铝合金模具的特点与应用
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２ ０ １ ７年第 ８期
轻
金
属
・ ５ １・
・
轻 合 金 及 其￣ ｊ ｎ ａ －・
铝 合 金 模 具 的 特 点 与 应 用
王 霆 ， 卞云霞 ， 周 海飞
（ １ ． 常 州机 电职 业技 术 学院模 具技 术 学院 ， 江苏 常 州 ２ １ ３ １ ６ ４ ； ２ ． 湖 北三 江航 天红 林探 控 有 限公 司 ， 湖 北 孝感 ４ ３ ２ ０ ０ ０ ）
摘 要： 使用铝合金作为模具的制造材料 目前 已经越来越为工业 生产 所接受。从 生产 质量、 生产效 率、 成本控制三 个 方面分析 了铝合金模具的优势 ， 列举 了国内外一些 比较成熟的模具铝合金 的种类， 介绍 了铝合金模具 的应 用。
关键词 ： 铝合金 ； 模具 ； 应 用
中图分类号 ：Ｔ Ｆ ８ ２ １ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ２—１ ７ ５ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ８— ０ ０ ５ １ — ０ ３
本 比纯 钢模 具 的节约 １ ５ ％左 右 。
定性 。其典型用途是 ： 制造模具 、 仪器盘胎具 、 夹具 、 工具 、 真空设备零部件等。 Ｇ ． Ａ Ｌ Ｃ ２ ５ ０和 Ｇ ． Ａ Ｌ Ｆ ２ ４ ０铝 合 金 ： 这 两种 铝 合
金 的成 分也 和 国 内的 ５ ０ ８ ３铝 合金 差不 多 ， 是德 国格
铝合 金 的密 度 大 约 只有 钢 的 三分 之 一 ， 但 因为 铝合 金 的强度 硬度 方 面 比钢 的低 ， 所 以铝 合 金 模 具 的壁 厚做 更厚 一些 ， 即便如 此 ， 铝合 金模 具也 比钢 制 模具 的重 量 轻 约 ５ ０ ％ 。而 在 很 多 时 候 由 于 条 件 限 制需 要采 用 钢制模 架 和 铝制 型芯 型腔 ， 原 材 料 的成
７ ０ ７ ５差 不 多 ， 但是其 焊接性较好 ， 在 各 类 模 具 中用
的也 比较 多 。
具能更简单方便地加工 出纤细模具 ， 而其优 良的焊 接 性能 可 以更 容 易进 行 模 具 的焊 接 修 复 。例 如 ， 与
钢 模相 比 ， 使用 铝锌 镁 铜 系 超 硬 合 金 制 造 塑 料洗 衣 机 前指 示 盘 的模 具 ， 其模 具制 造周 期 缩短 约 ２ ０ ｄ ； 生 产 摩 托 车 塑 料 零 件 的 模 具 的 生 产 周 期 能 缩 短 约
由于 铝合 金 极 佳 的加 工 性 能 ， 使 得 机 械 和 刀具 的磨损也 能 大大 的 降低 ， 从 而 延 长 了设 备 的使 用 寿 命 。同时也 使工 人 的 劳 动 强度 大 大 的 降低 ， 改 善 了
ｔ ｅ ｄ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌｕ ａ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ｌｌ ａ ｏ ｙ ｄ ｉ ｅ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｌｕ ａ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ｌｌ ａ ｏ ｙ；ｄ ｉ ｅ ；ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
有 的生 产 经验来 看 ， 铝 合 金模 具 的切 削 加 工 至 少 能 节省 ３ ０ ％ 的时 间 ， 而生 产 效 率 能 提 高 ３ ５ ％左 右 ； 因 为 铝合 金 在冷 却时 比钢 的均 匀 ， 所 以用 铝 合 金 模 生 产 出来 的 塑料零 件 比用 钢模 生产 出来 的塑料零 件 在 品质 上 有很 大 的提 高 ； 铝合 金 因为铝合金 的表面会生 成致密的氧化膜具有保护基体不易氧化的作用 ， 也 能延长 其使 用 寿命 Ｊ 。 使用铝合金模生产的塑料件具有更高的品质 。
