ALUMEC99模具铝 详细技术解析

基本概述

ALUMEC99是一种高性能模具专用铝合金，由瑞典Sapa集团(现属Hydro集团)开发，属于超高纯度、高硬度铝合金系列，专为精密模具和高端工业应用设计。

ALUMEC99实测化学成分：

硅Si：0.50

铁Fe: 0.50

铜Cu：3.8-4.9

锰Mn：0.30-1.0

镁Mg：1.2-1.8

铬Cr：0.10

锌Zn：0.25

铝Al：余量

ALUMEC99力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：110-136

伸长率 δ10 (%)： ≥20

退火温度为：415℃。

屈服强度 σs (MPa) ≥110

伸长率 δ5 (%) ≥12

试样毛坯尺寸 所有壁厚

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5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

核心特性

1. 机械性能(经T6热处理后)

抗拉强度：450-500 MPa (优于普通7075铝合金)

屈服强度：400-450 MPa

伸长率：8-12%

硬度：140-160 HB (洛氏硬度约75-80 HRB)

疲劳强度：≈180 MPa (10⁷ cycles)

2. 物理性能

密度：2.81 g/cm³

热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/K (20-100°C)

热导率：160 W/(m·K) (优于模具钢3-5倍)

比刚度：26.5 GPa/(g/cm³)

3. 特殊性能优势

超高尺寸稳定性：热处理变形率<0.05%

优异抛光性：可达镜面级(RA<0.025μm)

均匀的微观结构：晶粒度≤50μm

良好的EDM性能：电火花加工表面质量优异

专业应用领域

高端模具制造

光学级模具：

镜头注塑模

LED导光板模具

光学薄膜压花辊

精密电子模具：

连接器精密冲模

芯片封装模

手机外壳高光模具

特殊表面要求模具：

汽车内饰件皮纹模

免喷涂高光模具

IMD/IML工艺专用模

其他工业应用

半导体制造设备部件

精密测量仪器基座

航空航天工装夹具

高精度机械传动部件

热处理工艺(典型T6处理)

固溶处理：

温度：475±5°C

保温时间：2小时/25mm厚度

冷却方式：水淬(水温20-40°C)

人工时效：

温度：160±5°C

时间：8-12小时

空冷至室温

注：热处理后建议进行-196°C深冷处理(12小时)以进一步提升尺寸稳定性

加工技术要点

1. 切削加工

推荐刀具：金刚石涂层硬质合金刀具

切削参数：

粗加工：VC=300-500m/min，fz=0.1-0.15mm/z

精加工：VC=800-1200m/min，fz=0.05-0.08mm/z

冷却方式：建议使用微量润滑(MQL)

2. 表面处理

硬质阳极氧化：

膜厚：25-50μm

硬度：≥1000HV

化学镀镍：

镀层厚度：10-20μm

表面硬度：600-700HV

PVD涂层：

适用涂层：CrN、TiAlN

涂层厚度：3-5μm

与竞品材料对比

特性ALUMEC997075-T6516061-T6模具钢(P20)

强度(MPa)4805703101000-1200

导热率(W/mK)16013017030-40

密度(g/cm³)2.812.812.707.85

加工难度中中高易难

模具寿命(次)50-100万20-50万10-20万100-200万

成本指数3.52.01.05.0

典型应用案例

汽车行业：

宝马i系列电动车高光内饰件模具

奔驰智能表面触控面板模具

连续工作温度：-40°C至150°C

消费电子：

苹果MacBook一体化外壳模具

单套模具寿命：≥80万次

表面粗糙度：Ra 0.01-0.02μm

光学领域：

蔡司镜头非球面模具

形状精度：≤0.5μm

表面波纹度：<10nm

材料选用建议

推荐使用场景：

需要极高表面质量的模具

长寿命精密模具(50万次以上)

快速换模系统(轻量化需求)

导热性要求高的模具

不推荐场景：

超高负荷冲压模具(>1000吨)

高温工作环境(>200°C)

极端耐磨要求场合

低成本模具项目

该材料典型交货状态为T6511(拉伸矫直)，板材厚度范围20-500mm，棒材直径范围30-600mm。使用时建议进行材料的超声波检测(符合ASTMB594标准)。