塑料模具设计前的材料选用4大核心原则
来源: 大银 发布日期 2025-10-15 15:41:28
塑料模具需在“温度波动、塑料摩擦、腐蚀气体侵蚀”的苛刻环境下工作,成型零件的材料直接决定模具寿命与塑件质量(如外观、尺寸精度)。因此
塑料模具设计前需围绕“加工可行性、性能适配性、成本平衡”制定材料选用原则,具体结合模具用途与塑料类型展开:
1.机械加工性能:优先“易切削+低硬化”,适配不同模具规模
模具材料需便于铣削、电火花(EDM)、磨削等加工,尤其保证高精度成型零件的加工效率:
核心要求:切削阻力小、加工后尺寸精度稳定,电火花加工后烧伤硬化层薄(≤0.1mm),避免后续抛光困难;
场景化推荐:
大型模具(如家电外壳模):选45#中碳钢、40Cr中碳合金钢,易切削且成本低,适合型腔体积大、加工量多的场景,单次切削深度可达5-8mm;
中小型精密模具(如3C接插件模):选P20预硬钢(硬度28-32HRC),电火花加工后硬化层薄,无需二次热处理即可加工,缩短模具制作周期。
2.抛光性能:追求“均匀致密+低杂质”,满足外观件需求
成型零件表面需抛光至对应粗糙度(如透明件需Ra<0.05μm镜面),材料显微组织是关键:
核心要求:钢材晶粒均匀、无疏松、杂质(如硫化物、氧化物)含量≤0.02%,硬度控制在38-42HRC(过硬则抛光难度骤增,过软易产生划痕);
场景化推荐:
镜面模具(如PC透明视窗、PET化妆品瓶模):选S136不锈钢(含铬13%),抛光后可达Ra<0.01μm,且表面无针孔、麻点;
普通外观件模具(如ABS家电面板):选718H预硬钢,抛光至Ra<0.1μm即可,成本比S136低30%,兼顾外观与经济性。
3.耐磨性与抗疲劳性:适配“批量+塑料类型”,延长模具寿命
型腔需承受高压塑料熔体(10-150MPa)冲刷与冷热交替应力(温差可达200℃),材料需耐磨损、抗开裂:
核心要求:常温硬度≥45HRC,冲击韧性≥20J/cm²,长期使用后型腔尺寸偏差≤0.01mm;
场景化推荐:
高批量模具(≥30万模次,如日用品模):选H13热作模具钢(淬火后硬度50-54HRC),抗冷热疲劳性强,适合PP、PE等高频次注塑;
纤维增强塑料模具(如玻纤PP汽车件模):选STAVAXESR(S136改良版),表面硬度高且耐磨损,避免玻纤对型腔的刮擦损耗。
4.耐腐蚀性:针对“特殊塑料”,防化学侵蚀
当注塑PVC(含氯)、阻燃塑料(含溴化物)时,高温下会释放腐蚀性气体,材料需抗化学腐蚀:
核心要求:耐氯离子、溴离子侵蚀,长期使用无锈蚀、麻点;
场景化推荐:
PVC制品模具(如水管、线槽模):选S136不锈钢或哈氏合金,表面形成钝化膜,抵御氯气体侵蚀;
阻燃塑料模具(如ABS阻燃家电壳模):选NAK80预硬钢(含镍元素),抗溴化物腐蚀,同时保持良好抛光性能。
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