PRODAX模具铝板材深度解析

PRODAX是日本神户制钢所(Kobe Steel)开发的高性能模具铝合金系列，专为精密模具和工业应用设计。以下是其关键特性与用途的全面分析：

PRODAX化学成分

铝(Al) 余量

铬(Cr)≤0.04

锆(Zr)0.08～0.15

锌(Zn)5.7～6.7

硅(Si)≤0.12

铁(Fe)0.000～0.150

锰(Mn)≤0.10

镁(Mg)1.9～2.6，

钛(Ti)≤0.06

铜(Cu)2.0～2.6

PRODAX铝棒力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥530

伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥400

伸长率 δ10 (%)：≥5

弹性模量：72GPa，

热膨胀系数23.5

熔点范围490-630

电导率41

电阻率0.0415

退火温度415，

固溶温度475，

时效温度125-175

斯录注 ：管材室温纵向力学性能

试样尺寸：所有

2. 核心性能优势

2.1 力学性能（PRODAX 5-T6为例）

性能指标数值对比基准（P20钢）

抗拉强度550-600 MPa900 MPa

屈服强度480-520 MPa750 MPa

弹性模量72 GPa210 GPa

比强度200 kN·m/kg115 kN·m/kg

2.2 特殊性能

热疲劳性能：

在150℃冷热循环测试中，裂纹萌生寿命比H13钢高3倍

热膨胀系数匹配塑料（23.5×10⁻⁶/℃ vs ABS塑料22×10⁻⁶/℃）

加工友好性：

铣削功耗比7075铝低15%（硬度HRC 22-25）

电火花加工表面粗糙度可达Ra0.8μm（无需二次抛光）

3. 典型应用场景

3.1 注塑模具

薄壁精密件成型（手机外壳/光学透镜）

可抛光至镜面（#15000粒度）

导热系数160W/m·K（缩短冷却周期20%）

耐腐蚀需求场景：

医疗级PEEK材料成型

表面化学镀镍后耐酸碱性能提升5倍

3.2 压铸辅助部件

组件类型使用效果

模仁镶件寿命50万次（ADC12铝合金压铸）

冷却水管抗热震性优于铜合金

顶针导轨摩擦系数0.18（自润滑处理）

4. 加工与表面处理指南

4.1 机加工参数

工序推荐参数刀具选择建议

高速铣削VC=800m/min，ap=0.3mm金刚石涂层立铣刀

深孔钻啄钻频率300次/min内冷硬质合金钻头

线切割脉宽3μs，电流6A黄铜电极丝+去离子水

4.2 表面强化方案

复合处理工艺：

微弧氧化（基底50μm）

类金刚石碳镀（DLC，2-3μm）→ 表面硬度达3000HV

特殊纹理蚀刻：

可实现0.1-10μm级别的皮纹转印

比钢模节省蚀刻时间40%

5. 与竞争材料对比

特性PRODAX 5AlZn5.5MgCuNAK80(预硬钢)

模具寿命（万模次）25-3015-2050+

加工工时（相对值）1.0x1.2x2.5x

热平衡时间12秒18秒30秒

修复焊接性★★★★☆★★★★★★

6. 使用经济性分析

综合成本优势：

材料成本：比钢模低40%

能耗节省：轻量化减少注塑机负载15%

循环周期：每模节省3-5秒（年产能提升8-12%）

典型案例：

汽车门板模具：采用PRODAX 5后总成本降低28万USD（5年周期）

技术总结

PRODAX系列通过成分梯度设计和多级时效工艺，实现了： ✔ 强度-导热性平衡（适合快速换模产线） ✔ 超精密加工潜力（光学元件模具Ra<0.05μm） ✔ 全生命周期成本优势（尤其适合5000-50万件的中批量生产）