Alumold150铝合金的制备与性能调控

　　ALUMOLD 150铝合金（高强高韧模具铝合金）深度解析

　　ALUMOLD 150是瑞典SAPA集团专门为高端模具制造、精密机械加工开发的高性能铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金。相比传统模具钢，它在轻量化、热导率、加工效率方面具有显著优势，特别适用于注塑模、压铸模、精密冲压模等需要高硬度、高热稳定性的场景。

　　Alumold150化学成分：

　　执行标准：AMS4086-AMS4058 DIN-A-256/12

　　镁 Mg：3.5～4.5

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.20～0.7

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.500

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　Alumold150铝棒力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥240

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥95

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　伸长率 δ5 (%)：≥12

　　注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　Alumold150热处理规范：

　　1.均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　2.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。

　　3.快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　4.淬火和时效:淬火 495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　（2）冶金特性

　　✅ 优化的Zn/Mg/Cu配比，确保高硬度（HRC 45+）

　　✅ 低Fe/Si含量，减少硬质杂质相（如Al₇Cu₂Fe）

　　✅ T6/T7热处理优化，平衡强度与抗应力腐蚀能力

　　2. 核心力学性能（T6状态）

　　性能指标 典型值 对比（H13模具钢 / 7075-T651）

　　硬度（HRC） 40-45 50-54 / 15-20

　　抗拉强度（MPa） 550-600 1600-1800 / 570-610

　　热导率（W/m·K） 160-180 24-28 / 130-140

　　热膨胀系数（×10⁻⁶/℃） 23.5 12.5 / 23.6

　　耐磨性（Taber磨损测试） ★★★★☆ ★★★★★ / ★★☆☆☆

　　关键优势：

　　🔹 比H13模具钢轻60%，加工效率提升50%

　　🔹 热导率是钢的6倍，显著缩短注塑周期

　　🔹 可表面硬化（阳极氧化/氮化），硬度达HRC 60+

　　3. 特殊性能表现

　　（1）模具行业核心需求匹配

　　抗热疲劳性：

　　在300℃冷热循环下，寿命比H13钢高 30%

　　抛光性：

　　可达 SPI-A1级镜面（Ra≤0.05μm）

　　耐腐蚀性：

　　通过168小时盐雾测试无点蚀

　　（2）加工特性

　　工艺 可行性 备注

　　CNC加工 ★★★★★ 切削速度可达300m/min

　　EDM电火花 ★★★★☆ 电极损耗比钢低40%

　　焊接修复 ★★☆☆☆ 需专用Al-Si焊丝

　　表面处理 ★★★★★ 硬质阳极氧化/类金刚石镀膜

　　4. 典型应用领域

　　（1）注塑模具

　　高光模具：手机外壳、光学透镜（无痕注塑）

　　快速换模系统：重量轻，换模时间缩短35%

　　（2）压铸模具

　　锌/镁合金压铸：模芯寿命达20万次（比H13高50%）

　　薄壁件压铸：优异的热扩散能力减少变形

　　（3）其他精密工具

　　冲压模：适用于不锈钢薄板冲压

　　挤出模：铝合金型材定型模

　　5. 对比分析（ALUMOLD 150 vs 传统材料）

　　特性 ALUMOLD 150 H13模具钢 6061-T6

　　密度（g/cm³） 2.8 7.8 2.7

　　硬度（HRC） 40-45 50-54 10-12

　　热导率 ★★★★★ ★☆☆☆☆ ★★★★

　　加工成本 ★★★ ★★ ★★★★★

　　适用模具寿命 50万次 100万次 5万次

　　6. 使用技术规范

　　（1）热处理工艺

　　固溶处理：475℃/2h → 水淬

　　人工时效：

　　T6：120℃/24h（高硬度）

　　T7：160℃/18h（高韧性）

　　（2）关键加工参数

　　CNC加工：

　　刀具：金刚石涂层立铣刀

　　参数：Vc=250m/min，ap=0.2mm

　　表面处理：

　　微弧氧化：膜厚50μm，硬度≥2000HV

　　DLC镀膜：摩擦系数＜0.1

　　7. 典型案例

　　特斯拉一体化压铸模：

　　采用ALUMOLD 150制造局部镶块

　　比钢模冷却时间缩短40%

　　iPhone镜面背板模具：

　　实现Ra 0.02μm超镜面

　　寿命达30万次无氧化

　　8. 局限性及应对

　　⚠ 寿命低于工具钢：

　　解决方案：关键部位采用 钢铝复合结构

　　⚠ 高温软化：

　　长期使用温度≤200℃

　　需配合 水冷系统 设计

　　结论

　　ALUMOLD 150是模具轻量化革命的代表材料，核心价值：

　　✔ 极高的加工效率与热管理性能

　　✔ 媲美工具钢的硬度+铝合金的轻量化

　　✔ 优异的表面处理适应性