PRODAX铝合金的电子显微分析与相组成表征

　　PRODAX铝合金深度解析

　　PRODAX（Progressive Die Alloy X）是高耐磨、高导热铝合金，专为精密模具、压铸工具、工业耐磨部件设计。其核心特点是高硬度、高导热性、优异的抗热疲劳性能，常用于替代传统模具钢（如H13、P20）。

　　PRODAX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%

　　PRODAX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。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。PRODAX用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用PRODAX;适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　规格：厚度：0.08-4.0 ; 宽度：8.0-600

　　2. 核心性能（T6热处理态）

　　（1）力学性能

　　参数典型值对比参考（H13钢）

　　抗拉强度 (UTS)350-400 MPa1500-1800 MPa

　　屈服强度 (YS)280-320 MPa1200-1400 MPa

　　硬度 (HB)150-180 HB45-55 HRC

　　热导率 (W/m·K)160-18024-28

　　热膨胀系数 (10⁻⁶/℃)19-2111-13

　　关键优势：

　　✅ 导热率是H13钢的6倍 → 模具冷却效率极大提升

　　✅ 重量仅为钢的1/3 → 减少设备负载，提高生产节奏

　　✅ 抗热疲劳性能优异 → 延长模具寿命2-3倍

　　（2）耐磨与热稳定性

　　干摩擦系数：0.25-0.35（接近铸铁，优于普通铝合金）

　　高工作温度：400℃（短期450℃不软化）

　　热疲劳测试（1000次冷热循环）：无宏观裂纹（ASTM E606）

　　3. 典型应用场景

　　（1）精密模具

　　塑料注塑模：

　　适用材料：PC/ABS、玻纤增强尼龙

　　案例：某汽车灯罩模寿命从30万次→80万次

　　压铸模模芯：

　　替代H13钢，冷却时间减少40%

　　（2）工业耐磨部件

　　轴承衬套（无油润滑环境）

　　输送机导轨（替代铜基合金，成本降低50%）

　　食品机械模板（耐腐蚀+易清洁）

　　（3）高端散热结构

　　LED封装基板（均温性优于纯铜）

　　5G基站壳体（轻量化+电磁屏蔽）

　　4. 关键加工技术

　　（1）热处理工艺（T6推荐）

　　固溶处理：510℃×4h → 水淬

　　人工时效：175℃×8h

　　效果：硬度提升至180HB，同时保持韧性

　　（2）机加工指南

　　车/铣：金刚石涂层刀具（Vc=150-250m/min）

　　磨削：金刚石砂轮（避免Si颗粒划伤）

　　EDM加工：需高脉冲频率（减少白层）

　　（3）表面处理方案

　　工艺效果适用场景

　　硬质阳极氧化表面硬度HV800-1000高耐磨模具（如玻纤注塑）

　　化学镀Ni-P耐腐蚀+减摩食品/化工设备

　　激光熔覆局部强化（WC-Co涂层）压铸模冲头

　　5. 与竞品材料对比

　　指标PRODAXH13钢AlSi9Cu3铜合金C17200

　　密度 (g/cm³)2.757.852.688.96

　　导热率 (W/m·K)17025130120

　　模具寿命（压铸）50-80万次30-50万次20-30万次10-15万次

　　成本 (元/kg)¥100-150¥50-80¥60-90¥300-400

　　选材逻辑：

　　替代钢模：当冷却效率是关键瓶颈时

　　替代铜合金：需要轻量化+同等导热性能

　　6. 创新应用方向

　　3D打印随形冷却模具：

　　配合LPBF工艺，冷却通道可自由优化

　　案例：某医疗部件注塑周期缩短35%

　　新能源汽车电池箱体：

　　集成散热鳍片（减重30% vs. 钢方案）

　　半导体封装夹具：

　　高导热+低热膨胀，减少芯片热应力

　　7. 局限性及应对措施

　　局限性：

　　强度低于工具钢（不适用于超高载荷冲压）

　　焊接需特殊工艺（推荐摩擦焊）

　　解决方案：

　　高载荷部位：采用钢铝复合结构（如模架用钢，模芯用PRODAX）

　　焊接：使用4047焊丝+250℃预热

　　总结

　　PRODAX是以耐磨和导热为核心优势的模具铝合金，核心价值在于：

　　✅ 6倍于钢的导热率 → 生产效率革命性提升

　　✅ 50万次+模具寿命 → 综合成本低于传统方案

　　✅ 机加工友好 → 适合复杂精密结构