ALUMEC100圆棒模具铝深度解析

材料基本介绍

ALUMEC100是瑞典萨帕(SAPA)公司开发的高端模具专用铝合金，属于ALUMEC系列中的顶级产品，专为要求极高硬度、耐磨性和尺寸稳定性的模具应用而设计。

ALUMEC100实测化学成分：

Al :余量

硅 Si :≤0.25

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: 0.000~ 0.400

注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

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)：≥205

条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥170

伸长率 δ5 (%)：≥9

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)≤25

状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

质量特征

密度：2.75g/cm3。

核心特性分析

1. 机械性能

超高硬度：典型硬度达190-210HB(比ALUMEC79提高约15-20%)

高强度：抗拉强度可达480-520MPa

卓越的疲劳强度：特别适合长期循环载荷应用

优异的刚性：弹性模量约73GPa

2. 物理特性

密度：2.81g/cm³

热导率：155W/(m·K)(比ALUMEC79略低但分布更均匀)

热膨胀系数：21.8×10⁻⁶/K(20-100°C)

比热容：880J/(kg·K)

3. 特殊性能

极佳的抗磨损性：比普通模具铝寿命提升3-5倍

超凡的尺寸稳定性：长期使用变形量<0.02mm/m

优秀的耐腐蚀性：特别是抗应力腐蚀开裂性能

化学成分优化(%重量)

元素含量范围功能提升

Cu1.0-1.5形成强化相，提高硬度

Mg1.0-1.4增强时效强化效果

Si0.4-0.8改善流动性和切削性

Mn0.6-1.0提高再结晶温度

Cr0.2-0.3增强抗晶间腐蚀能力

Zr0.1-0.2细化晶粒，新加入元素

Ti0.05-0.15控制晶粒尺寸

Fe≤0.12严格限制杂质含量

主要应用领域

1. 超精密模具

光学元件模具：相机镜头、激光器件等

微结构模具：衍射光栅、微流控芯片

超精密注塑模：医疗植入物、微型连接器

2. 长寿命模具

大批量生产模具：百万次以上寿命要求

高磨损环境模具：玻纤增强塑料成型

腐蚀性材料模具：PVC等含卤素塑料

3. 特殊工业应用

半导体制造设备：晶圆处理夹具

精密测量仪器：三坐标测量机部件

航空航天部件：复材成型工具

加工工艺指南

1. 机加工特殊要求

推荐切削参数：

粗加工：VC=200-300m/min，fz=0.2-0.3mm

精加工：VC=350-450m/min，fz=0.05-0.1mm

刀具选择：

粗加工：金刚石涂层硬质合金

精加工：PCD(聚晶金刚石)刀具

冷却方式：建议使用MQL(微量润滑)技术

2. 热处理工艺

双重时效处理：

初级时效：120°C×8h

二级时效：160°C×12h

深冷处理：-196°C液氮处理可提高尺寸稳定性

3. 表面强化技术

硬质阳极氧化：可达HV900硬度

复合镀层：Ni-PTFE复合镀层

激光表面合金化：可局部提高表面硬度至HV1200

性能对比表

特性ALUMEC100ALUMEC797075-T651模具钢P20

硬度(HB)200170150300-330

抗拉强度(MPa)5004205701000-1200

热导率(W/mK)15516013030-40

密度(g/cm³)2.812.782.817.85

切削加工性优良优异良好差

七大独特优势

纳米级组织结构：通过特殊熔炼工艺获得

超低内应力：残余应力<50MPa

各向同性：横向/纵向性能差异<3%

超长模具寿命：某些应用中可达普通铝模的10倍

极细表面粗糙度：可抛光至Ra0.01μm

抗热疲劳性：优于大多数铝合金

环境稳定性：温湿度变化影响极小

使用注意事项

存储要求：

温度：15-25°C

湿度：<40%RH

建议垂直放置防止弯曲

加工建议：

粗加工后应进行去应力退火

避免使用含硫切削液

精加工前材料应稳定48小时

维护要点：

定期检查表面状态

建议每5万次注射后做专业保养

使用专用铝合金模具清洁剂

典型应用案例

人工晶状体注塑模具：利用其超精密加工能力

蓝宝石玻璃压铸模：耐受高温高压环境

5G天线外壳模具：满足毫米波精度要求

超薄笔记本电脑外壳模具：保证0.3mm薄壁成型

供货技术规格

材料状态：

T6511(固溶+拉伸+时效)

T7451(改进的时效工艺)

质量保证：

超声波检测：符合ASTM E2375

金相检查：晶粒度7-8级

化学成分：光谱分析+ICP验证

尺寸规格：

直径范围：15-500mm

长度定制：最长6000mm

圆度公差：≤0.01mm(精磨级)

ALUMEC100代表了当前铝合金模具材料的最高技术水平，特别适合那些对模具精度、寿命和稳定性有极端要求的应用场景，是替代传统模具钢的高性能轻量化解决方案。