ALUMEC100模具铝工业级轻量化解决方案

　　ALUMEC100模具铝全方位技术解析

　　ALUMEC100是瑞典Sapa集团（现属挪威海德鲁Hydro）研发的超高精度模具专用铝合金，代表了当前铝合金模具材料的水平。该材料专为光学级模具和超高表面要求的应用而开发，具有zhuoyue的机械性能和表面处理特性。

　　ALUMEC100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

　　ALUMEC100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。

　　二、核心材料特性

　　1. 机械性能（T651状态）

　　抗拉强度：460-490 MPa

　　屈服强度：410-440 MPa

　　伸长率：12-15%

　　硬度：140-150 HB

　　冲击韧性：18-22 J/cm²

　　2. 物理特性

　　参数数值单位

　　密度2.80g/cm³

　　热导率165W/(m·K)

　　热膨胀系数23.010⁻⁶/K (20-100℃)

　　弹性模量73GPa

　　比热容900J/(kg·K)

　　三、热处理工艺

　　1. 标准热处理流程

　　固溶处理：495-505℃×2h → 水淬（淬火速率>100℃/s）

　　拉伸校直：1.5-2.5%变形量

　　人工时效：160-170℃×10-12h → 空冷

　　2. 特殊热处理方案

　　双级时效：120℃×4h + 155℃×8h（优化强度/韧性平衡）

　　稳定化处理：190℃×4h（提高尺寸稳定性）

　　四、加工制造性能

　　1. 切削加工参数

　　工序切削速度(m/min)进给(mm/rev)刀具材质冷却方式

　　粗铣200-2500.15-0.25硬质合金干切削

　　精铣300-4000.05-0.10PCD刀具微量润滑

　　车削250-3500.10-0.20陶瓷刀具压缩空气

　　钻孔60-800.08-0.12钴高速钢乳化液

　　2. 抛光工艺路线

　　机械抛光：

　　砂纸序列：220#→400#→600#→800#→1200#

　　钻石膏序列：15μm→9μm→3μm→1μm→0.5μm

　　电解抛光：

　　电压：12-15V

　　电流密度：20-30A/dm²

　　电解液温度：60-70℃

　　时间：3-8分钟

　　五、主要应用领域

　　1. 光学级模具

　　显示器件：OLED导光板、触摸屏保护膜模具

　　光学元件：手机镜头模组、VR镜片模具

　　照明器材：LED二次光学透镜模具

　　2. 高光注塑模具

　　消费电子：笔记本外壳、智能穿戴设备外壳

　　汽车内饰：高光装饰条、仪表盘组件

　　医疗器材：透明输液部件、呼吸面罩

　　3. 特殊应用

　　微结构模具：仿生表面、光学衍射元件

　　精密冲压：柔性电路板冲裁模

　　3D打印母模：快速成型用高精度模具

　　六、表面处理技术

　　1. 阳极氧化方案

　　类型膜厚(μm)硬度(HV)主要用途

　　常规氧化15-25300-350一般防腐

　　硬质氧化50-70500-600耐磨场合

　　微弧氧化80-120800-1000极端工况

　　2. 其他表面技术

　　复合镀层：Ni-PTFE，摩擦系数降低至0.05-0.1

　　激光表面合金化：局部硬度可达800-1000HV

　　离子注入：氮离子注入提高表面耐蚀性

　　七、典型应用案例

　　案例1：智能手机导光板模具

　　模具尺寸：180×120×25mm

　　表面粗糙度：Ra≤0.008μm

　　加工工艺：精密铣削+镜面抛光

　　使用寿命：>300万次注塑

　　案例2：汽车LED大灯透镜模具

　　材料状态：T651+稳定化处理

　　型腔精度：±1.5μm

　　表面处理：硬质氧化+PTFE涂层

　　工作温度：150-180℃

　　案例3：医疗微流控芯片模具

　　特征尺寸：50-100μm流道

　　加工方式：超精密铣削+EDM

　　表面质量：无可见加工痕迹

　　复制精度：±0.5μm

　　八、与其他材料对比

　　特性ALUMEC1007075ALUMEC89不锈钢420

　　抛光性★★★★★★★★★★★★☆★★★★

　　热导率★★★★☆★★★★★★★★★

　　强度★★★★★★★★☆★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★★★★★★★

　　成本比1007090120

　　九、使用与维护指南

　　加工前准备：

　　进行材料均匀性检测（超声波探伤）

　　粗加工后需进行去应力退火（180-200℃×4h）

　　使用注意事项：

　　避免与钢铁材料直接摩擦接触

　　工作温度建议≤200℃（长期）

　　定期检查表面氧化膜完整性

　　维护保养：

　　使用专用铝合金清洁剂

　　存储环境湿度控制在40-60%

　　每5万模次进行表面状况评估

　　ALUMEC100凭借其zhuoyue的综合性能，已成为高端光学模具和精密工程应用的材料，特别适合对表面质量、尺寸稳定性和热管理有极端要求的应用场景。