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注塑模具6种常用钢材

2025-06-04

注塑模具开模,钢材的选择不仅影响模具的使用寿命,也会影响开模的成本。有些特性塑料产品,可能还需要用到特定的材料。因为,开注塑模具,材料的选择尤为重要。以下是几种常用模具材料的特性、适用产品等介绍。

常用的模具钢材有哪些?

一、P20钢。

P20钢是一种预硬化模具钢,国内牌号为3Cr2Mo,广泛用于制造中低复杂度、中小批量的注塑模具。

核心特性

1、预硬状态

出厂时已进行调质处理,预硬至30-35 HRC,可直接加工,无需二次热处理。均匀的硬度分布,适合高精度加工。

2、加工性能

切削性良好,适合CNC铣削、电火花加工(EDM)等。抛光性中等,可达#2000-#4000目。

3、耐磨性与韧性

耐磨性中等,适合普通工程塑料。韧性较好,可承受中小型模具的冲击载荷。

4、耐腐蚀性

耐腐蚀性一般,长期接触腐蚀性塑料(如PVC、阻燃材料)易生锈,需表面镀铬或氮化处理。

适用场景

1、塑料类型

适合用于制造普通工程塑料产品的模具,如ABS、PP、PE、PS、PC等。不适用含玻纤增强塑料(易磨损模具)、高腐蚀性塑料(如PVC需表面处理)。

2、产品类型

适用生产对镜面光泽要求不高或需简单纹理的产品,如日用品(瓶盖、玩具外壳等)、家电部件、汽车内饰件等。

3、产品产量

P20钢制造的注塑模具,寿命在10万-30万模左右,在这个范围内,产量高低由模具型腔的腔数、使用及保养情况来决定。

注意事项

1、避免用于含氯、氟等腐蚀性成分的塑料,除非进行表面处理。

2、长期存放时需涂防锈油,防止环境潮湿导致锈蚀。

3、复杂模具可局部镶件(如型腔用P20,型芯用更高硬度钢材)。

二、718H钢

718H钢对应是P20钢的改良升级版,国产牌号为3Cr2NiMo,属于预硬化模具钢,通过添加镍(Ni)元素优化了纯净度、均匀性和综合性能,适合制造高精度、长寿命的中大型注塑模具。

核心特性

1、预硬状态

出厂硬度为35-40 HRC,硬度分布更均匀,抗变形能力更强可直接加工,避免热处理引起的尺寸波动。

2、加工性能

切削性优异,适合复杂结构的CNC加工和电火花加工(EDM)。抛光性优于P20,可达#6000-#8000目,接近NAK80的镜面效果。

3、耐磨性与韧性

耐磨性显著提升,适合含玻纤、矿物质填充的工程塑料。高韧性,抗疲劳性能好,适合多腔模或大型模具。

4、耐腐蚀性

优于P20,但弱于不锈钢(如S136),长期接触腐蚀性塑料仍需表面处理(如镀铬)。

适用场景

1、塑料类型

适用于高要求工程塑料产品,如PA(尼龙)+玻纤(GF)、PBT、PC/ABS、POM等增强塑料。透明塑料,如PC、PMMA(亚克力)等,需较高表面光洁度的产品。

2、产品类型

精密电子部件(如连接器、外壳)、汽车功能件(灯罩、仪表盘)、家电高光面板等。含复杂结构或薄壁的模具(抗疲劳性好)。

3、产品产量

使用寿命为30-50万模,寿命比P20延长约30%。

注意事项

1、含玻纤塑料的模具建议定期检查型腔磨损,及时抛光修复。

2、避免长期暴露在潮湿环境中,存放时需涂防锈油。

3、对于高透明塑料(如光学级PC),建议结合模温控制(50-80℃)以优化表面质量。

三、NAK80钢

NAK80钢是一种预硬化镜面模具钢,专为高光泽度、高精度注塑模具设计。其核心优势在于无需热处理即可达到高硬度,且抛光性能极佳,是制造透明件、高光表面产品的首选材料。

