PRODAX89 模具铝专业解析

一、材料概述

PRODAX89 是一款高性能模具专用铝合金，专为精密注塑、压铸和复合材料成型设计。该材料由欧洲高端铝合金制造商研发，在高强度、高导热性和优异耐磨性方面表现卓越，特别适用于长寿命、高精度模具需求。

PRODAX89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

PRODAX89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

PRODAX89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。

二、核心特性

1. 机械性能（T6状态）

指标数值对比材料（参考）

抗拉强度 (Rm)480-520 MPa高于7075 (540 MPa)

屈服强度 (Rp0.2)420-460 MPa接近模具钢 (P20: ~450 MPa)

延伸率 (A5)10-12%优于大多数模具铝

硬度 (HB)160-180接近H13模具钢 (~180 HB)

弹性模量 (E)72 GPa与QC-10相当

2. 热性能

指标数值优势分析

导热系数180-190 W/(m·K)优于H13钢 (24 W/(m·K))

热膨胀系数22.5×10⁻⁶/°C接近钢材，减少热变形

耐热性持续300°C（短期350°C）适合高温成型模具

3. 关键物理特性

密度：2.81 g/cm³（比钢轻65%）

电导率：38% IACS（优于模具钢）

无磁性：适合电子行业精密模具

三、化学成分（典型值）

元素含量（%）作用

Cu4.2-5.0高温强度提升

Mg1.5-2.0强化+抗应力腐蚀

Si0.8-1.2改善流动性和热稳定性

Fe≤0.25严格控制杂质

Mn0.6-1.0细化晶粒，提高韧性

Zn≤0.15避免应力腐蚀

Ti0.1-0.2晶粒细化

Al余量基体

四、典型应用领域

1. 高端模具制造

精密注塑模：光学透镜、医疗部件（高表面光洁度需求）

压铸模镶块：铝合金/镁合金压铸（耐熔融金属侵蚀）

复合材料成型模：碳纤维预浸料热压罐模具

2. 工业装备

高负荷机械结构件：注塑机模板、冲压机导向柱

半导体设备：晶圆承载盘、真空腔体（无磁需求）

3. 特殊场景

军工模具：轻量化武器部件成型

超精密模具：微米级公差要求的电子连接器模具

五、加工与热处理

1. 机加工指南

推荐刀具：

粗加工：金刚石涂层硬质合金刀具

精加工：PCD（聚晶金刚石）刀具

参数建议：

切削速度：200-300 m/min（精加工可至500 m/min）

进给量：0.1-0.3 mm/齿（精加工≤0.05 mm/齿）

2. 热处理工艺

工艺参数效果

固溶处理535°C × 3h + 水淬最大化溶解强化相

峰值时效（T6）175°C × 12h最佳强度/韧性平衡

过时效（T7）200°C × 6h提高尺寸稳定性

3. 焊接与修复

焊接性评级：中等（需预热至150°C）

推荐焊丝：ER4047（含Si12%，抗裂性好）

焊后处理：300°C × 2h 去应力退火

六、表面处理方案

工艺技术参数适用场景

微弧氧化膜厚50-100μm，硬度≥1500 HV高耐磨压铸模

CrN PVD涂层厚度3-5μm，摩擦系数0.15塑料脱模困难场合

镍-磷化学镀厚度20-30μm，硬度600-700 HV防腐+导电需求

七、市场定位与竞品对比

特性PRODAX89QC-10H13模具钢

强度★★★★★★★★★☆★★★★★

导热性★★★★★★★★★☆★★☆☆☆

机加工性★★★★☆★★★★★★★☆☆☆

成本高中高低

适用寿命50万次+30万次100万次+

核心优势

✔ 钢级强度+铝的导热性：解决传统模具钢散热难题

✔ 超精密加工可行性：镜面抛光可达Ra 0.01μm

✔ 抗热疲劳性能：比普通模具铝寿命提升3-5倍

八、使用与维护建议

新模具磨合期：前1000次成型需用25%低负荷运行

冷却系统设计：建议模温机控温±1°C以发挥材料优势

腐蚀防护：长期停机时涂抹Teflon基防锈剂

PRODAX89代表了当前模具铝材料的顶级性能水平，尤其适合替代部分模具钢场景，在轻量化、高导热、长寿命需求中具有不可替代的价值。