Alumold-150铝合金的微观组织与强化机制分析

　　Alumold-150铝合金（高精密模具铝）用途及特性分析

　　1. 基本介绍

　　Alumold-150是一种超高精度、高硬度的模具专用铝合金，属于7xxx系列（Al-Zn-Mg-Cu系）。该材料专为要求表面质量、高耐磨性和优异尺寸稳定性的精密模具应用而开发，是高端注塑模、光学模具和精密机械部件的理想选择。

　　Alumold-150实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　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%

　　Alumold-150铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/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)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　2. 核心特性

　　(1) 机械性能（T651状态）

　　性能指标典型值备注

　　抗拉强度 (Rm)520-570 MPa接近模具钢的强度水平

　　屈服强度 (Rp0.2)470-520 MPa超高承载能力

　　延伸率 (A5)7-10%保持良好加工塑性

　　硬度 (HB)150-170超越大多数铝合金

　　弹性模量 (E)71 GPa优异刚性

　　(2) 关键优势

　　镜面抛光性：可达Ra<0.02μm（光学级表面）

　　超精加工性：适合微米级CNC加工

　　热稳定性：热处理后变形量<0.05mm/m

　　耐磨性：比普通铝材寿命提高3-5倍

　　(3) 物理特性

　　密度：2.81 g/cm³（比钢轻65%）

　　热导率：140 W/(m·K)（优异散热性）

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/℃（20-100℃）

　　3. 典型应用领域

　　(1) 光学级模具

　　相机镜头模仁

　　LED透镜模具

　　光学导光板模具

　　(2) 高端注塑模具

　　医疗精密部件（如注射器）

　　电子连接器（0.2mm以下精密结构）

　　汽车灯罩模具

　　(3) 特殊工业应用

　　半导体封装模具

　　超精密治具

　　3D打印金属模具

　　(4) 替代钢材场景

　　传统钢模Alumold-150优势

　　S136镜面钢轻量化60%，加工效率提升300%

　　NAK80预硬钢无需热处理，无变形风险

　　H13热作模具钢散热快，生产周期缩短40%

　　4. 加工与处理指南

　　(1) 加工参数建议

　　粗加工：

　　转速：800-1200 rpm

　　进给：0.15-0.25mm/齿

　　切深：3-5mm（端铣）

　　精加工：

　　转速：3000-5000 rpm

　　进给：0.05-0.1mm/齿

　　刀具：金刚石涂层立铣刀

　　(2) 热处理工艺

　　固溶处理：475±5℃/2h（水淬）

　　人工时效：135±5℃/16h

　　应力消除：190±5℃/4h（可选）

　　(3) 表面处理方案

　　处理方式效果适用场景

　　硬质阳极氧化表面硬度HV≥800高耐磨需求件

　　镍-PTFE复合镀摩擦系数<0.1需要自润滑的模具

　　DLC涂层硬度HV≥3000超长寿命要求

　　5. 选型对比

　　参数Alumold-1507075-T6516061-T6

　　硬度(HB)150-17015095

　　抛光等级光学级A级B级

　　模具寿命(万次)50-8030-5010-20

　　加工难度★★☆★★★★☆

　　选型建议：

　　普通模具 → 6061-T6

　　高要求模具 → 7075-T651

　　超精密模具 → Alumold-150

　　6. 使用注意事项

　　存储要求：

　　环境湿度<60%

　　避免与钢铁材料直接接触存放

　　加工禁忌：

　　禁止使用含硫切削液

　　避免急剧的温度变化（>100℃/min）

　　维护要点：

　　每5万模次检查尺寸稳定性

　　停机超过72小时需做防锈处理

　　建议每季度做抛光养护