AlCuMg2铝合金的精密加工应力消除方案

　　AlCuMg2圆棒模具铝深度解析

　　一、材料基本介绍

　　AlCuMg2属于2xxx系列铝合金（铝-铜-镁系），是一种可热处理强化的高强度铝合金。其名称中的"2"表示铜(Cu)含量约为2%，镁(Mg)含量约为1%。

　　AlCuMg2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%

　　AlCuMg2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。

　　三、核心物理特性

　　密度：2.78 g/cm³

　　熔点范围：510-635°C

　　热导率：120-140 W/(m·K)

　　线膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K

　　电阻率：45-50 nΩ·m

　　四、机械性能表现

　　不同热处理状态的性能对比

　　状态抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)硬度(HB)

　　O(退火)180-22070-10018-2255-65

　　T4(固溶处理+自然时效)380-420240-28015-18100-110

　　T6(固溶处理+人工时效)420-460350-3908-12120-130

　　T851(过时效)400-440330-37010-14110-120

　　五、显著特性优势

　　高强度特性：

　　T6状态下抗拉强度可达450MPa级别

　　优异的比强度(强度/重量比)

　　热稳定性：

　　在150°C下仍能保持较高强度

　　适合高温工作环境

　　机械加工性：

　　切削性能良好，表面光洁度高

　　适合精密加工

　　热处理响应：

　　对热处理敏感，可通过热处理大幅提升强度

　　时效硬化效果显著

　　六、主要应用领域

　　模具制造应用

　　高强度注塑模具：特别适合工程塑料成型

　　压铸模具衬板：用于锌/铝合金压铸

　　精密冲压模具：电子元件冲压成型

　　热作模具：工作温度≤250°C的模具

　　其他工业应用

　　航空航天：飞机结构件、蒙皮

　　汽车工业：悬挂部件、传动零件

　　装备：轻量化武器部件

　　运动器材：高端自行车架、登山装备

　　七、加工工艺要点

　　1. 热处理工艺

　　固溶处理：495-505°C，保温1-2小时，水淬

　　人工时效：160-170°C，8-12小时

　　退火工艺：350-400°C，1-2小时，炉冷

　　2. 机械加工建议

　　刀具选择：推荐使用硬质合金或PCD刀具

　　切削参数：

　　车削：转速800-1200rpm，进给0.1-0.3mm/转

　　铣削：转速2000-3000rpm，进给500-800mm/min

　　冷却润滑：建议使用乳化液充分冷却

　　3. 焊接注意事项

　　焊接性能一般，推荐使用4047焊丝

　　需预热至150-200°C

　　焊后需重新进行热处理

　　八、表面处理方案

　　阳极氧化：可形成15-30μm硬质氧化层

　　化学镀镍：提高表面硬度和耐磨性

　　喷涂处理：适用于腐蚀环境

　　钝化处理：提高耐腐蚀性

　　九、市场规格参数

　　圆棒直径：10-250mm

　　标准长度：2000mm/2500mm/3000mm

　　供货状态：O、T4、T6、T851

　　十、材料对比分析

　　特性AlCuMg2707560612024

　　强度等级高极高中高高

　　热稳定性优良中良

　　耐蚀性中差良差

　　加工性良中优中

　　焊接性差差良差

　　价格区间中高高中中高

　　AlCuMg2特别适合需要较高强度、良好热稳定性和精密加工性能的模具应用，虽然耐蚀性一般，但通过适当表面处理可以满足大多数工业环境需求。