进阶篇：3.1.2.5）DFM-注塑模具钢材选择；

本章目的：了解常用的注塑模具钢材牌号

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。

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。