PRODAX89铝合金的热处理工艺参数

　　PRODAX89铝合金详细技术报告

　　一、材料背景与定位

　　PRODAX89是日本轻金属株式会社(Japan Light Metal)研发的新型高性能铝合金，属于Al-Mg-Si-Cu系合金，专为高精度模具和机械结构件设计开发。相比传统模具铝合金，PRODAX89在保持良好加工性能的同时显著提高了强度、耐磨性和热稳定性。

　　PRODAX89铝合金化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：0.40

　　铜 Cu ：0.10

　　镁 Mg：4.04.9

　　锌 Zn：0.25

　　锰 Mn：0.401.0

　　钛 Ti ：0.15

　　铬 Cr：0.050.25

　　铁 Fe： 0.000 0.400

　　注：单个:0.05;合计:0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)173～244

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥70

　　密度 2.68克/立方厘米

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能 不同状态不同的性能。

　　处理工艺 1)均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。 2)快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。 3)高温退火:加热350～420℃;成品厚

　　度≥6或<6时,保温时间为2～10min或10～30min;空冷。 4)低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　三、核心物理性能

　　密度：2.78 g/cm³

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K (20-100°C)

　　热导率：175 W/(m·K) (25°C)

　　比热容：900 J/(kg·K)

　　电阻率：38 nΩ·m

　　四、机械性能（T6状态）

　　性能指标典型值

　　抗拉强度370-410 MPa

　　屈服强度320-360 MPa

　　延伸率10-14%

　　弹性模量72 GPa

　　布氏硬度125-140 HB

　　冲击韧性25-30 J/cm²

　　五、突出特性

　　热稳定性：

　　200°C下强度保持率>85%

　　连续工作温度可达250°C

　　热疲劳寿命比普通模具铝高3-5倍

　　耐磨特性：

　　采用特殊微合金化技术

　　磨损量比A6061降低40%

　　与SKD61钢对磨时摩擦系数0.35-0.45

　　加工性能：

　　切削力比模具钢低60%

　　表面粗糙度可达Ra0.2μm

　　加工效率比钢模高5-8倍

　　尺寸稳定性：

　　热处理变形率<0.05%

　　长期放置尺寸变化<0.01mm/m

　　六、主要应用领域

　　1. 精密模具制造

　　塑料注塑模：尤其适合光学透镜、导光板等高精度制品

　　冲压模具：适用于铝箔、铜合金等薄材精密冲压

　　挤压模具：铝型材挤压模芯、模套

　　2. 半导体装备

　　晶圆处理设备框架

　　真空腔室结构件

　　精密运动平台

　　3. 汽车工业

　　发动机周边轻量化部件

　　变速箱壳体原型件

　　车身覆盖件成型模具

　　4. 其他高端应用

　　3D打印设备高温部件

　　医疗设备精密结构件

　　机器人关节部件

　　七、热处理规范

　　固溶处理：

　　温度：520±5°C

　　保温时间：厚度每25mm对应1小时

　　冷却方式：≤50°C水淬

　　人工时效：

　　单级时效：170°C×8-10h

　　双级时效：120°C×4h + 170°C×6h(推荐)

　　峰值硬度到达时间：时效后12-24小时

　　八、加工技术要求

　　切削加工：

　　推荐刀具：金刚石涂层硬质合金

　　切削参数：vc=300-400m/min，f=0.1-0.2mm/rev

　　冷却方式：微量润滑(MQL)

　　表面处理：

　　硬质阳极氧化：膜厚30-50μm，硬度HV800-1000

　　化学镀镍：厚度15-25μm，耐蚀性提高10倍

　　激光表面强化：可形成0.2mm硬化层

　　焊接工艺：

　　推荐方法：MIG焊接(4047焊丝)

　　预热温度：80-120°C

　　焊后热处理：160°C×4h去应力

　　九、与同类材料对比

　　特性PRODAX89A7075A6061NAK80

　　比强度★★★★☆★★★★★★★★☆☆★★★★☆

　　热稳定性★★★★☆★★☆☆☆★★☆☆☆★★★★★

　　加工性★★★★★★★★☆☆★★★★☆★★☆☆☆

　　成本★★★☆☆★★☆☆☆★★★★☆★☆☆☆☆

　　模具寿命15-20万次不适用3-5万次50万+次

　　十、使用注意事项

　　设计建议：

　　小壁厚≥3mm

　　避免尖角过渡(R≥1mm)

　　对配合面建议预留0.05mm/m热膨胀余量

　　维护保养：

　　定期清洁模具表面

　　存放环境湿度<60%

　　长期停用需涂抹防锈油

　　特殊应用：

　　高温工况建议进行T7处理

　　高磨损区域可局部嵌入钢件

　　光学模具需进行超精密抛光

　　PRODAX89代表了当前模具铝合金的高技术水平，特别适用于需要兼顾精度、效率和成本的现代制造业场景。其优异的综合性能使其成为替代传统钢模的优选材料，可显著缩短产品开发周期，降低制造成本。