Alumold400铝合金在轨道交通车厢轻量化中的适用性研究(a4032铝合金)

Alumold400铝合金在轨道交通车厢轻量化中的适用性研究(a4032铝合金)

ALUMOLD 400 高精度模具铝合金 技术规格全解析

Alumold400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 。

Alumold400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

Alumold400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.

特点

超高强度(抗拉>600MPa)

优异的热稳定性(200℃下仍保持高硬度)

极佳的抛光性(可达Ra<0.02μm镜面)

二、核心机械性能

标准状态(T7351)

性能数值

抗拉强度 (MPa)550-580

屈服强度 (MPa)500-520

延伸率 (%)10-12

硬度 (HRB)90-93

断裂韧性 (MPa·√m)32-35

特殊性能

热导率:160 W/m·K(优于模具钢3-5倍)

热膨胀系数:23.5×10⁻⁶/℃(20-200℃)

比刚度:26×10⁶ m²/s²(接近钛合金)

三、典型应用领域

1. 高端注塑模具

适用材料:ABS、PC、PMMA、PA66等工程塑料

寿命表现:40-60万模次(接近P20钢模寿命70%)

冷却效率:比钢模快50%,缩短成型周期

2. 光学级模具

应用:导光板、透镜、透明面板

表面处理:超精密抛光(可达12000#镜面)

3. 压铸模(锌/镁合金)

耐热性:短期可承受300℃(需涂层保护)

优势:重量轻,加工周期短

4. 特殊成型模具

吹塑模(壁厚均匀性±0.02mm)

IMD/OMD模(高表面精度需求)

四、加工与热处理工艺

1. 热处理流程

固溶处理:475℃×90min → 水淬(冷却速率>200℃/s)

人工时效:120℃×24h + 160℃×10h(T7351状态)

2. 机械加工参数

工艺切削速度 (m/min)进给 (mm/rev)刀具推荐

铣削200-2500.05-0.10金刚石涂层硬质合金

车削180-2200.08-0.12PCD刀具

钻孔3000-4000 RPM0.05-0.08TiAlN涂层钻头

3. 表面处理选择

硬质阳极氧化(HV1200-1500,膜厚30-50μm)

化学镀镍(耐腐蚀,表面硬度HV600)

TD涂层(VC或CrC,提升耐磨性)

五、与常见模具材料对比

性能ALUMOLD 400P20钢H13钢6061铝

密度 (g/cm³)2.817.857.752.70

热导率 (W/m·K)1602924167

加工成本比1.01.82.20.7

模具寿命(ABS注塑)40-60万次80-100万次100-120万次10-15万次

六、模具设计注意事项

冷却系统优化

水道间距:25-30mm(比钢模更密集)

流量控制:提高30%以上(利用高导热性)

结构设计

最小壁厚:8-10mm(比钢模减薄40%)

顶针/滑块配合:H7/g6公差

表面处理选择

光学级模具:超精抛光+硬质氧化

耐磨需求:TD涂层+化学镀镍

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