300°C下仍保持优异强度。

　　3. 突破性性能特点

　　3.1 超高强度 & 抗蠕变性

　　室温强度≈480MPa（接近H13钢调质态）

　　200°C下保留85%强度（传统铝仅60-70%）

　　300°C抗蠕变能力（优于大多数铝合金）

　　3.2 超精密加工性能

　　镜面抛光可达Ra < 0.01μm（光学级）

　　切削阻力比7075低30%（刀具寿命延长2倍）

　　电火花加工（EDM）稳定性高（表面无微裂纹）

　　3.3 极端环境稳定性

　　耐盐雾腐蚀>2000小时（符合ISO 9227标准）

　　抗热震性能优异（ΔT=250°C循环500次无开裂）

　　与PVD/DLC涂层兼容（附着力>80MPa）

　　4. 热处理工艺（T6/T7优化方案）

　　4.1 T6标准热处理

　　固溶处理：505±5°C × 2h → 水淬（60-80°C）

　　人工时效：175°C × 10h → 空冷

　　4.2 T7过时效（高尺寸稳定性）

　　固溶处理：同上

　　阶梯时效：

　　120°C × 6h → 165°C × 8h → 195°C × 4h

　　处理后性能对比：

　　状态硬度 (HB)抗拉强度 (MPa)应用场景

　　T6140±5460±20高强精密模具

　　T7130±5420±20长期高温工况

　　5. 核心应用领域

　　5.1 超高压压铸（HPDC）模具

　　新能源汽车一体化压铸（6000T+机台适配）

　　5G基站散热壳体（高导热+轻量化）

　　镁合金薄壁件（手机/笔电中框）

　　5.2 光学级注塑模具

　　AR/VR衍射光栅（纳米级精度）

　　隐形眼镜模具（生物相容性认证）

　　车载激光雷达透镜（耐候性要求）

　　5.3 先进复合材料成型

　　碳纤维预浸料热压模（CTE匹配优化）

　　陶瓷注塑成型（CIM）（抗磨损设计）

　　玻璃模压（GMP）（超光滑表面）

　　6. 加工指南（CNC/EDM/抛光）

　　6.1 切削参数推荐

　　工序刀具转速 (RPM)进给 (mm/齿)切深 (mm)

　　粗加工硬质合金1000-12000.12-0.183-5

　　半精加工涂层刀具1800-22000.06-0.101-2

　　精加工PCD刀具3000-35000.03-0.050.1-0.3

　　6.2 特种表面处理方案

　　微弧氧化（MAO）：膜厚50μm，绝缘耐蚀

　　纳米复合涂层（TiAlN+MoS₂）：摩擦系数<0.08

　　激光微织构：改善脱模性（接触角>120°）

　　7. 与竞品对比（ALUMOLD-600 vs. 其他材料）

　　特性ALUMOLD-600H13钢7075-T6ALUMOLD-500

　　强度★★★★★★★★★★★★★★★★★★☆

　　热导率★★★★★★★★★★★★★★★★

　　加工性★★★★☆★★★★★★★★★

　　成本效益★★★★★★☆★★★★★★★★

　　耐蚀性★★★★☆★★★★★★★★★

　　8. 成功案例

　　案例1：新能源汽车电池托盘压铸模

　　模具寿命：30万次（传统铝仅5-8万次）

　　减重效果：比H13模具轻45%

　　冷却效率：周期时间缩短20%

　　案例2：超精密光学导光板模具

　　表面粗糙度：Ra 0.008μm（蓝光级）

　　微结构精度：±0.2μm @100μm特征

　　脱模次数：>50万次无磨损

　　9. 结论

　　ALUMOLD-600 是当前高性能模具铝的之作，适用于对强度、热管理、精密加工要求极高的场景，尤其适合：

　　✔ 一体化压铸（替代部分钢模）

　　✔ 光学/医疗注塑（替代铍铜合金）

　　✔ 航空航天复合材料成型（轻量化+耐高温）