ALUMEC79铝合金轮毂的疲劳寿命预测模型

　　ALUMEC 79 铝合金

　　(超高精度、高硬度模具铝合金，适用于严苛工业环境)

　　1. 基本介绍

　　ALUMEC 79 是瑞典Sapa集团（现属Hydro铝业）研发的专利铝合金，专为高精度模具、航空航天及半导体设备设计。它属于Al-Zn-Mg-Cu（7xxx系）合金的优化版本，通过特殊热处理和微合金化，兼具超高硬度、优异尺寸稳定性和良好的加工性能。

　　ALUMEC79化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：2.2~2.8

　　锌 Zn：≤0.10

　　锰 Mn：≤0.10

　　铬 Cr：0.15～0.35

　　铁 Fe： ≤0.40

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　密度是2.72g/cm3

　　AIMg2.5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

　　退火温度为：345℃。

　　注：管材室温纵向力学性能

　　不同状态不同的性能。

　　硬度：O状态：40HB;T4、T451状态：58HB;T6,T651状态：90HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　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%

　　2. 核心特性

　　特性 参数/表现

　　机械强度 抗拉强度 540-580 MPa

　　硬度 布氏硬度 165-185 HBW（可通过表面处理提升至200+ HBW）

　　导热性 150-170 W/(m·K)（优于H13模具钢5倍）

　　热稳定性 在150℃下长期工作强度保持率>90%

　　尺寸稳定性 热处理后残余应力<50 MPa，适用于精密模具

　　切削加工性 优良（精加工Ra可达0.4μm）

　　3. 典型应用

　　(1) 精密模具制造

　　注塑模具

　　光学透镜、医疗器械等超精密塑件

　　缩短冷却时间20%以上（对比传统模具钢）

　　压铸模具

　　锌/镁合金压铸模（寿命比普通铝延长3倍）

　　(2) 高精度工业设备

　　半导体制造

　　晶圆载具、真空腔体组件（低热变形）

　　光学仪器

　　激光反射镜支架、红外探测器结构件

　　(3) 航空航天与

　　无人机高强度框架

　　卫星精密结构件（轻量化+高刚性）

　　4. 加工与热处理指南

　　(1) 热处理工艺

　　固溶处理：470-480℃ × 2-3h → 水淬（冷却速率>150℃/s）

　　时效处理：

　　T651状态：120℃ × 24h + 人工时效

　　(2) 机械加工建议

　　刀具选择：

　　粗加工：金刚石涂层硬质合金刀具

　　精加工：PCD刀具（表面光洁度佳）

　　切削参数：

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　　• 粗加工：转速 4000-6000 rpm | 进给 0.1-0.15 mm/齿

　　• 精加工：转速 8000-10000 rpm | 切削深度<0.1mm

　　(3) 表面处理方案

　　技术 效果

　　硬质阳极氧化 膜厚30-50μm，硬度≥800 HV

　　化学镀镍 耐磨性提升，防腐蚀

　　深冷处理（-196℃） 进一步稳定尺寸，减少内应力

　　5. 对比类似材料

　　性能 ALUMEC 79 7075-T651 H13模具钢

　　强度 (MPa) 540-580 500-550 1400-1600

　　导热性 (W/m·K) 150-170 130-140 24-28

　　热膨胀系数 (×10⁻⁶/K) 23.6 23.4 12.5

　　模具寿命 ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★★★★

　　6. 使用注意事项

　　焊接性能：需采用4043/5356焊丝 + 预热（200℃）以避免裂纹

　　防腐需求：海洋环境需做阳极氧化或镀镍处理

　　经济性：价格约为6061铝的4-6倍，但模具寿命提升2-4倍

　　总结

　　✅ 推荐场景：

　　超高精度模具（光学/医疗）

　　需轻量化+高导热的工业部件

　　长期高温工作环境