用 铝合 金模 来控 制 开 模 时 的温 度 ， 能有 效 的减 少废
品率。如果模具 内部温度差异较大或冷却速度不均
・
５ ２・
王霆 等 ： 铝 合金 模具 的特 点 与应 用 ２ ． １ 国 内模具 铝 合金
２ ０ １ ７年 第 ８期
差异 不 大 ， 且 冷却 速度 比较 均 匀 ， 塑 件不 会产 生 较大
变形 。
国内常 用 的标 准 模 具 铝 合 金 有 ２ ０ １ ７ 、 ２ ２ １ ９、 ２ ０ ２ ４、 ５ ０ ８ ３ 、 ６ ０ ８ ２ 、 ７ ０ ２ ２ 、 ７ ０ ５ ０ 、 ７ ０ ７ ５、 ７ １ ７ ８铝 合 金 等 。 其中 ５ ０ ８ ３铝合 金用 量最 大 。
Ｗａ ｎ ｇ Ｔｉ ｎ ｇ ．Ｂｉ ａ ｎ Ｙｕ ｎ ｘ ｉ ａ ａ ｎ ｄ Ｚｈ ｏ ｕ Ｈａ ｉ ｆ ｅ ｉ
（ １ ． Ｍｏ ｕ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ Ｄｉ ｅ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＭｅ ｃ ｈ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ３ １ ６ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ； ２ ． Ｓ ａ ￣ ｉ ａ ｎ ｇ Ｈ ｕ ｂ ｅ ｉ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｈ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘ ｉ ａ ｏ ｇ ａ ｎ ４ ３ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
１ ５ ｄ ； 生产小轿车车 门零件的铝合金模具 ， 其 生产周 期 能缩 短 约 １ ５ ｄ 。 铝合金的热传导性能是钢材 的４— ５ 倍， 加热冷 却 的速度 更快 ， 脱 模 时 间更 短 ， 能 耗更 低 ， 模 具 的 生 产 效率 得 到很 大提 升 。
１ ． ３ 低 耗 一模具 的原 料 成本 、 加 工成 本 、 保 养 成 本
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ６ ６ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｑ ｊ ｓ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ １ ２
Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ａ ｌ ｕｍ ｉ ｎ ｕｍ ｌｌ ａ ｏ ｙ ｄｉ ｅ
低
２ ０ ２ ４ 铝合金 ： 强度较高 且切削加工性 能好 ， 不 过耐腐蚀性较差 ， 在 注塑模具 中需要考虑塑料 的腐
蚀 问题 。
２ ． ２ 国外模 具铝 合 金 Ａ Ｃ Ｐ ８ ０ ８ ０ Ｒ 铝合 金 ： 是 由 德 国 亚 利 美 克 斯 金 属 加 工公 司研 制 而成 ， 该 公 司是 全 世 界 最 大 的 专 业 生 产模具 铝合 金 厚 板 的 企 业 。该 公 司 铸 造设 备 先 进 ， 加工 装 备 一 流 。Ａ Ｃ Ｐ ８ ０ ８ ０ Ｒ 铝 合 金 的 成 分 与 国 内 ５ ０ ８ ３铝合 金 的相 当 ， 是一种铸造铝合金 ， 其 晶 粒 细 小， 气 孔也 很少 ， 在 高速 切 削过程 中有 较 好 的尺寸 稳
