ALUMOLD铝合金耐腐蚀性能的影响

　　ALUMOLD铝合金特性及用途全面解析

　　材料基本概况

　　ALUMOLD是一种专用于模具制造的高性能铝合金，由美国Alcoa公司开发，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金。该材料结合了高强度、高导热性和优异的机械加工性能，是传统模具钢的理想替代材料。

　　ALUMOLD化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 g：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 n：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALUMOLD力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)

　　抗拉强度(25°C Pa)---472

　　屈服强度(25°C Pa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　剪应力(Pa)---285

　　注 ：管材室温力学性能

　　试样尺寸：壁厚/ (所有)

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.90g/c3。

　　2. 冶金学特点

　　采用特殊晶粒细化工艺

　　优化的Zn/Mg比例确保时效强化效果

　　低Si、Fe含量保障加工表面质量

　　添加Cr元素提高抗应力腐蚀性能

　　核心性能指标

　　1. 机械性能(T651状态)

　　强度特性：

　　抗拉强度：≥520MPa

　　屈服强度(0.2%)：≥470MPa

　　剪切强度：≥330MPa

　　塑性指标：

　　延伸率：≥6%

　　断裂韧性K₁C：≥28MPa·√m

　　2. 物理性能

　　基本物性：

　　密度：2.82g/cm³

　　熔点范围：475-635℃

　　热物理性能：

　　热导率：154W/(m·K)

　　热膨胀系数：23.4×10⁻⁶/K

　　比热容：860J/(kg·K)

　　特殊性能优势

　　1. 模具制造特性

　　加工性能：

　　切削力比P20模具钢低40%

　　可实现Ra<0.8μm的表面粗糙度

　　刀具寿命延长3-5倍

　　使用寿命：

　　注塑模寿命可达50-100万次

　　压铸模寿命达10-20万次

　　2. 使用性能

　　导热性能：

　　冷却效率比钢模高3-5倍

　　缩短注塑周期15-30%

　　耐蚀性能：

　　耐塑料分解气体腐蚀

　　抗冷却水腐蚀

　　主要应用领域

　　1. 塑料成型模具

　　大型注塑模具(汽车保险杠等)

　　精密电子件注塑模

　　医疗器具成型模

　　光学透镜注塑模

　　2. 轻金属压铸

　　锌合金压铸模

　　镁合金压铸模

　　铝合金压铸模(低熔点)

　　3. 其他模具应用

　　吹塑模具

　　发泡模具

　　橡胶模具

　　复合材料成型模具

　　热处理工艺

　　1. 标准热处理(T651)

　　固溶处理：

　　465±5℃/2小时→水淬

　　人工时效：

　　120±5℃/24小时

　　随后160±5℃/10小时

　　2. 特殊处理

　　尺寸稳定化处理：

　　190-210℃/4-6小时

　　表面强化处理：

　　微弧氧化(MAO)

　　等离子电解氧化(PEO)

　　加工技术指南

　　1. 切削加工

　　推荐参数：

　　车削：Vc=500-800m/min，f=0.15-0.3mm/r

　　铣削：Vc=600-1000m/min，fz=0.1-0.2mm/tooth

　　钻削：Vc=80-120m/min，f=0.1-0.2mm/r

　　刀具选择：

　　PCD刀具

　　可选金刚石涂层硬质合金刀具

　　2. 表面处理

　　抛光工艺：

　　机械抛光→电解抛光→钻石研磨

　　功能性处理：

　　硬质阳极氧化(50-100μm)

　　化学镀镍(ENP 25-50μm)

　　与传统模具材料对比

　　特性 ALUMOLD P20钢 H13钢 6061铝合金

　　密度(g/cm³) 2.82 7.85 7.80 2.70

　　热导率(W/m·K) 154 29 24 167

　　切削效率 ★★★★★ ★★ ★★ ★★★★

　　模具冷却效率 ★★★★★ ★★ ★★ ★★★★

　　成本效益 ★★★ ★★ ★★ ★★★★

　　质量控制要点

　　超声波检测：

　　按ASTM B594标准执行

　　缺陷检测灵敏度≤φ1mm

　　残余应力控制：

　　采用振动时效处理

　　残余应力<50MPa

　　尺寸稳定性验证：

　　温度循环试验(-30℃~150℃)

　　尺寸变化率<0.02%

　　ALUMOLD铝合金通过优化合金设计和热处理工艺，成功解决了传统铝合金模具强度不足和钢模具加工困难的矛盾，在现代模具工业中展现出显著的技术优势和经济效益。