HOKOTOL铝合金的时效硬化行为及工艺

　　HOKOTOL系列铝合金技术解析

　　一、材料背景与定位

　　HOKOTOL是日本轻金属株式会社（Nippon Light Metal）开发的高性能铝合金系列，专为精密机械和模具应用优化设计。该系列合金在保持铝合金轻量化优势的同时，通过特殊合金配方和热处理工艺实现了接近钢材的机械性能。

　　HOKOTOL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 。

　　HOKOTOL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)

　　HOKOTOL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.

　　三、核心特性

　　物理特性

　　密度：2.78 g/cm³

　　热导率：170 W/(m·K)

　　线膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K (20-100℃)

　　电阻率：42 nΩ·m

　　机械性能（T6状态）

　　参数HOKOTOL-200HOKOTOL-300HOKOTOL-500

　　抗拉强度(MPa)440-480520-560380-420

　　屈服强度(MPa)380-420460-500320-360

　　延伸率(%)10-128-1012-15

　　布氏硬度(HB)135-150160-175120-135

　　四、独特优势

　　精密加工性：

　　切削阻力比常规铝合金低15-20%

　　可实现Ra0.05μm的超镜面加工

　　尺寸稳定性：

　　热处理变形率<0.02%

　　长期存放尺寸变化<5μm/m·年

　　热性能平衡：

　　热疲劳寿命是常规铝合金的2-3倍

　　热扩散系数达70 mm²/s

　　五、典型应用

　　1. 精密模具领域

　　光学透镜注塑模

　　导光板压印模

　　微结构阵列模具

　　2. 半导体设备

　　晶圆处理夹具

　　真空腔体部件

　　精密定位平台

　　3. 测量仪器

　　三坐标测量机框架

　　激光干涉仪基座

　　高精度传感器外壳

　　六、热处理规范

　　HOKOTOL-500推荐工艺

　　固溶处理：

　　530±5℃×2小时

　　水淬（30-50℃水温）

　　人工时效：

　　175±5℃×10小时（T6状态）

　　或160℃×6h + 190℃×6h（T7X状态）

　　T7X状态可获得更好的抗应力腐蚀性能

　　七、加工指南

　　精密加工参数

　　machining复制代码# 超精密切削推荐   刀具：单晶金刚石转速：8,000-12,000 rpm进给：0.03-0.05 mm/rev切深：0.05-0.1 mm冷却：微量润滑(MQL)

　　特殊工艺要求

　　粗加工后需进行去应力退火（250℃×4h）

　　精加工前需进行稳定化处理（150℃×6h）

　　建议采用振动辅助加工提高表面质量

　　八、表面处理方案

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚：15-25μm

　　硬度：HV900-1100

　　摩擦系数：0.10-0.15

　　复合镀层：

　　Ni-P-Teflon复合镀

　　厚度：10-15μm

　　表面能：<25 mN/m

　　九、与其他材料对比

　　特性HOKOTOL-500不锈钢304模具钢NAK80优势领域

　　比强度★★★★☆★★☆☆☆★★★☆☆轻量化结构

　　热导率★★★★★★★☆☆☆★★☆☆☆散热部件

　　加工性★★★★★★★☆☆☆★★★☆☆复杂形状

　　成本效益★★★★☆★★☆☆☆★★★☆☆中小批量