ALCAST模具铝的热处理工艺

　　ALCAST模具铝深度技术分析

　　一、ALCAST模具铝简介

　　ALCAST是专为铸造模具行业开发的高性能铝合金系列，由深圳超时代软件有限公司针对现代铸造工艺需求特别研制，在热稳定性、耐磨性和抗热疲劳性方面表现突出。

　　ALCAST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 。

　　ALCAST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)

　　ALCAST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.

　　二、核心应用领域

　　1. 铸造模具应用

　　重力铸造模具：适合发动机缸体、缸盖等复杂铸件

　　高压铸造模具：用于汽车结构件、5G基站壳体等生产

　　砂型铸造模板：制作高精度砂型的关键材料

　　消失模铸造模具：泡沫模成型的理想选择

　　2. 特殊工业应用

　　航天器部件铸造模具

　　高铁制动系统铸造模具

　　大型液压阀体铸造模具

　　能源装备重型铸件模具

　　三、zhuoyue性能特性

　　1. 物理机械性能

　　参数数值测试标准

　　密度2.82 g/cm³ASTM B962

　　抗拉强度480-510 MPaASTM E8

　　屈服强度420-450 MPaASTM E8

　　延伸率10-12%ASTM E8

　　热导率155 W/(m·K)ASTM E1461

　　2. 特殊性能优势

　　抗热龟裂性：比普通模具铝提高3倍以上

　　高温强度保持率：300℃时保持室温强度的75%

　　抗铝合金熔蚀性：与熔融铝反应速率降低60%

　　热疲劳寿命：达5万次以上热循环(20-300℃)

　　3. 加工性能表现

　　切削加工性指数：92(以6061为100基准)

　　放电加工速度：比传统模具钢快50%

　　抛光效率：可达镜面级(RA<0.03μm)

　　焊接修复性：可采用4043焊丝完美修复

　　四、六大核心优势

　　zhuoyue的热管理性能

　　快速散热设计，模具冷却时间缩短25-30%

　　均匀的热传导性能，减少铸件热节

　　超长使用寿命

　　高压铸造模具寿命达8-10万模次

　　重力铸造模具寿命达3-5万模次

　　精密尺寸稳定性

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/℃(20-200℃)

　　长期使用尺寸变化<0.015mm/100mm

　　优异的表面性能

　　铸件脱模力降低40%

　　铸件表面粗糙度可达Ra1.6μm以下

　　经济环保特性

　　模具重量减轻55-60%

　　加工能耗降低35-40%

　　可回收利用

　　维护简便性

　　可现场修复，减少停机时间

　　表面氧化层自动修复特性

　　五、行业应用案例

　　案例1：5G基站壳体压铸模

　　某通信设备制造商采用ALCAST材料：

　　模具寿命：达到12万模次

　　生产节拍：从90秒缩短至68秒

　　产品合格率：从88%提升至99.5%

　　模具成本：比传统H13钢模降低42%

　　案例2：新能源汽车电机壳体模具

　　应用于铝合金电机壳体高压铸造：

　　模具温度均匀性：控制在±5℃以内

　　热疲劳裂纹：10万次后仅出现微观裂纹

　　铸件尺寸精度：达到CT7级

　　模具维护周期：延长至8000模次

　　六、工艺指导

　　1. 热处理方案

　　T5处理：铸态直接时效(160-180℃/6-8h)

　　T7处理：过时效处理(200-220℃/4-6h)

　　解决方案：470℃±5℃保温4-6小时水淬

　　2. 加工参数建议

　　高速铣削：

　　切削速度：800-1000m/min

　　进给量：0.1-0.15mm/齿

　　切削深度：粗加工3-5mm，精加工0.2-0.5mm

　　EDM加工：

　　电流：20-30A

　　脉冲宽度：50-100μs

　　电极损耗比：<0.5%

　　3. 表面处理技术

　　等离子电解氧化：

　　膜厚：80-120μm

　　显微硬度：HV1200-1500

　　耐热性：可达800℃

　　复合镀层技术：

　　Ni-SiC复合镀：提高耐磨性3倍

　　Cr-Al₂O₃复合镀：抗熔损性提高5倍

　　激光表面合金化：

　　添加TiC/WC等硬质相

　　表面硬度可达HV1800

　　耐磨性提高8-10倍

　　七、材料对比分析

　　特性ALCASTH13钢铜合金灰铸铁

　　热疲劳寿命(次)50,00030,00080,00015,000

　　热导率(W/mK)1552434054

　　比重(g/cm³)2.827.88.97.2

　　加工工时(小时)120300200180

　　模具成本指数1.51.02.80.8

　　八、选型使用建议

　　适用场景选择：

　　中小型复杂压铸件：优先选择ALCAST

　　超大型铸造模具：建议采用钢模+ALCAST镶件组合

　　高导热要求场合：ALCAST是佳选择

　　模具设计要点：

　　建议模芯壁厚≥15mm

　　冷却水道间距控制在50-80mm

　　拔模斜度建议≥1°

　　应力集中部位圆角R≥3mm

　　使用维护规范：

　　预热温度：180-220℃

　　工作温度：建议<350℃

　　定期维护：每5000模次检查一次

　　表面处理：建议每20000模次重新镀层