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ Ｕ Ｓ ｅ ｏ ｆ ａ ｌ ｕｍｉ ｎ ｕ ｍ ｌｌ ａ ｏ ｙ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ａ ｏ ｆ ｄ ｉ ｅ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｙ ａ ｃ ｃ ｅ ｐ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｌ ａ ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｌｕ ａ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ｌｌ ａ ｏ ｙ ｄ ｉ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ，ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｎｄ ａ ｃ ｓｔ ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｙ ｐｅ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｅ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ｌｌ ａ ｏ ｙ ａ ｒ ｅ ｌ ｉ ｓ —
１ ． ２ 高 效 一模具 生产 周期 短 、 生产 效 率高
铝 合金 加工 性能 极佳 ， 可 以进行 高速切 削 ， 切削 加 工速 度 比 Ｐ ２ ０模 具钢 的提 高 了 ４ ０ ％， 能极 大地 缩 短 模具 的制 造 周 期 。利 用 高 速 加 工 的 铝 合 金 模
具 的表 面 比钢制 模具 的表 面更 加光 滑 ， 有利 于脱 模 。
５ ０ ８ ３铝合 金 ： 模具制造 中用得最多铝合 金 ， 用 于模 具制 造 的热 轧厚 板和 铸造 厚板 产 量 占总厚 板产
量的 ４ ０ ％左 右 。
铝 合金 模具 的可 精 细 加 工性 能 更 好 ， 使 得 铝 合 金 模
７ ０ ７ ５铝 合金 ： 由于 机 械 性 能好 ， 在 一 些 需 要 强 度高、 抗 腐蚀 性 能 高 的 结构 件 上 用 得 非 常 多 。 由 于 是 一种 可热 处理 强 化 的 铝合 金 ， 主 要应 用 于航 空设 备 以及各 类模 具 的制 造 。 ７ ０ ５ ０铝合 金 ： 化 学 成 分 比较 复杂 ， 其 性 能 与
匀 就会 导致 零件 发 生 变形 ， 而 铝 合金 模 具 内部 温度
厚大， 但 由于其密度也低 ， 制作出来的铝模还是 比钢
收稿 １ ３ 期： ２ ０ １ ７— ０ ２—１ ５
基金项 目： 江苏高校品牌专业建设工程 资助项 目（ Ｔ Ａ Ｐ Ｐ ） （ 基金号 ： Ｐ Ｐ Ｚ Ｙ ２ ０ １ ５ Ｂ １ ８ ７ ）
铝合金模具具有更好的表面质量。钢制模具在 使用过程中 ， 高温的塑料会产生酸性物质 ， 这些物质
容易 和铁 反应使 其 表 面 发 生腐 蚀 ， 但 是 这 种 情 况 在
别是注塑模具上使 用 ， 用来加工模具 的型芯和型腔 零 件 。鉴 于铝 合金 模 具 的优 势 不 断 的被 发 掘 ， 各 个 国家开始越来越多 的使用铝合金来制造模具。从现
轻
金
属
・ ５ １・
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轻 合 金 及 其￣ ｊ ｎ ａ －・
铝 合 金 模 具 的 特 点 与 应 用
王 霆 ， 卞云霞 ， 周 海飞
（ １ ． 常 州机 电职 业技 术 学院模 具技 术 学院 ， 江苏 常 州 ２ １ ３ １ ６ ４ ； ２ ． 湖 北三 江航 天红 林探 控 有 限公 司 ， 湖 北 孝感 ４ ３ ２ ０ ０ ０ ）
摘 要： 使用铝合金作为模具的制造材料 目前 已经越来越为工业 生产 所接受。从 生产 质量、 生产效 率、 成本控制三 个 方面分析 了铝合金模具的优势 ， 列举 了国内外一些 比较成熟的模具铝合金 的种类， 介绍 了铝合金模具 的应 用。
关键词 ： 铝合金 ； 模具 ； 应 用
