PRODAX铝合金航空航天领域的材料

　　PRODAX 铝合金（高导热模具专用铝）技术白皮书

　　PRODAX是专为高热流密度模具开发的特种铝合金系列，由日本Daido Steel公司研发，通过独特的冶金设计实现**热导率>180W/(m·K)**的同时保持HRC 22+的硬度，完美解决塑料/镁合金压铸模具的散热难题。

　　PRODAX化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　PRODAX力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　PRODAX热处理规范：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120in;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10in或10～30in;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　核心物理性能

　　参数PRODAX-5PRODAX-7单位

　　热导率(25℃)195185W/(m·K)

　　比热容900880J/(kg·K)

　　热扩散率85.378.6mm²/s

　　线膨胀系数(20-200℃)22.122.9×10⁻⁶/K

　　力学性能(T651状态)

　　硬度：HRB 85-88 (≈HRC 22-24)

　　抗拉强度：320-350MPa

　　屈服强度：280-310MPa

　　延伸率：12-15%

　　热疲劳寿命(ΔT=300℃)：>50,000次

　　2. 三大技术突破

　　(1) 晶界工程

　　通过B元素掺杂形成AlB₂弥散颗粒

　　使晶界热阻降低40%

　　晶界导热路径占比>65%

　　(2) 多尺度强化

　　纳米级Mg₂Si析出相(5-8nm)

　　亚微米级AlFeSi相(200-500nm)

　　稀土元素形成热稳定相

　　(3) 各向同性设计

　　三维织构系数≤1.05（常规铝材1.3-1.8），确保：

　　各方向热膨胀一致性

　　加工后残余应力<15MPa

　　镜面抛光无方向条纹

　　3. 典型应用案例

　　塑料注塑模具

　　LED透镜模：模温控制精度±0.3℃

　　薄壁包装模：冷却时间缩短30%

　　光学级模芯：实现Ra 0.01μm镜面

　　轻合金压铸

　　镁合金笔记本外壳模

　　5G基站壳体压铸模

　　新能源汽车电驱壳体

　　特殊制造

　　3D打印随形冷却模

　　半导体封装模具

　　人造革压花辊筒

　　4. 加工技术规范

　　热处理工艺

　　均质化：450℃×6h → 空冷

　　固溶处理：420℃×2h → 水淬(60℃/s)

　　时效处理：175℃×10h

　　精密加工参数

　　工序刀具切削速度进给量表面质量

　　粗铣金刚石涂层800m/min0.15mm/zRa 1.6μm

　　精铣PCD刀具1200m/min0.05mm/zRa 0.2μm

　　钻孔硬质合金60m/min0.08mm/rIT6级

　　5. 经济效益分析

　　与传统模具钢对比：

　　指标PRODAXH13钢铍铜合金

　　冷却效率★★★★★★★☆☆☆★★★★☆

　　加工耗时30%80%

　　维修成本20%150%

　　寿命周期50万次80万次25万次