ALUMEC89高强度和优异成形性的模具铝

　　ALUMEC89模具铝技术报告

　　ALUMEC89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

　　ALUMEC89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。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。ALUMEC89用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用ALUMEC89;

　　功能：适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　核心性能特征

　　物理特性

　　性能参数数值测试标准

　　密度2.81 g/cm³ISO 1183

　　弹性模量71 GPaASTM E111

　　热膨胀系数23.6×10⁻⁶/K (20-100℃)ASTM E228

　　热导率130 W/(m·K)ASTM E1461

　　电导率33% IACSIEC 60093

　　力学性能（T651状态）

　　性能指标典型值测试标准

　　抗拉强度540-570 MPaISO 6892-1

　　屈服强度470-500 MPaISO 6892-1

　　延伸率10-12%ISO 6892-1

　　硬度150-160 HBISO 6506-1

　　断裂韧性KIC28-32 MPa·√mASTM E399

　　热处理工艺

　　典型热处理流程（T651）

　　固溶处理：

　　温度：470±5℃

　　保温时间：1h/25mm厚度

　　冷却方式：水淬（水温20-40℃）

　　人工时效：

　　温度：120±5℃（24h）+ 160±5℃（8h）

　　双级时效提高抗应力腐蚀能力

　　退火工艺（O状态）

　　温度：415℃

　　保温时间：2-3h

　　冷却方式：炉冷（≤30℃/h）

　　主要应用领域

　　1. 高端模具制造

　　压铸模具（适用合金：Al、Mg、Zn）

　　工作温度：200-350℃

　　典型寿命：5-8万模次（需表面处理）

　　精密注塑模具（适用工程塑料：PC、PA、PEEK）

　　表面处理要求：硬质阳极氧化（HV≥800）

　　模具寿命：15-30万次

　　2. 航空航天与

　　飞机结构件（翼梁、起落架部件）

　　导弹壳体、装甲板

　　航天器高载荷部件

　　3. 高端装备制造

　　机器人关节结构件

　　高端数控机床导轨

　　半导体设备承重框架

　　加工工艺指南

　　机加工参数

　　加工方式刀具材质切削速度 (m/min)进给量 (mm/rev)备注

　　车削硬质合金（K20）150-2500.10-0.20推荐使用切削液

　　铣削PCD刀具500-8000.05-0.12表面粗糙度Ra0.4

　　钻孔TiAlN涂层50-800.08-0.15啄钻防止粘刀

　　焊接工艺（需谨慎）

　　可焊性：较差（裂纹敏感）

　　推荐方法：

　　FSW（搅拌摩擦焊）：佳选择，无热裂纹

　　TIG焊（ER5356焊丝）：预热150℃，焊后退火

　　禁止方法：

　　氧乙炔焊、高能束焊（易产生热裂）

　　表面处理方案

　　1. 硬质阳极氧化

　　工艺参数：

　　电解液：15%，0-5℃

　　电流密度：2.5-3.0 A/dm²

　　氧化时间：60-90min

　　性能指标：

　　膜厚：50-80μm

　　硬度：HV800-1200

　　耐磨性：比基体高10倍

　　2. 微弧氧化（MAO）

　　优势：

　　硬度HV1500-2000

　　绝缘性（击穿电压≥1000V）

　　典型参数：

　　电解液：硅酸盐-磷酸盐体系

　　电压：450-550V

　　处理时间：40-60min

　　3. 化学镀镍（可选）

　　镀层厚度：20-50μm

　　硬度：HV500-700

　　适用场合：精密滑动部件

　　模具设计规范

　　关键设计要点

　　壁厚优化：

　　小壁厚≥8mm（防止变形）

　　加强筋厚度=主壁厚×0.6

　　冷却系统设计：

　　水道直径：10-15mm

　　距模面距离：20-25mm

　　水流速≥2.5m/s（高温工况）

　　应力集中控制：

　　内圆角R≥5mm

　　避免尖锐过渡（夹角≥120°）

　　维护与再制造

　　日常维护

　　清洁：每5000模次超声波清洗

　　润滑：

　　导向部位使用MoS2润滑脂

　　每3000模次补充润滑

　　修复技术

　　激光熔覆修复：

　　材料：AlSi10Mg粉末

　　工艺参数：激光功率1.5kW，扫描速度6mm/s

　　冷喷涂修复：

　　适用缺陷：表面微裂纹、磨损

　　涂层结合强度≥80MPa

　　市场定位与发展趋势

　　定位：高端模具铝，替代H13钢（减重50%以上）

　　未来方向：

　　纳米改性（添加TiB2纳米颗粒，硬度提升40%）

　　增材制造专用（优化粉末成分，SLM成型）

　　ALUMEC89是目前铝合金中强度高的商用牌号之一，特别适合要求高强度、高耐磨、中等耐热的精密模具应用。