
A69圆棒模具铝:超精密模具解决方案
1. 材料核心定位
A69是专门为超高精度光学模具和微细结构成型开发的特种铝合金,具有目前商用铝合金中最优异的抛光性+尺寸稳定性组合,由日本三菱材料(Mitsubishi Materials)主导研发。
A69化学成分:
铝 Al :余量
硅 Si :≤0.40
铜 Cu :≤0.10
镁 g:4.0~4.9
锌 Zn:≤0.25
锰 n: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
A69力学性能:
电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)
抗拉强度(25°C Pa)---472
屈服强度(25°C Pa)---325
硬度(500kg力10球)---120
延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10
剪应力(Pa)---285
注 :管材室温力学性能
试样尺寸:壁厚/ (所有)
状态:铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)
质量特征
密度:2.90g/c3。
剪切强度:合金(裸)和包铝合金,O状态:152Pa(22ksi);合金(裸)T6,T7451状态:331Pa(48ksi);包铝合金T6,T7451状态:317Pa(46ksi)。
硬度:O状态:60HB;T6,T7451状态:150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。
泊松比:0.33。
3. 不可替代的应用场景
3.1 光学领域
AR波导模组:
▸ 纳米级光栅结构(3000线/mm)
▸ 全反射面粗糙度<1nm RMS
晶圆级镜头:
▸ 8英寸硅片复刻模
▸ 复形精度<50nm PV
3.2 生物医疗
人工晶体模具:
▸ 非球面曲率误差<λ/10
▸ 0.1μm级表面无瑕疵
微流控芯片模:
▸ 20μm微通道直角精度89.9±0.1°
▸ 抗生物腐蚀等级ISO 10993-15
3.3 消费电子
屏下摄像头导光件:
▸ 0.3mm超薄蜂窝结构成型
▸ 透光率一致性>99.5%
4. 材料加工圣经
4.1 超精密加工窗口
工艺关键参数达成效果
超精铣削0.02mm球刀 @ 50,000 RPM纳米切削力<0.1N
离子束抛光Ar+ @ 1keV, 45°入射角亚埃级表面修正
冷冻加工-196°C液氮环境抑制积屑瘤形成
4.2 独家热处理工艺
梯度时效:
80℃×4h → 120℃×12h → 160℃×6h(控制析出相分布)
磁场退火:
5T强磁场中缓冷(消除90%残余应力)
4.3 表面终极方案
原子层沉积(ALD):
200周期Al₂O₃/TiO₂超晶格镀膜(硬度HV2800)
量子点注入:
硒化镉量子点嵌入表面(防静电+自清洁)
5. 改变行业的案例
5.1 光刻机部件
ASML光学定位模组:
▸ 热变形<0.3nm/K
▸ 振动衰减系数Q>10⁶
5.2 国防应用
导弹红外透镜模:
▸ 中波红外透过率>98%
▸ 经受20g振动试验
5.3 奢侈品工艺
蓝宝石表镜压制模:
▸ 莫氏硬度9级材料成型
▸ 5000次循环无磨损