Alumold400铝合金的高温稳定性与蠕变行为研究

　　Alumold 400铝合金全面解析

　　材料概述

　　Alumold 400是一种高性能铝合金模具材料，相比Alumold 350具有更高的强度和硬度，同时保持了优良的热传导性能。它是专为要求更苛刻的模具应用而开发的铝合金。

　　Alumold400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

　　Alumold400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

　　Alumold400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。

　　核心特性

　　物理机械性能

　　增强的力学性能：

　　典型抗拉强度：450-520 MPa

　　屈服强度：≥380 MPa

　　硬度：约150 HB (显著高于350系列)

　　热性能：

　　热导率：约155 W/m·K

　　热膨胀系数：22×10⁻⁶/°C

　　加工性能：

　　仍保持良好的切削加工性

　　可实现Ra 0.4μm以下的表面光洁度

　　特殊性能优势

　　耐磨性提升：

　　添加特殊合金元素提高耐磨性

　　比350系列延长约30%模具寿命

　　抗疲劳性能：

　　特别适合循环温度变化大的工况

　　抗热疲劳性能优异

　　焊接性能：

　　可采用5356焊丝进行TIG焊接

　　焊后热处理恢复性能完全

　　主要应用领域

　　高端模具制造

　　精密注塑模具：

　　汽车灯罩等高光要求部件

　　光学级塑料件生产(透镜、导光板)

　　特种压铸应用：

　　镁合金压铸模(手机/笔电机壳)

　　薄壁复杂件压铸

　　IMD/IML模具：

　　模内装饰成型专用

　　可实现精密纹理转印

　　特殊工业应用

　　半导体装备：

　　晶圆传送机械臂

　　真空镀膜腔体部件

　　高端散热系统：

　　5G基站液冷板

　　高功率LED散热模组

　　航空航天：

　　无人机结构件

　　卫星热控系统部件

　　加工工艺要点

　　机械加工指南

　　刀具选择：

　　金刚石涂层刀具

　　次选硬质合金刀具(推荐K10/K20)

　　切削参数：

　　线速度：200-300 m/min

　　进给量：0.1-0.2 mm/齿

　　切削深度：粗加工3-5mm，精加工0.5mm

　　热处理规范

　　T6热处理：

　　固溶处理：540°C±5°C，2.5小时

　　淬火介质：60°C温水

　　时效处理：165°C±5°C，8小时

　　应力消除：

　　粗加工后：250°C，2小时

　　精加工前：180°C，1小时

　　表面处理选项

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚50-80μm

　　表面硬度可达800HV

　　微弧氧化：

　　生成陶瓷化表面

　　耐磨性提高5-8倍

　　PVD涂层：

　　适用CrN、TiAlN等涂层

　　显著提升抗粘模性能

　　材料对比分析

　　性能指标 Alumold 400 Alumold 350 7075铝合金 S136模具钢

　　抗拉强度(MPa) 450-520 380-450 500-570 1000-1200

　　热导率(W/m·K) 155 160 130 20

　　适用注塑压力 ≤1800bar ≤1500bar ≤1000bar ≤3000bar

　　模具寿命(次) 50-80万 30-50万 10-20万 100万+

　　重量比较 1.0 1.0 1.0 2.8

　　选型决策参考

　　优先选择Alumold 400的场景：

　　高光泽度要求的透明件注塑

　　需要快速循环的薄壁件生产

　　带有精细纹理的IMD工艺

　　重视模具轻量化的自动化生产线

　　不推荐使用的情况：

　　含玻璃纤维等增强材料的成型

　　超高压注塑(>2000bar)

　　需要EDM加工的特殊结构

　　极端磨损环境应用

　　使用维护建议

　　日常保养：

　　使用专用铝合金模具清洗剂

　　定期检查冷却水道状况

　　防腐蚀措施：

　　长期停机时涂抹VCI防锈纸

　　避免与异种金属直接接触

　　修复技术：

　　激光熔覆修复局部损伤

　　大面积损坏建议模芯更换

　　寿命延长技巧：

　　每5万模次进行表面重新抛光

　　保持恒定的模温控制(±2°C)

　　Alumold 400通过优化的合金成分配比，在保持铝合金传统优势的同时，显著提升了力学性能和耐用度，是高端模具应用的理想选择。