ALUMEC100铝合金加工的耐压与耐蚀协同性能

　　ALUMEC100圆棒模具铝全面技术解析

　　材料基础信息

　　ALUMEC100是瑞士Sapa集团开发的高强度模具专用铝合金，专为需要极高机械性能和优异表面质量的高端模具应用而设计，属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金。

　　ALUMEC100化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALUMEC100力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥480

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥177

　　伸长率 δ5 (%)：≥40

　　断面收缩率 ψ (%)：≥60

　　硬度 ：≤187HB;≤90HRB;≤200HV

　　密度：3.00g/cm3;

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤22

　　ALUMEC100热处理规范：

　　均匀化退火：加热480～495℃;保温12～14h;炉冷。

　　退火:加热390～430℃;保温时间30～120min;炉冷至300℃，空冷。

　　快速退火：加热350～370℃;保温时间为30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;人工时效185～195℃,6～12h,空冷;自然时效:室温96h。

　　突出特性详解

　　1. 微观结构优势

　　采用多级均匀化处理技术

　　纳米级η相(MgZn₂)均匀分布

　　超细晶粒结构(晶粒度ASTM 10级)

　　2. 强度特性

　　强度/重量比优于多数模具钢

　　高温强度保持性好(200℃时保持85%室温强度)

　　优异的抗疲劳性能(10⁷循环疲劳强度190MPa)

　　3. 特殊功能特性

　　的抛光性能(可达镜面级Ra<0.01μm)

　　优异的尺寸稳定性(时效变形<0.02%)

　　良好的镀层附着力(适合PVD、CVD涂层)

　　主要应用领域

　　高端注塑模具

　　光学级透镜模具(单反相机镜头、激光镜头)

　　医疗精密部件模具(人工关节、牙科器械)

　　微电子封装模具(芯片载体、传感器外壳)

　　精密压铸模具

　　超薄壁镁合金压铸模(壁厚0.3-0.8mm)

　　高光表面铝合金压铸模

　　锌合金精密压铸模

　　特种成型模具

　　玻璃模压模具(光学玻璃元件)

　　复合材料热压模具(航天器部件)

　　微结构压印模具(导光板、衍射元件)

　　热处理工艺规范

　　标准热处理流程(T651)

　　固溶处理：475±5℃×2h → 水淬(30-50℃)

　　预时效：100±5℃×12h

　　拉伸矫直：1.5-2.5%变形

　　终时效：135±5℃×16h

　　可选强化工艺

　　深冷处理：-196℃×4h(液氮)

　　多级时效：80℃×8h + 120℃×8h + 160℃×4h

　　表面喷丸：0.2-0.3mm Almen强度

　　机械加工技术指南

　　切削加工优化

　　粗加工参数：

　　切削速度：180-220 m/min

　　进给量：0.15-0.25 mm/rev

　　切削深度：3-5 mm

　　精加工参数：

　　切削速度：250-300 m/min

　　进给量：0.05-0.1 mm/rev

　　切削深度：0.5-1 mm

　　刀具选择：

　　粗加工：TiAlN涂层硬质合金

　　精加工：PCD刀具

　　特种加工工艺

　　高速铣削：

　　转速：15,000-25,000 rpm

　　进给：3-5 m/min

　　切削宽度：0.5-1.5×刀具直径

　　电火花加工：

　　电极材料：石墨或铜钨合金

　　加工参数：Ip=3-5A，Ton=20-50μs

　　表面粗糙度：Ra 0.8-1.2μm

　　激光加工：

　　波长：1064 nm

　　功率密度：10⁶-10⁷ W/cm²

　　脉冲宽度：100-500 ns

　　表面工程技术方案

　　1. 常规表面处理

　　硬质阳极氧化：

　　膜厚：25-50 μm

　　硬度：HV 400-600

　　封孔处理：镍盐封孔

　　2. 表面强化

　　复合镀层：

　　化学镀Ni-P(10-15μm)+PTFE复合

　　摩擦系数：0.08-0.12

　　耐磨性提高5-8倍

　　PVD涂层：

　　适用涂层：CrN、TiAlN、DLC

　　涂层厚度：2-4 μm

　　基体硬度要求：≥50 HRC

　　3. 特殊功能处理

　　微弧氧化：

　　膜厚：50-80 μm

　　硬度：HV 1000-1500

　　耐蚀性：1000h盐雾试验无腐蚀

　　典型应用案例

　　徕卡相机镜头注塑模具

　　航天器碳纤维复合材料成型模具

　　苹果智能手表外壳压铸模具

　　隐形眼镜注塑成型模具

　　5G基站天线罩模具

　　材料使用规范

　　设计准则：

　　小圆角半径≥0.5mm

　　壁厚均匀设计(厚度差≤20%)

　　避免尖角应力集中

　　维护要求：

　　定期检查表面状态

　　储存温度10-30℃，湿度<60%

　　长期停用需防锈处理

　　经济性分析：

　　材料成本约为模具钢的2/3

　　加工效率比钢模提高40%

　　模具寿命可达50-80万次

　　材料发展前沿

　　纳米结构改性研究

　　自润滑表面技术开发

　　智能温控模具应用

　　增材制造修复技术

　　绿色环保生产工艺

　　ALUMEC100代表了当前模具铝合金的高性能水平，特别适合要求超高精度、超长寿命的高端模具应用，在光电、医疗、航空航天等高科技领域具有的地位。