核心特性

1、预硬状态

出厂硬度为40-42 HRC,可直接加工,避免热处理变形。硬度均匀性优异,适合复杂精密模具。

2、镜面抛光性

抛光可达#10000-#15000目,为行业顶尖水平,表面粗糙度(Ra)≤0.01 μm,适合光学级透明件(如透镜、导光板)或高光泽外观件(如汽车镀铬饰条)。

3、耐磨性与耐蚀性

耐磨性优于P20和718H,但弱于S136不锈钢。耐腐蚀性中等,长期接触腐蚀性塑料需表面处理(如镀镍)。

4、加工性能

切削性良好,但硬度较高,需使用硬质合金刀具。电火花加工(EDM)后表面易形成硬化层,需精细抛光。

适用场景

1、塑料类型

适用于高透明/高光泽塑料产品,如PC、PMMA(亚克力)、COP、透明ABS等。不适用含腐蚀性成分塑料(如PVC、阻燃剂)。

2、产品类型

光学元件(相机镜头、导光板)、化妆品包装(瓶盖、粉盒)、汽车高光格栅/内饰件。需复杂表面纹理(咬花、仿皮革纹)的模具。

3、产品产量

模具的使用寿命为50万-100万模左右,适用于大批量生产的产品。

注意事项

1、避免使用含硫、氯的脱模剂,以防腐蚀模具表面。

2、长期存放时需涂防锈油,尤其在高湿度环境中。

3、透明塑料注塑时,模温建议控制在 80-120℃,以减少熔接线并提升光泽度。

四、H13钢

H13钢是一种热作模具钢,国内牌号为4Cr5MoSiV1,专为高温工作环境设计,其核心优势在于优异的耐热性和抗热疲劳性,适合长时间承受高温循环应力的模具。

核心特性

1、硬度与韧性

热处理后硬度可达到48-52 HRC(淬火+回火)。高韧性,抗冲击性能优于普通工具钢,适合高应力模具结构。

2、耐高温性能

抗热疲劳性好,可长期在 500-600℃ 下工作,短期耐受高达 650℃,在冷热交替工况下不易开裂,适合快速循环生产,如热流道模具。

3、耐磨性与耐蚀性

耐磨性中等,可通过表面处理(如氮化)提升。耐腐蚀性一般,长期接触腐蚀性介质需镀铬。

4、加工性能

退火状态下硬度约 180-220 HB,易于切削加工。淬火后需精密加工时,推荐使用电火花(EDM)或磨削工艺。

适用场景

1、塑料类型

适用于高温工程塑料产品,如PEEK、PEI、LCP(液晶聚合物)、PPS等,以及含玻纤增强塑料产品,如PA+GF、PBT+GF(需高耐磨性型腔)。

2、产品类型

厚壁或快速循环生产的产品,如汽车发动机罩、电池壳体、家电外壳(如微波炉框架),需快速脱模。高尺寸精度要求的工程件,如电子接插件、5G天线罩(LCP材料),医疗器械(如外科工具手柄,PEEK材料)。

3、生产规模

适用于百万模次以上的长寿命需求,尤其在高温高压工况下。

五、S136钢

S136钢是一种高铬不锈钢模具钢,国内牌号为4Cr13,以卓越的耐腐蚀性和优异抛光性著称,专为高洁净度、高光泽度及腐蚀性塑料的注塑模具设计,尤其适合医疗、食品包装等严苛场景。

核心特性

1、硬度与耐磨性

热处理后硬度可达48-52 HRC(淬火+回火)。耐磨性中等,可通过氮化或PVD涂层提升(如接触玻纤增强塑料)。

2、耐腐蚀性

高铬含量(13.6%)赋予其极强耐腐蚀性,可长期接触PVC、阻燃剂、酸性塑料等腐蚀性介质。抗锈能力远超普通模具钢(如P20、718H),潮湿环境下无需额外镀层。

3、抛光性

抛光可达 #8000-#12000目,表面粗糙度(Ra)≤0.015 μm,接近NAK80的镜面效果。适合透明塑料(如PC、PMMA)和医疗级高洁净产品。

4、加工性能

退火状态硬度约 215-235 HB,切削性良好,但需避免粘刀。电火花加工(EDM)后需精细抛光以去除白层。

适用场景

1、塑料类型

腐蚀性塑料产品,如PVC、含卤素阻燃材料(如V0级ABS)、生物降解塑料(含酸性成分)。高透明/医疗级塑料品,如PC、PMMA、医疗级PP、PE(如注射器、药瓶)。

2、产品类型

医疗器械(手术器械、透析部件)、食品容器(瓶盖、保鲜盒)、光学透镜、手机镜片、化妆品包装(需镜面抛光)。

3、产品产量

模具寿命50万~100万模次以上,尤其在腐蚀性环境中寿命远超普通钢。

注意事项

1、医疗模具专用机台加工,防止油污或铁屑残留,避免交叉污染。

2、长期存放仍需涂防锈油,尤其在海滨或高湿环境中。

六、2344钢

2344钢是一种 铬钼钒合金热作模具钢,特性与H13钢相近,专为高温高压工况设计,具备优异的抗热疲劳性,适合频繁冷热循环的严苛生产环境。

核心特性

1、硬度与韧性

热处理后硬度48-52 HRC(淬火+回火),兼顾高硬度和抗冲击韧性,适合复杂模具结构(如薄壁深腔),减少应力开裂风险。

2、高温性能

可长期在 500-600℃ 下工作,短期耐受 650℃。抗热疲劳性优异,在冷热交替工况下(如压铸模)抗开裂能力突出,寿命显著延长。

3、耐磨性与耐蚀性

耐磨性中等,可通过氮化或涂层(如PVD)提升。耐腐蚀性一般,接触腐蚀性塑料需表面镀铬。

4、加工性能

退火状态硬度180-220 HB,易于切削、铣削和电火花加工(EDM)。淬火后需精密加工时,推荐磨削或线切割工艺。

适用场景

1、塑料类型

高温工程塑料,如PEEK、PEI、LCP、PPS(加工温度>300℃)。含玻纤增强塑料,如PA66+GF、PBT+GF(需高耐磨型腔)。

2、产品类型

汽车零部件(如汽车仪表板、门板、中控台、汽车保险杠、后视镜外壳)、电子产品外壳(如手机外壳、电脑外壳)、日用品(如一次性餐盒、收纳箱)等等

3、产品产量

适用于100万模次以上的长寿命需求。

注意事项

每5万-10万模次检查型腔表面,及时修复微裂纹或磨损。

以上这几种模具钢材,基本上已经可以满足大部分塑料产品的开模需求了。


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