Alumold150铝合金静态强度与动态载荷性能对比实验

　　ALUMOLD150板材铝合金解析

　　一、材料基础特性

　　ALUMOLD150（AlSi1MgMn）是一种高精度模具专用铝合金，属于4xxx/6xxx混合系列合金，具有以下基本特征：

　　Alumold150实测化学成分：

　　Al :余量

　　硅 Si :≤0.25

　　铜 Cu :≤0.10

　　镁 Mg:2.2~2.8

　　锌 Zn:≤0.10

　　锰 Mn:≤0.10

　　铬 Cr:0.15~0.35

　　铁 Fe: 0.000~ 0.400

　　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%

　　Alumold150力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥205

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥170

　　伸长率 δ5 (%)：≥9

　　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)

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　三、核心性能参数

　　1. 力学性能（T6状态）

　　抗拉强度：290-330 MPa

　　屈服强度：240-280 MPa

　　延伸率：10-14%

　　硬度：95-105 HB

　　剪切强度：180-210 MPa

　　疲劳极限：90-110 MPa（10⁷次循环）

　　2. 物理特性

　　密度：2.70 g/cm³

　　熔点范围：580-650°C

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K（20-100°C）

　　热导率：180 W/(m·K)

　　电导率：40% IACS

　　比热容：900 J/(kg·K)

　　四、材料特性分析

　　1. 性能优势

　　优异的热稳定性：高温变形率<0.05%/100°C

　　良好的抛光性：可达镜面级（Ra≤0.05μm）

　　均匀的材质结构：无偏析现象

　　的蚀刻性能：适合精细纹理加工

　　尺寸稳定性高：热处理变形率<0.1%

　　2. 性能局限

　　强度中等：低于7xxx系合金

　　耐磨性一般：需表面硬化处理

　　焊接需预处理：需专用焊丝

　　五、加工特性详解

　　1. 热处理工艺

　　固溶处理：530-550°C/1h→水淬

　　人工时效：160-180°C/8-10h

　　应力消除：200-220°C/2h

　　2. 机加工特性

　　切削参数：

　　车削速度：300-400 m/min

　　进给量：0.1-0.3 mm/r

　　刀具寿命：比普通模具钢高3-5倍

　　表面处理：

　　抛光工时：比P20钢节省40%

　　蚀刻分辨率：可达0.01mm线宽

　　3. 模具专用处理

　　氮化处理：

　　表面硬度：800-1000 HV

　　渗层深度：0.1-0.3mm

　　PVD涂层：

　　适宜涂层：TiAlN、CrN

　　涂层结合力：HF1级（VDI 3198）

　　六、典型应用领域

　　1. 塑料模具（60%）

　　光学透镜模具

　　电子产品外壳模

　　医疗器械注塑模

　　汽车内饰件模具

　　2. 压铸模具（20%）

　　锌合金压铸模

　　镁合金压铸模

　　低压铸造模

　　重力铸造模

　　3. 其他模具（15%）

　　吹塑模具

　　吸塑模具

　　橡胶模具

　　发泡模具

　　4. 非模具应用（5%）

　　精密机械零件

　　光学平台

　　测量仪器基座

　　半导体设备部件

　　七、市场常见规格

　　1. 板材参数

　　参数范围常用规格

　　厚度10-300mm20/50/100/150/200mm

　　宽度200-2000mm600/1000/1200mm

　　长度500-4000mm1000/2000/3000mm

　　2. 典型状态性能

　　状态工艺特征抗拉强度(MPa)延伸率(%)

　　O退火态150-18016-20

　　T4固溶处理220-25014-18

　　T5人工时效260-30012-15

　　T6峰值时效290-33010-14

　　T651应力消除300-3408-12

　　八、材料选型建议

　　1. 优先选用场景

　　高光洁度要求的模具

　　复杂纹理蚀刻模具

　　快速换模系统

　　预硬态模具坯料

　　大型一体化模具

　　2. 替代选择建议

　　当遇到以下需求时建议考虑其他材料：

　　更高硬度：H13工具钢

　　更高耐磨：淬火P20钢

　　更高强度：ALUMEC100

　　更高耐热：镍基合金

　　九、特殊加工注意事项

　　热处理控制：

　　固溶温度偏差≤±5°C

　　淬火转移时间<20秒

　　避免400-500°C区间慢冷

　　模具加工：

　　粗加工留0.2-0.3mm余量

　　精加工前需时效处理

　　推荐使用金刚石刀具抛光

　　使用维护：

　　工作温度建议<300°C

　　定期表面氮化处理（每5万模次）

　　存储时防磕碰划伤

　　ALUMOLD150凭借其zhuoyue的加工性能和稳定的热物理特性，在现代模具制造领域占据重要地位，特别适合高精度、高表面要求的模具应用场景。