Alumold150铝合金的工艺适应性比较

　　Alumold 150铝合金深度技术解析

　　材料基础信息

　　开发背景：专为替代模具钢设计的高强度铝合金

　　Alumold150化学成分：

　　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

　　铝 Al ：余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　Alumold150力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥310

　　条件屈服强度 σ0.2 (M其他：

　　单个：0.05 合计：0.15 Pa)：≥260

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　Alumold150热处理规范：

　　均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　完全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

　　快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　物理性能

　　性能指标数值备注

　　密度2.81 g/cm³约为钢的1/3

　　熔点范围475-635°C固相线-液相线

　　热导率130-150 W/(m·K)优于模具钢

　　热膨胀系数23.4×10⁻⁶/K与钢接近

　　弹性模量71.5 GPa刚度良好

　　电阻率52 nΩ·m导电性适中

　　机械性能（T6状态）

　　性能参数典型值测试标准

　　抗拉强度540 MPaASTM E8

　　屈服强度490 MPaASTM E8

　　延伸率10%ASTM E8

　　硬度165 HBASTM E10

　　断裂韧性32 MPa√mASTM E399

　　疲劳强度200 MPa (10⁷次)ASTM E466

　　微观组织特征

　　强化相组成：

　　η相（MgZn₂）：主要强化相

　　T相（Al₂Mg₃Zn₃）：次要强化相

　　S相（Al₂CuMg）：提高耐热性

　　晶粒结构：

　　平均晶粒尺寸：15-25μm

　　析出相尺寸：10-50nm

　　析出相分布：均匀弥散

　　热处理响应：

　　峰值时效温度：120-140°C

　　过时效敏感性：中等

　　核心性能优势

　　超高强度：

　　抗拉强度可达570MPa

　　屈服强度可达520MPa

　　接近低合金钢强度水平

　　优异的疲劳性能：

　　10⁷次循环疲劳强度≥200MPa

　　疲劳裂纹扩展速率低

　　良好的加工性能：

　　切削性能指数：85%（相对于6061-T6）

　　表面光洁度可达Ra 0.4μm

　　适中的耐蚀性：

　　优于常规7xxx系合金

　　T73状态可进一步提高耐蚀性

　　的抛光性能：

　　可抛光至镜面（Ra≤0.05μm）

　　适用于高光模具

　　主要应用领域

　　1. 高端模具制造

　　塑料注塑模具：

　　手机/电脑外壳

　　光学镜片

　　精密齿轮

　　压铸模具：

　　铝合金压铸

　　镁合金压铸

　　吹塑模具：

　　医疗容器

　　包装瓶

　　2. 航空航天

　　飞机翼梁接头

　　航天器结构件

　　导弹壳体部件

　　3. 汽车工业

　　赛车悬挂部件

　　高性能制动系统

　　传动系统关键零件

　　4. 特种装备

　　装甲防护组件

　　高载荷机械臂

　　精密仪器基座

　　加工技术指南

　　1. 热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：470-490°C

　　时间：2小时

　　冷却：水淬

　　时效处理：

　　T6：120°C×24h

　　T73：107°C×8h + 163°C×16h（提高耐蚀性）

　　应力消除：

　　温度：190-210°C

　　时间：2-4小时

　　2. 机加工参数

　　加工方式转速 (rpm)进给 (mm/rev)切削深度 (mm)刀具材料

　　粗车600-8000.2-0.32-3硬质合金

　　精铣1500-20000.05-0.10.1-0.3PCD刀具

　　钻孔3000-40000.05-0.08-钴高速钢

　　3. 表面处理选项

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚：25-50μm

　　硬度：400-600HV

　　微弧氧化：

　　陶瓷层厚度：100-200μm

　　硬度：800-1500HV

　　化学镀镍：

　　Ni-P合金镀层

　　硬度：500-700HV

　　DLC涂层：

　　类金刚石涂层

　　硬度：2000-3000HV

　　材料对比分析

　　特性Alumold 1507075-T6模具钢P20

　　密度 (g/cm³)2.812.817.85

　　抗拉强度 (MPa)540510850

　　屈服强度 (MPa)490450700

　　热导率 (W/m·K)14013040

　　加工难度较易中等较难

　　成本中等较低较高

　　使用注意事项

　　应力腐蚀敏感性：

　　避免在>80°C的腐蚀环境中长期使用

　　推荐T73状态用于高腐蚀环境

　　焊接性能：

　　焊接性较差

　　需采用4043或5356焊丝

　　焊后需重新热处理

　　储存要求：

　　避免与其它金属接触

　　干燥环境储存

　　防止表面划伤

　　选型建议

　　推荐使用场景：

　　需要轻量化的高强模具

　　快速换模系统

　　高导热要求的模具

　　不推荐场景：

　　长期高温(>150°C)环境

　　高磨损工况

　　超高精度(<0.001mm)要求

　　技术总结

　　Alumold 150是专为模具应用开发的高性能铝合金，具有：

　　接近钢材的机械强度

　　优异的加工性能

　　良好的导热性

　　仅为钢1/3的重量

　　特别适用于需要轻量化、快速加工和高强度结合的模具及机械零件制造，是替代传统模具钢的理想选择。