中图分类号 ：Ｔ Ｆ ８ ２ １ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ２—１ ７ ５ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ８— ０ ０ ５ １ — ０ ３
本 比纯 钢模 具 的节约 １ ５ ％左 右 。
定性 。其典型用途是 ： 制造模具 、 仪器盘胎具 、 夹具 、 工具 、 真空设备零部件等。 Ｇ ． Ａ Ｌ Ｃ ２ ５ ０和 Ｇ ． Ａ Ｌ Ｆ ２ ４ ０铝 合 金 ： 这 两种 铝 合
金 的成 分也 和 国 内的 ５ ０ ８ ３铝 合金 差不 多 ， 是德 国格
铝合 金 的密 度 大 约 只有 钢 的 三分 之 一 ， 但 因为 铝合 金 的强度 硬度 方 面 比钢 的低 ， 所 以铝 合 金 模 具 的壁 厚做 更厚 一些 ， 即便如 此 ， 铝合 金模 具也 比钢 制 模具 的重 量 轻 约 ５ ０ ％ 。而 在 很 多 时 候 由 于 条 件 限 制需 要采 用 钢制模 架 和 铝制 型芯 型腔 ， 原 材 料 的成
７ ０ ７ ５差 不 多 ， 但是其 焊接性较好 ， 在 各 类 模 具 中用
的也 比较 多 。
具能更简单方便地加工 出纤细模具 ， 而其优 良的焊 接 性能 可 以更 容 易进 行 模 具 的焊 接 修 复 。例 如 ， 与
钢 模相 比 ， 使用 铝锌 镁 铜 系 超 硬 合 金 制 造 塑 料洗 衣 机 前指 示 盘 的模 具 ， 其模 具制 造周 期 缩短 约 ２ ０ ｄ ； 生 产 摩 托 车 塑 料 零 件 的 模 具 的 生 产 周 期 能 缩 短 约
由于 铝合 金 极 佳 的加 工 性 能 ， 使 得 机 械 和 刀具 的磨损也 能 大大 的 降低 ， 从 而 延 长 了设 备 的使 用 寿 命 。同时也 使工 人 的 劳 动 强度 大 大 的 降低 ， 改 善 了
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有 的生 产 经验来 看 ， 铝 合 金模 具 的切 削 加 工 至 少 能 节省 ３ ０ ％ 的时 间 ， 而生 产 效 率 能 提 高 ３ ５ ％左 右 ； 因 为 铝合 金 在冷 却时 比钢 的均 匀 ， 所 以用 铝 合 金 模 生 产 出来 的 塑料零 件 比用 钢模 生产 出来 的塑料零 件 在 品质 上 有很 大 的提 高 ； 铝合 金 因为铝合金 的表面会生 成致密的氧化膜具有保护基体不易氧化的作用 ， 也 能延长 其使 用 寿命 Ｊ 。 使用铝合金模生产的塑料件具有更高的品质 。
用 铝合 金模 来控 制 开 模 时 的温 度 ， 能有 效 的减 少废
品率。如果模具 内部温度差异较大或冷却速度不均
・
５ ２・
王霆 等 ： 铝 合金 模具 的特 点 与应 用 ２ ． １ 国 内模具 铝 合金
２ ０ １ ７年 第 ８期
差异 不 大 ， 且 冷却 速度 比较 均 匀 ， 塑 件不 会产 生 较大
变形 。
国内常 用 的标 准 模 具 铝 合 金 有 ２ ０ １ ７ 、 ２ ２ １ ９、 ２ ０ ２ ４、 ５ ０ ８ ３ 、 ６ ０ ８ ２ 、 ７ ０ ２ ２ 、 ７ ０ ５ ０ 、 ７ ０ ７ ５、 ７ １ ７ ８铝 合 金 等 。 其中 ５ ０ ８ ３铝合 金用 量最 大 。
Ｗａ ｎ ｇ Ｔｉ ｎ ｇ ．Ｂｉ ａ ｎ Ｙｕ ｎ ｘ ｉ ａ ａ ｎ ｄ Ｚｈ ｏ ｕ Ｈａ ｉ ｆ ｅ ｉ
（ １ ． Ｍｏ ｕ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ Ｄｉ ｅ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＭｅ ｃ ｈ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ３ １ ６ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ； ２ ． Ｓ ａ ￣ ｉ ａ ｎ ｇ Ｈ ｕ ｂ ｅ ｉ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｈ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘ ｉ ａ ｏ ｇ ａ ｎ ４ ３ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
