AlCuMg2铝合金在低温环境的冲击韧性测试报告

　　AlCuMg2（2XXX系列）圆棒模具铝 用途及特性详解

　　一、材料概述

　　AlCuMg2（常见牌号2024、2A12等）属于高强度硬铝合金，通过铜（Cu）和镁（Mg）的强化作用，在航空航天和模具制造领域有着广泛应用。该材料在T3/T4热处理状态下具有接近低合金钢的强度，同时保持铝的轻量化特性，适用于中高强度结构模具。

　　AlCuMg2化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　AlCuMg2力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥480

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥177

　　伸长率 δ5 (%)：≥40

　　断面收缩率 ψ (%)：≥60

　　硬度 ：≤187HB;≤90HRB;≤200HV

　　密度：3.00g/cm3;

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤22

　　AlCuMg2热处理规范：

　　均匀化退火：加热480～495℃;保温12～14h;炉冷。

　　退火:加热390～430℃;保温时间30～120min;炉冷至300℃，空冷。

　　快速退火：加热350～370℃;保温时间为30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;人工时效185～195℃,6～12h,空冷;自然时效:室温96h。

　　三、主要特性

　　高强度

　　抗拉强度：400-500 MPa（T3状态），接近低碳钢水平

　　硬度：HB 120-150，可部分替代钢模

　　良好的加工性能

　　切削性能优于7000系铝合金

　　适合CNC精密加工复杂模具型腔

　　中等导热性

　　导热系数约 121 W/(m·K)，仍优于模具钢3倍以上

　　焊接性能受限

　　需采用特殊焊丝（如4043）和工艺

　　焊接后建议重新热处理

　　耐蚀性中等

　　需通过阳极氧化或涂层提高表面防护

　　四、典型用途

　　中高负荷注塑模具

　　汽车内饰件、工程塑料件等生产周期较长的模具

　　压铸模辅助结构件

　　模架、滑块等需要减重的中等受力部件

　　复合材料成型模具

　　碳纤维/玻璃钢制品的热压成型模

　　航空航天工装模具

　　飞机蒙皮成型模、钣金拉伸模等

　　橡胶轮胎模具

　　胎面花纹块等中等磨损工况

　　五、加工与热处理

　　机加工建议

　　使用硬质合金刀具，适当提高切削速度

　　深腔加工时注意排屑

　　热处理工艺

　　T3状态：固溶处理后自然时效

　　T6状态：固溶+人工时效（强度更高但韧性下降）

　　表面处理

　　硬质阳极氧化（厚度50-100μm）

　　化学镀镍（提高耐磨性）

　　六、对比其他铝合金

　　特性AlCuMg270756061A380（压铸铝）

　　抗拉强度(MPa)400-500500-570300-350320-350

　　机加工性良中优差

　　耐蚀性中差优中

　　典型用途结构模具航空件通用件压铸模

　　七、注意事项

　　避免长期高温使用

　　持续工作温度不宜超过150℃，否则会发生过时效软化

　　应力腐蚀敏感

　　在高湿度+应力环境下需做好防护

　　原材料选择

　　建议选用航空级板材（如2024-T351），避免劣质材料导致开裂

　　总结

　　AlCuMg2模具铝以其独特的强度-重量比，在需要减重但又不能完全使用钢材的模具场景中占据重要地位。特别适合：

　　1）中长周期生产的塑料模具

　　2）对重量敏感的大型模具

　　3）兼具结构要求的复合模具

　　通过合理的热处理和表面防护，其使用寿命可接近普通模具钢的70%，而重量优势可带来显著的生产效率提升。