ALUMEC100铝合金的热处理工艺优化及其性能影响

　　ALUMEC 100 铝合金全面技术解析

　　ALUMEC 100 是瑞典SAPA/Hydro公司研发的高性能模具专用铝合金，以其zhuoyue的机械加工性能和出色的稳定性在精密制造领域占据重要地位。

　　ALUMEC100化学成分：

　　铝(Al) 余量

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　机械性能

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，

　　剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，

　　压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：

　　光滑无缺口试件在R·R·Moore型测试中循环5×108次，为159MPa(23ksi)。

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：直径≤150

　　布氏硬度 HB ：95-100

　　质量特征

　　密度：2.90g/cm3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152MPa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331MPa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317MPa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　二、机械性能表现

　　标准力学性能（T6状态）

　　性能参数典型值测试标准

　　抗拉强度290-340 MPaISO 6892-1

　　屈服强度260-310 MPaISO 6892-1

　　延伸率7-10%ISO 6892-1

　　硬度95-105 HBWISO 6506-1

　　冲击韧性35-45 JISO 148-1

　　疲劳极限120-140 MPaISO 1099

　　三、关键材料特性

　　超精密加工性能

　　切削力比普通铝低20-25%

　　可实现镜面加工（Ra≤0.1μm）

　　刀具寿命延长50%以上

　　zhuoyue的尺寸稳定性

　　热处理变形率<0.03%

　　长期尺寸变化<5μm/m·年

　　热循环稳定性系数>0.95

　　优异的表面质量

　　阳极氧化均匀性±1.5μm

　　电镀结合强度>25MPa

　　可直接光学级抛光

　　综合性能优势

　　比刚度优于工具钢

　　热导率是钢的4倍

　　无磁性且电阻率低

　　四、典型应用领域

　　1. 高精度模具

　　光学透镜模具（面形精度λ/20）

　　微结构模具（特征尺寸≥10μm）

　　精密齿轮成型模

　　2. 高端装备制造

　　半导体设备框架（振动阻尼要求）

　　精密测量仪器基座（热稳定性）

　　高精度机床部件

　　3. 电子工业应用

　　真空腔室（漏率<5×10⁻¹⁰ Pa·m³/s）

　　射频组件（表面粗糙度Ra≤0.2μm）

　　晶圆处理设备

　　4. 特殊功能部件

　　激光反射镜基板（热变形系数）

　　惯性导航部件（尺寸稳定性）

　　高精度传动机构

　　五、热处理工艺规范

　　标准热处理流程

　　固溶处理

　　温度：535±5°C

　　保温时间：1.5h/25mm厚度

　　淬火速率：>200°C/s

　　时效处理

　　T6工艺：180°C×10h

　　T6511：预拉伸+时效

　　T652：控制冷却时效

　　特殊处理技术

　　稳定化处理：150°C×24h（减少残余应力）

　　深冷处理：-196°C×4h（提高尺寸稳定性）

　　表面强化：微弧氧化（硬度≥1500HV）

　　六、加工技术参数

　　机械加工推荐参数

　　加工方式速度(m/min)进给(mm/rev)切深(mm)刀具材质

　　车削250-3500.08-0.251-4金刚石

　　铣削200-3000.04-0.120.3-2硬质合金

　　钻孔40-600.03-0.08-钴高速钢

　　磨削1500-25000.005-0.020.01-0.1CBN砂轮

　　表面处理方案

　　硬质阳极氧化

　　膜厚：25-50μm

　　硬度：400-600HV

　　耐蚀性：2000h盐雾测试

　　化学镀镍

　　镀层：15-30μm Ni-P

　　硬度：550-700HV（热处理后）

　　孔隙率：≤3个/cm²

　　PVD涂层

　　适用涂层：TiAlN、CrAlN

　　涂层厚度：3-5μm

　　摩擦系数：0.15-0.25

　　七、与同类材料对比

　　特性ALUMEC100ALUMEC797075-T66061-T6

　　加工性★★★★★★★★★★★★★★

　　强度★★★★★★★★★★★★★★★

　　稳定度★★★★★★★★★★★★★★★★

　　表面质量★★★★★★★★★★★★★★★★

　　成本★★★★★★★★★★★★★