ALCA5板材模具铝深度解析

ALCA5是一种高性能铸造铝合金，属于Al-Si-Cu系合金，专为模具制造和精密工业应用而优化设计。以下是对其全面专业的技术分析：

ALCA5实测化学成分：

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: 0.000~ 0.400

注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

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%

ALCA5力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥205

条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥170

伸长率 δ5 (%)：≥9

注 ：棒材室温纵向力学性能

试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

质量特征

密度：2.75g/cm3。

核心应用领域

一、模具制造应用

大型压铸模具：特别适用于汽车零部件、摩托车发动机壳体等大型压铸件

精密注塑模具：电子元器件外壳、光学镜片等高精度要求模具

重力铸造模具：适合发动机缸体、变速箱壳体等铸件生产

低压铸造模具：轮毂、结构件等铝合金产品铸造

二、高端工业应用

航空航天结构件（非主承力部件）

半导体设备散热部件

高精度测量仪器底座

机器人关键结构组件

材料特性详解

1. 机械性能表现

高强度特性：抗拉强度≥320MPa（T6状态可达380MPa以上）

优良延展性：断裂伸长率≥5%（T6状态）

硬度适中：布氏硬度HB 90-120（可热处理强化）

疲劳性能：10⁷次循环疲劳强度≥120MPa

2. 热物理特性

导热性能：热导率≥130W/(m·K)（25℃时）

热稳定性：可在200℃长期工作，短期耐温250℃

热膨胀系数：21.5×10⁻⁶/℃（20-100℃范围）

比热容：0.96J/(g·K)

3. 加工工艺性能

铸造性能：流动性好（螺旋试样长度≥600mm），热裂倾向小

切削性能：切削力比钢低40%，刀具寿命延长3倍

抛光性能：可达镜面级（Ra≤0.03μm）

焊接性能：可TIG/MIG焊接，焊后需时效处理

4. 特殊性能优势

尺寸稳定性：热处理后尺寸变化率≤0.05%

耐腐蚀性：优于普通铝合金，盐雾试验≥500h

无磁性：磁导率<1.01

阻尼性能：振动衰减系数优于钢材30%

材料成分与微观结构

化学成分（典型值）：

Si：7.5-9.5%

Cu：1.0-2.0%

Mg：0.2-0.6%

Fe：≤0.3%

Mn：≤0.2%

Zn：≤0.1%

Ti：≤0.1%

Al：余量

金相特征：

初生α-Al相均匀分布

共晶硅细小弥散（经变质处理）

强化相θ(Al₂Cu)和S(Al₂CuMg)均匀析出

热处理工艺规范

固溶处理：

温度：495±5℃

时间：6-8小时（根据厚度）

冷却方式：60℃水淬

时效处理：

T6处理：175±5℃×8h

T7处理：200±5℃×6h（提高尺寸稳定性）

退火工艺：

完全退火：345℃×2h+随炉冷却

去应力退火：230℃×4h

典型应用案例

新能源汽车电机壳体压铸模：

模具寿命达8万模次以上

冷却时间缩短30%

产品良品率提升至99.2%

超薄笔记本外壳注塑模：

实现0.5mm壁厚均匀成型

表面达Class A级光洁度

尺寸精度±0.02mm

航空航天传感器壳体铸造模：

满足CT6级射线检测要求

工作温度-55℃~175℃

重量减轻40% vs.钢模

使用技术规范

设计指导原则：

壁厚设计≥12mm（承受注射压力部位≥20mm）

冷却水道距型腔表面15-25mm

滑块导轨建议采用钢制镶件

顶针板等运动部件需表面硬化处理

加工工艺要点：

粗加工留1mm余量进行时效处理

精加工推荐金刚石刀具

抛光顺序：180#→400#→800#→1500#→钻石膏

最终配合面需进行尺寸稳定化处理

维护保养要求：

每5000模次检查型面磨损

定期清洁冷却水道（建议每季度）

长期停用需涂防锈油

维修焊接需预热至150℃

经济效益分析

制造成本对比：

材料成本：比H13钢低35-40%

加工工时：减少50-60%

热处理成本：仅为模具钢的1/3

使用效益：

能耗降低20-30%（得益于快速冷却）

生产效率提升15-25%

模具重量减轻60%，降低设备负荷

全寿命周期成本：

中小批量生产（<10万件）成本优势明显

快速换产模具的理想选择

新产品开发验证阶段的优选方案

ALCA5特别适合对轻量化、热管理、快速响应有要求的模具应用场景，在新能源汽车、消费电子、精密仪器等领域展现出显著的技术经济优势。