Alumold-150铝合金力学性能成本与应用

　　ALUMOLD-150铝合金 用途及特性（高硬度模具专用铝合金）

　　1. 基本概况与合金体系

　　ALUMOLD-150 是一种专为模具制造优化的高性能铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系（7xxx系列）改良合金。其设计重点在于高硬度、耐磨性和热稳定性的平衡。

　　Alumold-150化学成分：

　　硅 Si ：0.40 ;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.6～3.6 ;

　　锌 Zn：0.2 ;

　　锰 Mn：0.50 ;

　　铬Cr ：0.30 ;

　　铁 Fe： 0.40;

　　Ti：0.05;

　　铝 Al ：余量 。

　　Alumold-150力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：165～265。

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥90

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：无缝管的力学性能

　　试样尺寸：直径>12.5

　　Alumold-150热处理工艺：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10min或10～30min;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　2. 核心特性

　　（1）机械性能（T6热处理态）

　　参数典型值

　　抗拉强度（MPa）520-570

　　屈服强度（MPa）460-500

　　延伸率（%）8-12

　　硬度（HB）170-190

　　热导率（W/m·K）130-140

　　超高硬度：接近预硬工具钢（如P20钢）的硬度，但重量仅为钢的1/3。

　　热稳定性：可在200°C下长期工作（短期峰值250°C）。

　　（2）模具专用性能

　　耐磨性：通过硬质阳极氧化处理后，表面硬度可达HV800+。

　　抛光性：可镜面抛光至Ra<0.05μm（适合高光注塑模）。

　　抗热疲劳性：优于普通7xxx系合金（添加Ni元素抑制热裂纹）。

　　（3）加工性能

　　切削性：优异的机加工性能（推荐使用金刚石涂层刀具）。

　　焊接性：需激光焊接或摩擦焊（传统焊接易开裂）。

　　EDM加工：放电加工性能良好（电极损耗比钢模低30%）。

　　3. 典型应用领域

　　（1）塑料注塑模具

　　高光模具：手机外壳、汽车内饰件（镜面效果要求）。

　　精密齿轮模：模数<0.5的微型齿轮成型。

　　（2）压铸模具

　　锌合金压铸：适合熔点<400°C的低熔点合金压铸。

　　镶件与模芯：替代H13钢镶件，缩短冷却时间20%。

　　（3）其他模具应用

　　吹塑模具：PET瓶胚模具（轻量化便于快速换模）。

　　橡胶模具：硫化成型模（耐腐蚀性优于钢模）。

　　（4）非模具用途

　　精密机械部件：光学平台支架（低热变形）。

　　半导体设备：真空腔体部件（无磁性需求）。

　　4. 热处理与表面处理

　　（1）推荐热处理工艺

　　T6处理：

　　固溶：475°C×2h → 水淬（需快速冷却）。

　　时效：120°C×24h + 160°C×8h（双级时效）。

　　尺寸稳定性：热处理后变形量<0.05mm/m。

　　（2）表面强化方案

　　处理工艺效果适用场景

　　硬质阳极氧化表面硬度HV800-1000，膜厚50μm高耐磨注塑模

　　化学镀镍均匀镀层，耐腐蚀精密压铸模

　　PVD涂层TiAlN涂层，耐温800°C高温工况镶件

　　5. 加工参数指南

　　（1）机加工推荐

　　工艺参数建议

　　铣削VC=200-300m/min，fz=0.1mm/齿

　　钻孔转速=5000rpm（φ6mm钻头）

　　磨削砂轮粒度#800，湿磨

　　（2）EDM加工

　　电极材料：紫铜或石墨。

　　放电参数：脉宽50μs，电流25A（精加工模式）。

　　6. 与竞争材料对比

　　材料硬度(HB)热导率(W/m·K)适用注塑周期重量比钢轻

　　ALUMOLD-150170-19013550万次65%

　　P20钢280-32040100万次-

　　6061-T69516710万次66%

　　H13钢350-40025200万次-

　　优势总结：

　　比钢模冷却效率提高30%（高导热率）。

　　适合中小批量生产（50万次寿命与经济性平衡）。

　　7. 使用限制与维护

　　不适用场景：

　　重型压铸（如铝合金压铸，模温>400°C）。

　　超高精度要求（<0.005mm尺寸公差，需钢模）。

　　模具维护：

　　每5万次注射后检查表面氧化层。

　　避免使用碱性脱模剂（腐蚀风险）。

　　8. 总结

　　ALUMOLD-150 是模具行业的轻量化高端解决方案，在需要快速冷却、减重或镜面抛光的场景中具有性。其综合性能介于传统钢模和普通铝模之间，特别适合：

　　快速换模的柔性生产线

　　光学级塑件生产

　　对设备负载敏感的大型模具