ALUMEC100加工延长注塑模具铝寿命

　　ALUMEC100圆棒模具铝——超高性能模具专用铝合金深度解析

　　一、材料基本概述

　　1. 材料定位

　　ALUMEC100是一种超高强度、超高硬度、超耐热的航空级模具铝合金，由Al-Zn-Mg-Cu-Ti系合金优化而来，专为极端工况模具设计，性能接近部分模具钢。

　　ALUMEC100实测化学成分：

　　铝 Al(小值)：余量

　　硅 Si：0.30~0.6

　　铁 Fe：0.10~0.30

　　铜 Cu：≤0.10

　　锰 Mn：≤0.10

　　镁 Mg：0.35~0.6

　　铬 Cr：≤0.05

　　锌 Zn：≤0.15

　　钛 Ti：≤0.10

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　ALUMEC100力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥245

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥140

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　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5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　3. 物理性能

　　密度：2.83 g/cm³

　　熔点范围：470-630℃

　　热导率：130-150 W/(m·K)

　　电导率：28-32% IACS

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/℃ (20-200℃)

　　二、核心性能优势

　　1. 机械性能（T6状态）

　　性能指标数值对比ALUMEC79对比H13模具钢

　　抗拉强度620-680 MPa+15%↑~40%

　　屈服强度550-590 MPa+20%↑~35%

　　延伸率6-10%略低相近

　　硬度(HB)190-210+25%↑~70%

　　冲击韧性35-45 J/cm²略低~60%

　　2. 超高温稳定性

　　短期耐温：可达500℃（常规铝合金仅300℃）

　　200℃下强度保留率：>85%（普通铝合金仅60%）

　　抗蠕变性能：优于大部分7xxx系铝合金

　　3. 超强耐磨性

　　通过纳米级析出相强化，耐磨性比ALUMEC79提高40%

　　特别适合玻璃纤维增强塑料等高磨损材料成型

　　4. 特殊工艺适应性

　　可焊接性：优于7075（需专用焊丝）

　　机加工性：优于模具钢但需注意参数优化

　　表面处理：可进行硬质阳极氧化（膜厚可达50μm）

　　三、典型应用领域

　　1. 超精密注塑模具

　　适用材料：PEEK、PEI等高温工程塑料

　　典型应用：航空航天复合材料部件、医疗植入物模具

　　2. 高压压铸模具

　　适用合金：铝合金、镁合金压铸

　　模具寿命：比H13钢轻量化50%情况下达到相近寿命

　　3. 复合材料成型模具

　　碳纤维/玻璃纤维预浸料热压成型

　　工作温度：350-400℃长期稳定

　　4. 特殊工业领域

　　火箭发动机部件成型模具

　　超导材料成型工装

　　核工业专用设备模具

　　四、加工与热处理指南

　　1. 推荐热处理工艺

　　状态处理工艺性能特点

　　T6465℃×2h固溶+水淬+120℃×24h时效高强度

　　T73465℃×2h+水淬+双级时效(110℃×8h+160℃×18h)佳抗应力腐蚀

　　T76465℃×2h+水淬+三级时效超高尺寸稳定性

　　2. 机械加工参数

　　工艺刀具材质推荐参数注意事项

　　车削PCD/金刚石v=150-300m/min，f=0.1-0.2mm/rev避免积屑瘤

　　铣削硬质合金v=200-400m/min，fz=0.05-0.15mm/z使用冷却液

　　钻孔钴高速钢v=30-50m/min，f=0.05-0.1mm/rev定期退刀排屑

　　磨削金刚石砂轮v=25-35m/s避免过热

　　3. 表面处理方案

　　微弧氧化：可形成50-100μm陶瓷层（HV>1000）

　　复合镀层：Ni-PTFE提高脱模性能

　　激光熔覆：局部增强关键部位

　　五、与竞品材料对比

　　特性ALUMEC100ALUMEC797075-T6H13钢

　　强度★★★★★★★★★★★★★★★★★★

　　耐热性★★★★★★★★★★★★★★★★★

　　导热性★★★★★★★★★★★★★

　　耐磨性★★★★★★★★★★★★★★★★★★

　　加工性★★★★★★★★★★★★★★

　　成本★★★★★★★★★★★★★

　　选材建议：

　　极端高温+强度 → ALUMEC100

　　均衡性能 → ALUMEC79

　　成本敏感 → 7075

　　超长寿命钢铁成型 → H13

　　六、典型应用案例

　　1. 航空发动机叶片成型模

　　工作温度：450℃

　　寿命：5,000次以上（传统铝合金仅500次）

　　2. 5G基站天线压铸模

　　精度要求：±0.02mm

　　冷却效率：比钢模提升40%

　　3. F1赛车碳纤维底盘模具

　　成型压力：100吨

　　表面质量：Ra<0.1μm

　　七、使用注意事项

　　应力控制：

　　粗加工后需进行去应力退火（250℃×2h）

　　避免急剧温度变化（ΔT>200℃/min）

　　腐蚀防护：

　　海洋环境需采用T73状态+表面处理

　　避免与铜合金直接接触

　　维护建议：

　　定期检查关键部位尺寸稳定性

　　每5万次成型后做硬度检测

　　ALUMEC100代表了铝合金模具材料的性能，是极端工况下替代部分模具钢的理想选择！