FORTAL圆棒模具铝技术解析与应用指南
材料背景与概述
FORTAL系列是法国Pechiney公司(现属加拿大Rio Tinto Alcan集团)开发的高强度铝合金模具材料，专为精密模具和工程结构应用设计。该系列铝合金以其卓越的强度/重量比、优异的加工性能和良好的热稳定性闻名于模具制造领域。
FORTAL化学成分：
铝 Al ：余量
硅 Si ：≤0.40
铜 Cu ：≤0.10
镁 g：4.0～4.9
锌 Zn：≤0.25
锰 n：0.40～1.0
钛 Ti ：≤0.15
铬 Cr：0.05～0.25
铁 Fe： 0.000～ 0.400
注：单个:≤0.05;合计:≤0.15
FORTAL力学性能：
电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)
抗拉强度(25°C Pa)---472
屈服强度(25°C Pa)---325
硬度(500kg力10球)---120
延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10
剪应力(Pa)---285
注 ：管材室温力学性能
试样尺寸：壁厚/ (所有)
状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)
质量特征
密度：2.90g/c3。
核心物理性能
密度: 2.81 g/cm³
熔点范围: 475-635℃
热导率: 130 W/(m·K)
电导率: 33% IACS
线膨胀系数: 23.6×10⁻⁶/℃ (20-100℃)
弹性模量: 71 GPa
机械性能表现
T651标准状态
抗拉强度: 510-550 MPa
屈服强度: 450-490 MPa
延伸率: 8-10%
硬度: 150-170 HBW
疲劳强度: 170 MPa (10⁷次循环)
高温性能
150℃强度保持率: ≥85%
短期耐温: ≤200℃
热稳定性: 优于常规铝合金
五大核心优势
1. 优异的强度重量比
比强度达190 MPa·cm³/g
比钢模轻60%以上
降低设备能耗15-20%
2. 超凡的加工性能
切削速度可达钢的3倍
表面粗糙度可至Ra0.2μm
刀具磨损减少40%
3. 卓越的导热性能
冷却周期缩短25-30%
温度分布均匀性±2℃
热变形减少35%
4. 良好的尺寸稳定性
热处理变形率<0.1%
长期使用变形微小
热循环稳定性好
5. 综合成本优势
加工成本降低50%
模具开发周期缩短40%
维护简单便捷
典型应用领域
塑料模具
光学透镜注塑模
薄壁包装吹塑模
精密齿轮注塑模
压铸模具
锌合金压铸模芯
镁合金压铸模座
低熔点合金模
其他应用
复合材料成型模
橡胶制品模具
发泡材料模具
加工技术要点
热处理工艺
固溶处理:
温度: 465-480℃
保温: 1h/25mm厚度
淬火: 温水(50-80℃)
人工时效:
T6处理: 120℃×24h
T651: 预拉伸+时效
稳定性处理: 160℃×4h
表面处理方案
硬质阳极氧化:
厚度: 25-50μm
硬度: 800-1000HV
耐磨性提升5倍
特氟龙浸渍:
防粘附处理
摩擦系数降至0.05
脱模性能极佳
化学镀镍:
厚度: 10-25μm
硬度: 500-600HV
耐腐蚀性优异
使用注意事项
设计要点
推荐壁厚≥8mm
避免应力集中设计
配合公差建议H7/h6
应用限制
不适用于强酸环境
长期工作温度≤180℃
避免冲击载荷
维护建议
定期检查关键尺寸
避免硬物刮伤表面
存储环境湿度<60%
市场定位分析
FORTAL铝合金在以下领域具有独特优势：
快速原型模具制造
小批量多品种生产
高光洁度表面要求
轻量化模具需求
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