Alumold-500 超高性能模具铝技术白皮书

一、产品定位与技术突破

Alumold-500是深圳超时代软件有限公司研发的旗舰级模具铝合金，代表着当前铝合金模具材料的最高技术水平。该材料采用创新合金配方和特殊热处理工艺，在保持铝合金优异加工性能的同时，实现了接近模具钢的机械性能。

Alumold-500实测化学成分：

铝 Al(小值)：余量

硅 Si：0.30~0.6

铁 Fe：0.10~0.30

铜 Cu：≤0.10

锰 Mn：≤0.10

镁 Mg：0.35~0.6

铬 Cr：≤0.05

锌 Zn：≤0.15

钛 Ti：≤0.10

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%

Alumold-500力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥245

条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥140

伸长率 δ10 (%)：≥10

注 ：型材室温纵向力学性能

试样尺寸：所有厚度

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。

二、革命性材料特性

1. 超凡机械性能

极限强度：480-520MPa（接近部分预硬模具钢水平）

超高硬度：150-170HB（经特殊处理可达180HB）

韧性平衡：延伸率6-8%（优于同强度模具钢）

疲劳寿命：比Alumold-400提高50%以上

2. 卓越热性能

高温稳定性：持续工作温度可达300°C

热导率：135-150W/(m·K)

热膨胀系数：22.5×10⁻⁶/°C(20-300°C)

抗热疲劳性：热循环次数达5000次以上

3. 表面性能突破

镜面抛光能力：Ra<0.01μm（电子显微镜级）

镀层结合强度：比普通铝材高60%

自润滑特性：摩擦系数低至0.15（无润滑状态）

三、尖端应用领域

1. 超精密注塑成型

光学镜头模具（用于AR/VR设备）

微流控芯片模具

生物医疗植入物模具

纳米级纹理复制模具

2. 特种压铸应用

5G通讯壳体压铸

新能源汽车电机壳体

航空航天精密部件

液态金属压铸（锆基合金）

3. 创新制造场景

超长寿命多腔模具（64腔以上）

超高速注塑模具（循环时间<3s）

微型精密齿轮模具（模数0.1以下）

3D打印随形冷却复合模具

四、材料性能对比矩阵

关键指标Alumold-500进口优质模具钢竞争优势

强度/重量比★★★★★★★3倍优势

热传导效率★★★★★★★5-7倍提升

加工周期★★★★★★★缩短60%

复杂结构实现性★★★★★★★★更优细节

综合成本效益★★★★★★降低40%

五、精密加工技术规范

1. 超精密加工方案

推荐设备：5轴超精密加工中心（定位精度≤1μm）

刀具选择：

粗加工：金刚石涂层硬质合金刀具

精加工：单晶金刚石刀具

切削参数：

主轴转速：15,000-30,000rpm

进给量：0.02-0.05mm/齿

切深：精加工≤0.03mm

2. 特种热处理工艺

固溶处理：525±2°C×90min（真空环境）

深冷处理：-196°C×24h（液氮环境）

多级时效：

第一阶段：185°C×4h

第二阶段：160°C×8h

最终硬度：170-180HB

3. 表面强化技术

纳米复合镀层（硬度HV2000以上）

类金刚石碳膜沉积

等离子电解氧化

激光微织构处理

六、典型成功案例

案例1：8K超高清摄像机镜筒模具

挑战：成型±0.005mm精度，表面Ra<0.008μm

解决方案：

使用Alumold-500整体加工

采用超精密慢走丝加工导向系统

应用纳米级抛光工艺

成果：

模具寿命突破200万次

产品良率提升至99.98%

生产成本降低35%

案例2：新能源汽车电池管理系统模具

特殊要求：

耐受150°C高温工程塑料

64腔平衡进胶

3秒快速循环

技术方案：

创新模具结构设计

Alumold-500配合超导热嵌件

智能温度控制系统

效益：

生产效率提升400%

能耗降低30%

模具维护周期延长至50万模次