Alumold400板材铝合金精密加工应用案例盘点

　　ALUMOLD400 超高性能模具铝合金技术白皮书

　　材料基因特性

　　ALUMOLD400是第四代模具专用铝合金，采用纳米强化和微合金化技术开发，符合AMS 4348航天标准，代表了当前铝合金模具材料的高技术水平。

　　Alumold400化学成分：

　　铝 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： 0.4 0 。

　　Alumold400力学性能：

　　抗拉强度(σb ) ：170～305MPa

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/cm3。

　　泊松比：20℃(68F)时为0.33。

　　弹性模量：拉伸：72.4GPa(10.5×106psi)

　　剪切：28.0GPa(4.0×106psi)

　　压缩：73.8GPa(10.7×106psi)

　　Alumold400表面质量要求：

　　1、表面不允许有裂纹、腐蚀和硝盐痕迹。

　　2、表面上允许有深度不超过缺陷所在部位壁厚公称尺寸8%的起皮、气泡、表面粗超和局部机械损伤，但缺陷大深度不能超过0.5,缺陷总面积不超过板材总面积

　　的5。

　　3、允许供货方沿型材纵向打光至表面光滑。

　　4、其他要求：有需求方和供货方自己拟定。

　　航空航天模具：

　　复合材料机身成型模

　　发动机叶片精铸模

　　耐高温蜂窝结构模具（工作温度450℃）

　　生物工程模具：

　　人工器官成型模具

　　组织工程支架模具

　　微针阵列模具

　　战略级工业应用

　　核能装备：

　　核燃料组件模具

　　辐射屏蔽部件

　　核聚变装置壁构件

　　极端环境设备：

　　深海探测器耐压舱

　　地热钻探工具

　　火星车结构件

　　未来科技：

　　超导设备支撑结构

　　离子阱量子计算机框架

　　核电池外壳

　　材料科技突破

　　微观结构创新

　　纳米Al₃Zr析出相（尺寸5-15nm）

　　亚晶界强化技术

　　位错网络密度：10¹⁵m/m³

　　表面工程突破

　　等离子电解氧化：

　　膜厚200-300μm

　　陶瓷层硬度HV2500

　　绝缘电阻>10¹²Ω

　　梯度复合镀层：

　　Ni-W-B/Al₂O₃多层结构

　　耐磨性提高8-10倍

　　抗微动磨损性能突出

　　先进加工技术

　　超精密加工规范

　　微细铣削：

　　刀具直径：50-200μm

　　切削速度：50000-80000rpm

　　进给量：0.5-2μm/tooth

　　激光辅助加工：

　　激光功率：50-100W

　　预热温度：150-200℃

　　加工效率提升40%

　　特殊连接技术

　　真空扩散焊：

　　温度480-500℃

　　压力15-20MPa

　　时间2-4小时

　　接头强度≥母材95%

　　搅拌摩擦焊：

　　转速800-1200rpm

　　行进速度50-100mm/min

　　热影响区<200μm

　　典型应用案例

　　7nm光刻机反射镜模具：

　　面形精度：λ/50@632.8nm

　　表面粗糙度：Ra<0.3nm

　　热变形：<0.1nm/℃

　　加工周期：较传统材料缩短70%

　　航天器舱门整体成型模具：

　　尺寸：3500×2500×600mm

　　重量：4.2吨（钢模12吨）

　　成型压力：100MPa

　　使用寿命：500次高温成型循环

　　ALUMOLD400通过Sc/Zr复合微合金化、多尺度组织调控和表面工程技术，实现了铝合金模具材料的性能极限突破。该材料已获NASA MSFC-1142认证，适用于严苛的工业环境，正在推动高端制造领域的范式变革。