Alumold500铝合金抛光工艺对模具表面粗糙度的影响

Alumold-500（A500）铝合金技术规格书

1. 材料概述

Alumold-500（A500）是一种 超高强度、高韧性铝合金，专为航空航天、军工装备和高端模具 设计，具有 卓越的比强度、抗疲劳性和耐腐蚀性，典型应用包括 飞机起落架、导弹结构件和精密压铸模。

2. 关键性能指标

性能参数典型值测试标准

抗拉强度 (MPa)550-600ASTM E8/E8M

屈服强度 (MPa)500-540ASTM E8/E8M

延伸率 (%)8-12ASTM E8/E8M

硬度 (HB)150-170ASTM E10

断裂韧性 (MPa√m)35-40ASTM E399

热导率 (W/m·K)140-160ASTM E1461

Alumold500化学成分：

硅 Si ：≤0.40

铜 Cu ：≤0.10

镁 Mg：4.0～4.9

锌 Zn：≤0.25

锰 Mn：0.40～1.0

钛 Ti ：≤0.15

铬 Cr：0.05～0.25

铁 Fe： 0.000～ 0.400

铝 Al ：余量

注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

Alumold500力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥310

条件屈服强度 σ0.2 (M其他：

单个：0.05 合计：0.15 Pa)：≥260

伸长率 δ10 (%)：≥10

注 ：型材室温纵向力学性能

试样尺寸：所有厚度

Alumold500热处理规范：

均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

完全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

4. 热处理工艺

① 固溶处理（T74状态）

温度：465-475℃

保温时间：1-2小时

冷却方式：水淬（抑制粗大析出相）

② 双级时效

第一阶段：120℃×6h（预析出）

第二阶段：160℃×24h（形成稳定η'相）

5. 微观结构特征

基体组织：α-Al固溶体 + GP区（Guinier-Preston zones）

强化相：

η-MgZn₂（纳米级析出，主导强化）

Al₂CuMg（辅助强化）

晶界特征：Zr元素抑制再结晶，晶粒度ASTM 8-10级

6. 主要应用领域

① 航空航天

飞机起落架（抗冲击载荷＞500MPa）

导弹壳体（减重40% vs 钛合金）

② 军工装备

装甲车辆结构件（抗弹性能优异）

舰载设备支架（耐盐雾腐蚀）

③ 高端模具

镁合金压铸模（耐液态金属侵蚀）

碳纤维成型模（低热膨胀匹配）

7. 加工与焊接性能

① 机加工

刀具选择

金刚石涂层刀具（寿命提升3倍）

切削参数

铣削：Vc=200-350 m/min，fz=0.03-0.08 mm/tooth（避免加工硬化）

② 焊接

推荐方法

激光焊（保护气体：Ar+He混合）

电子束焊（EBW）（深宽比＞10:1）

焊后处理：必须时效处理以恢复强度

8. 耐腐蚀性能

腐蚀类型测试条件结果

盐雾试验5% NaCl, 35℃, 2000h腐蚀速率＜0.02mm/year（ASTM B117）

应力腐蚀3.5% NaCl+恒载荷K₁scc=25MPa√m（ASTM G129）

9. 与同类材料对比

特性Alumold-5007075-T6512024-T351Ti-6Al-4V

比强度180160140220

疲劳极限280MPa240MPa200MPa350MPa

成本指数3.52.82.08.0

10. 典型应用案例

F-35战机舱门铰链（减重15% vs 钢件）

高铁转向架构件（疲劳寿命＞10⁷次循环）

iPhone超薄外壳压铸模（表面粗糙度Ra＜0.1μm）

11. 使用与维护建议

✅ 表面强化

微弧氧化（MAO）形成50μm陶瓷层（HV＞2000）

定期EDM修复模具刃口（精度保持±5μm）

⚠ 检测重点

荧光渗透检测（PT）排查 微裂纹

残余应力分析（钻孔法）

12. 结论

是 极端工况下轻量化设计 的终极解决方案，其Zn-Mg-Cu-Zr多相强化 体系在 强度、韧性和耐蚀性 方面超越传统7xxx系铝合金。

关键验证项

动态冲击下的 绝热剪切敏感性（Hopkinson杆测试）

长周期热暴露后的 相稳定性（150℃×1000h老化）

氢脆敏感性（慢应变速率试验，SSRT）