ALUMEC99板材模具铝的用途及特性分析

ALUMEC99是一种高性能模具专用铝合金（相当于瑞典SAPA公司的专利牌号），专为精密模具制造而开发，具有卓越的综合性能。以下是该材料的专业深度解析：

ALUMEC99化学成分

铝(Al) 余量

铬(Cr)≤0.04

锆(Zr)0.08～0.15

锌(Zn)5.7～6.7

硅(Si)≤0.12

铁(Fe)0.000～0.150

锰(Mn)≤0.10

镁(Mg)1.9～2.6，

钛(Ti)≤0.06

铜(Cu)2.0～2.6

ALUMEC99铝棒力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥530

伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥400

伸长率 δ10 (%)：≥5

弹性模量：72GPa，

热膨胀系数23.5

熔点范围490-630

电导率41

电阻率0.0415

退火温度415，

固溶温度475，

时效温度125-175

斯录注 ：管材室温纵向力学性能

试样尺寸：所有

二、模具专用特性

1. 精密加工优势

超细晶粒结构：平均晶粒度≤50μm（经特殊工艺处理）

各向同性：不同方向的机械性能差异＜5%

尺寸稳定性：热处理变形率＜0.05mm/m

表面精加工：可抛光至Ra0.025μm（镜面效果）

2. 独特性能组合

强度/重量比：达到高强度钢的50%但重量仅1/3

热疲劳性能：在200℃温差循环下寿命是普通铝的3倍

耐磨改良：通过表面处理可达HRC55等效硬度

抗应力腐蚀：优于6000系列铝合金

三、高端模具应用领域

1. 光学级模具

导光板注塑模：满足<0.1μm表面粗糙度要求

镜头模仁：加工精度可达PV值<λ/4（λ=632.8nm）

反射镜模具：热变形控制在0.01mm/100mm以内

2. 精密注塑模具

连接器模具：保持0.005mm的插针孔精度

医疗器件模具：满足ISO 13485医疗器械标准

微型齿轮模具：模数0.1-0.3齿轮成型

3. 特殊工艺模具

玻璃模压模具：耐500℃短期高温

EDM电极：损耗比常规铝降低40%

金属粉末注射模：耐金属颗粒冲刷

四、典型应用案例

超薄液晶导光板模具：

表面粗糙度Ra0.02μm

棱镜角度公差±0.05°

使用寿命>100万次

模具尺寸：650×850mm

微结构：V-cut 110°棱镜阵列

技术指标：

手机镜头阵列模具：

形状精度<0.5μm

偏心度<1μm

面形误差<0.1μm

结构特点：19个φ2.8mm非球面镜腔

加工要求：

精密连接器模具：

插针位置度±2μm

顶针寿命>50万次

更换周期比钢模缩短70%

产品要求：0.4mm pitch端子

模具表现：

五、精密加工技术

1. 超精密加工参数

金刚石车削：

转速：3000-5000rpm

进给：0.005-0.01mm/r

切削深度：0.01-0.05mm

微细铣削：

刀具：φ0.1mm硬质合金铣刀

切削速度：150-200m/min

每齿进给：0.002-0.005mm

2. 热处理工艺

T6处理：

固溶：535℃±5℃×2h→水淬

时效：175℃±5℃×8h

尺寸稳定化：

阶段1：120℃×24h

阶段2：-70℃深冷处理×2h

阶段3：80℃×48h

3. 表面强化技术

微弧氧化：

膜厚：50-100μm

硬度：HV1500-1800

摩擦系数：0.15-0.2

Ni-P化学镀：

镀层厚度：10-25μm

硬度：HV500-550

耐蚀性：1000h盐雾试验

六、与竞争材料对比

特性ALUMEC997075-T651NAK80S136

比强度(MPa·cm³/g)14016095105

热导率(W/m·K)1901304530

镜面抛光性(Ra/μm)0.020.10.010.008

加工效率(相对值)180%120%60%40%

模具成本(相对值)1.00.81.52.0

冷却时间缩短40-50%30%无优势无优势

七、使用指南

1. 设计建议

适合壁厚比≥1:10的薄壁模具

建议模温控制40-80℃范围

顶出系统需特殊表面处理

大型模具建议采用模组化设计

2. 应用限制

不适用于含玻纤>40%的塑料

避免长期在>250℃环境使用

不适合超高压力(>2000bar)成型

需避免与铜合金直接接触

3. 维护规范

每5万模次需进行尺寸校验

推荐使用pH7-8.5的冷却液

存储湿度应控制在40-60%RH

抛光后建议进行钝化处理

ALUMEC99通过材料纯度和微观组织的精确控制，在精密光学模具、微型零件成型等领域展现出不可替代的优势，特别适合对成型精度和表面质量要求严苛的高端应用场景。