１ ５ ｄ ； 生产小轿车车 门零件的铝合金模具 ， 其 生产周 期 能缩 短 约 １ ５ ｄ 。 铝合金的热传导性能是钢材 的４— ５ 倍， 加热冷 却 的速度 更快 ， 脱 模 时 间更 短 ， 能 耗更 低 ， 模 具 的 生 产 效率 得 到很 大提 升 。
１ ． ３ 低 耗 一模具 的原 料 成本 、 加 工成 本 、 保 养 成 本
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ６ ６ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｑ ｊ ｓ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ １ ２
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低
２ ０ ２ ４ 铝合金 ： 强度较高 且切削加工性 能好 ， 不 过耐腐蚀性较差 ， 在 注塑模具 中需要考虑塑料 的腐
蚀 问题 。
２ ． ２ 国外模 具铝 合 金 Ａ Ｃ Ｐ ８ ０ ８ ０ Ｒ 铝合 金 ： 是 由 德 国 亚 利 美 克 斯 金 属 加 工公 司研 制 而成 ， 该 公 司是 全 世 界 最 大 的 专 业 生 产模具 铝合 金 厚 板 的 企 业 。该 公 司 铸 造设 备 先 进 ， 加工 装 备 一 流 。Ａ Ｃ Ｐ ８ ０ ８ ０ Ｒ 铝 合 金 的 成 分 与 国 内 ５ ０ ８ ３铝合 金 的相 当 ， 是一种铸造铝合金 ， 其 晶 粒 细 小， 气 孔也 很少 ， 在 高速 切 削过程 中有 较 好 的尺寸 稳
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１ ． ２ 高 效 一模具 生产 周期 短 、 生产 效 率高
铝 合金 加工 性能 极佳 ， 可 以进行 高速切 削 ， 切削 加 工速 度 比 Ｐ ２ ０模 具钢 的提 高 了 ４ ０ ％， 能极 大地 缩 短 模具 的制 造 周 期 。利 用 高 速 加 工 的 铝 合 金 模
具 的表 面 比钢制 模具 的表 面更 加光 滑 ， 有利 于脱 模 。
５ ０ ８ ３铝合 金 ： 模具制造 中用得最多铝合 金 ， 用 于模 具制 造 的热 轧厚 板和 铸造 厚板 产 量 占总厚 板产
量的 ４ ０ ％左 右 。
铝 合金 模具 的可 精 细 加 工性 能 更 好 ， 使 得 铝 合 金 模
７ ０ ７ ５铝 合金 ： 由于 机 械 性 能好 ， 在 一 些 需 要 强 度高、 抗 腐蚀 性 能 高 的 结构 件 上 用 得 非 常 多 。 由 于 是 一种 可热 处理 强 化 的 铝合 金 ， 主 要应 用 于航 空设 备 以及各 类模 具 的制 造 。 ７ ０ ５ ０铝合 金 ： 化 学 成 分 比较 复杂 ， 其 性 能 与
匀 就会 导致 零件 发 生 变形 ， 而 铝 合金 模 具 内部 温度
厚大， 但 由于其密度也低 ， 制作出来的铝模还是 比钢
收稿 １ ３ 期： ２ ０ １ ７— ０ ２—１ ５
基金项 目： 江苏高校品牌专业建设工程 资助项 目（ Ｔ Ａ Ｐ Ｐ ） （ 基金号 ： Ｐ Ｐ Ｚ Ｙ ２ ０ １ ５ Ｂ １ ８ ７ ）
铝合金模具具有更好的表面质量。钢制模具在 使用过程中 ， 高温的塑料会产生酸性物质 ， 这些物质
容易 和铁 反应使 其 表 面 发 生腐 蚀 ， 但 是 这 种 情 况 在
别是注塑模具上使 用 ， 用来加工模具 的型芯和型腔 零 件 。鉴 于铝 合金 模 具 的优 势 不 断 的被 发 掘 ， 各 个 国家开始越来越多 的使用铝合金来制造模具。从现
