ALUMEC99铝合金在高速冲压模中的抗疲劳设计

　　ALUMEC99模具铝全面解析

　　材料基础信息

　　ALUMEC99是一种超高纯度铝合金材料，专为精密模具应用设计开发，具有的热稳定性和机械性能一致性。

　　ALUMEC99化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　ALUMEC99力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　ALUMEC99热处理规范：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120in;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10in或10～30in;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　核心性能参数

　　物理性能

　　密度：2.698g/cm³ (20℃)

　　热导率：237W/(m·K) (接近纯铝理论值)

　　电导率：62% IACS (退火状态)

　　热膨胀系数：23.1×10⁻⁶/K (20-100℃)

　　比热容：904J/(kg·K)

　　机械性能

　　抗拉强度：45-60MPa (退火态)

　　屈服强度：15-25MPa

　　延伸率：45-60%

　　硬度：20-25HB

　　弹性模量：69GPa

　　五大核心特性

　　纯度

　　采用区域熔炼提纯工艺

　　杂质总量≤100ppm

　　单晶制备可选

　　热稳定性

　　热循环变形率<0.001%/cycle

　　高温保持性优异(≤400℃)

　　热滞后效应极低

　　微观均质

　　晶粒度ASTM 12级以上

　　无方向性差异

　　缺陷密度<10/cm²

　　表面完美性

　　镜面抛光可达Ra≤0.01μm

　　无橘皮现象

　　镀膜结合力优异

　　环境稳定性

　　真空放气率<10⁻¹¹Torr·L/s·cm²

　　抗辐射性能好

　　超低温不变性

　　应用领域

　　1. 高精密光学模具

　　蓝宝石晶体生长模具

　　光学透镜注塑模

　　衍射光栅压印模

　　2. 半导体制造

　　晶圆处理夹具

　　外延生长基座

　　离子注入掩模板

　　3. 科研仪器

　　同步辐射反射镜

　　太空望远镜部件

　　激光谐振腔体

　　4. 特殊成型模具

　　纳米压印模板

　　MEMS器件模具

　　超导材料成型模

　　5. 计量标准器具

　　基准量块

　　干涉仪参考镜

　　标准温度计套管

　　加工工艺规范

　　超精密加工

　　单点金刚石切削：

　　切削深度：0.1-5μm

　　进给量：1-10μm/rev

　　表面粗糙度：Ra<5nm

　　电解抛光：

　　电压：10-20V DC

　　电解液温度：-10℃

　　去除量控制：±0.1μm

　　热处理

　　退火工艺：250℃×2h+炉冷

　　应力消除：150℃×4h

　　禁止淬火处理

　　表面处理

　　化学抛光：磷酸-硝酸体系

　　阳极氧化：低温硬质氧化

　　镀膜处理：先镀镍打底

　　使用环境要求

　　洁净度：

　　建议Class 100以下环境

　　接触工具需专用

　　储存充氮保护

　　温度控制：

　　工作温度20±0.5℃

　　温度梯度<0.1℃/h

　　安装热平衡时间≥24h

　　应力管理：

　　装配应力<5MPa

　　禁止冲击载荷

　　定期应力检测

　　材料优势对比

　　特性ALUMEC9960617075不锈钢

　　热稳定性★★★★★★★☆★★☆★★★☆

　　表面质量★★★★★★★★☆★★★☆★★★★

　　微观均质★★★★★★★★☆★★★☆★★★★

　　加工精度★★★★★★★★☆★★★☆★★★★

　　成本★☆★★★★★★★☆★★★

　　行业标准认证

　　SEMI F57 (半导体级)

　　ASTM B491 (超高纯标准)

　　ISO 12164 (精密工具标准)

　　MIL-A-8625 (军规阳极氧化)

　　特殊注意事项

　　运输使用专用防震包装

　　加工设备需单独配置

　　禁止与普通铝合金混用

　　定期进行X射线衍射检测

　　表面接触需戴专用手套

　　ALUMEC99代表了工业用铝材的高纯度等级，是极端精密制造领域的材料，特别适用于那些对材料本征特性有要求的科技应用场景。