ALUMEC99铝合金的高强度与耐磨性测试分析

　　ALUMEC 99 铝合金（高纯度铝合金）详细技术解析

　　1. 材料概述

　　ALUMEC 99 是一种超高纯度铝合金，铝含量≥99.99%，属于1xxx系列纯铝（如1099、1199）。具有的导电性、导热性、耐蚀性和塑性，适用于对纯净度要求极高的高端应用。

　　ALUMEC99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。

　　3. 物理性能

　　性能数值单位备注

　　密度2.699g/cm³接近纯铝

　　熔点660°C与纯铝一致

　　热导率237W/(m·K)优于铜（~380W）

　　电导率 (IACS)≥62%%接近纯铝理论值(64%)

　　电阻率26.5nΩ·m极低

　　线膨胀系数23.1 × 10⁻⁶/K (20-100°C)热稳定性好

　　反射率 (可见光)≥90%%用于光学反射

　　4. 机械性能（O态退火）

　　性能O态（退火）H12（半硬）H18（全硬）

　　抗拉强度 (MPa)60-80110-130140-160

　　屈服强度 (MPa)20-4090-110120-140

　　延伸率 (%)≥40%10-15%3-5%

　　硬度 (HB)15-2030-3540-45

　　疲劳极限 (MPa)30-4050-6070-80

　　注：ALUMEC 99 主要用于高塑性加工，不适用于高强度结构件。

　　5. 核心特性

　　✅ 超高纯度（99.99% Al）——适用于半导体、高纯化学品存储

　　✅ 导电/导热——用于超导、电子散热

　　✅ 超强耐蚀性——耐酸、碱、海水腐蚀

　　✅ 优异塑性——可轧制至0.006mm超薄箔

　　✅ 高反射率——用于光学反射镜、激光器件

　　✅ 低温性能稳定（-196°C仍保持塑性）

　　6. 典型应用

　　6.1 电子与半导体

　　 高纯靶材（溅射镀膜）

　　 半导体封装（引线框架）

　　 超导电缆（低温超导支撑层）

　　6.2 光学与激光

　　 反射镜基材（激光切割头、太空望远镜）

　　 光学镀膜（红外/紫外反射层）

　　6.3 能源与化工

　　 锂电池集流体（超薄铝箔）

　　 氢能源储罐内衬（耐氢脆）

　　 高纯化学储罐（耐酸碱腐蚀）

　　6.4 其他高端领域

　　 核工业（中子吸收材料）

　　 航天（卫星热控材料）

　　 医疗（MRI设备屏蔽层）

　　7. 加工与热处理

　　7.1 成形工艺

　　✔ 超薄轧制（可至0.006mm箔材）

　　✔ 深冲/拉伸（O态，延伸率>40%）

　　✔ 精密蚀刻（用于微电子图案化）

　　7.2 焊接与连接

　　⚡ 推荐焊接方式：

　　电子束焊（真空环境，无污染）

　　激光焊（低热影响区）

　　超声波焊（适用于超薄箔）

　　⚡ 避免：

　　❌ 电弧焊（易引入杂质）

　　❌ 钎焊（可能污染表面）

　　7.3 表面处理

　　 化学抛光（高亮度，用于光学）

　　 阳极氧化（提高耐蚀性）

　　 真空镀膜（用于半导体）

　　8. 市场与供应

　　 全球主要供应商：

　　美国铝业（Alcoa）（1099级）

　　日本轻金属（Nippon Light Metal）（A1099P）

　　中国铝业（Chalco）（高纯铝）

　　 价格参考（2024）：

　　普通高纯铝（99.99%）：$3000-5000/吨

　　超纯铝（99.999%）：$10,000+/吨

　　9. 总结：ALUMEC 99 vs 普通铝合金

　　特性ALUMEC 99普通铝合金（如6061）

　　铝纯度99.99%95-98%

　　导电性62% IACS40% IACS

　　耐蚀性极强中等

　　强度低（软态）中高（可热处理）

　　成本高低

　　主要用途高端电子、光学结构件、机械零件