A69铝合金模具表面氮化处理技术

　　A69模具铝合金：全方位技术解析与应用指南

　　A69是德国莱茵金属（Rheinmetall）开发的高性能模具专用铝合金，主要用于高精度注塑、光学级表面模具，以及高耐磨、高导热要求的工业应用。

　　A69化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　A69力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　A69热处理规范：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120in;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10in或10～30in;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　1.2 物理性能

　　参数数值单位

　　密度2.85g/cm³

　　热导率140W/(m·K)

　　热膨胀系数23.8×10⁻⁶/°C (20-200°C)

　　电导率34%IACS

　　电阻率48nΩ·m

　　比热容0.88J/(g·K)

　　1.3 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（Rm）470-510 MPaDIN EN ISO 6892-1

　　屈服强度（Rp0.2）420-460 MPaDIN EN ISO 6892-1

　　延伸率（A5）7-9%DIN EN ISO 6892-1

　　布氏硬度（HBW 10/500）145-155DIN EN ISO 6506-1

　　冲击韧性（夏比V型）14-16 JDIN EN ISO 148-1

　　疲劳极限（10⁷次）160 MPaDIN 50100

　　2. 核心应用领域

　　2.1 高端注塑模具

　　光学级表面模具（透镜、导光板、反射镜）

　　汽车高光泽件（仪表板、装饰条）

　　电子外壳（超薄笔记本、手机中框）

　　2.2 特种成型工艺

　　IMD/OMD（模内装饰成型）

　　双色注塑

　　微发泡成型（MuCell）

　　2.3 其他工业应用

　　碳纤维复合材料模具

　　快速原型模具

　　精密夹具和测量工装

　　3. 加工与热处理指南

　　3.1 机加工参数

　　加工方式推荐参数

　　铣削转速 10000-15000 rpm，进给 0.05-0.12 mm/齿

　　车削切削速度 250-350 m/min，进给 0.1-0.2 mm/r

　　钻孔钻速 2000-5000 rpm，进给 0.05-0.1 mm/转

　　磨削砂轮粒度 120-220，冷却液充分供给

　　3.2 热处理工艺

　　固溶处理（T4状态）

　　温度：475±5°C

　　保温时间：1.5h/25mm厚度

　　冷却方式：水淬（20-40°C）

　　人工时效（T6状态）

　　温度：160±5°C

　　时间：10-12小时

　　冷却方式：空冷

　　应力消除退火（适用于大型模具）

　　温度：190±5°C

　　时间：4-6小时

　　冷却速率：≤30°C/h

　　4. 核心优势分析

　　4.1 表面质量

　　✅ 超高抛光性（可达#12级镜面）

　　✅ 精细纹理转印（可复制0.01mm级纹理）

　　✅ 耐腐蚀性（2000小时盐雾测试通过）

　　4.2 使用寿命

　　✔ 耐磨性（比普通模具铝高3-5倍）

　　✔ 热疲劳寿命（15-20万次注塑循环）

　　✔ 尺寸稳定性（长期变形<0.003mm/m）

　　4.3 经济性

　　💰 加工成本低（比钢模减少60%加工时间）

　　💰 冷却效率高（缩短35-45%成型周期）

　　💰 维护成本低（修复成本比钢模低50%）

　　5. 使用限制与注意事项

　　限制因素参数范围应对措施

　　温度限制连续使用≤200°C优化冷却系统

　　压力限制注射压力≤2800bar加强支撑结构

　　耐化学性不耐强酸/碱表面镀层处理

　　6. 结论

　　A69模具铝凭借其高导热性、超高抛光性和优异的机械性能，成为高端光学模具、汽车高光件和电子精密模具的材料。