模具（jù）加工材料如何選擇？

模具加（jiā）工（gōng）材（cái）料的（de）選擇邏輯與（yǔ）應用指南

一、材料選擇的核心影響因素

1. 使用場景需（xū）求
1. 工況：溫（wēn）度（如（rú）壓鑄模（mó）具需耐 600℃以上高溫）、壓力（衝壓模具承受 200MPa 以上衝擊力）；
2. 產品特性（xìng）：塑料件透明度（需模具表麵（miàn）鏡麵（miàn）拋光）、金屬件厚（hòu）度（厚板衝壓需高耐磨性材料）。
2. 加（jiā）工工藝適配性

1. 切削性能（néng）：45# 鋼易切（qiē）削但（dàn）硬度（dù）低，適合簡單模具；硬質合金難加工但耐磨性極（jí）佳。

3. 成本與壽（shòu）命（mìng）平衡

1. 小批量生產：用低成本預硬鋼（如 P20）；大批量生產：選高壽命材料（如 S136），分（fèn）攤成本。

二、按模具類型（xíng）分（fèn）類的材料選擇

（1）塑料模具材料選擇

示例：生產透明奶茶杯模具時，需選 S136 鋼（gāng），因（yīn）其經淬火 + 拋光（guāng）後表麵粗（cū）糙度低，且耐奶茶酸性（xìng）腐蝕，避免模具生（shēng）鏽（xiù）影響產品透明度。

（2）衝壓模具材料選擇

注意：衝壓不鏽鋼板時，模具刃（rèn）口易（yì）磨損（sǔn），需用硬質合金（如 YG8）或（huò）塗層刀具（TiN 塗層提（tí）高耐磨性）。

（3）壓鑄模具材料選擇

案例：鋁合金壓鑄模具若選用普通 45# 鋼，會因 650℃熔融鋁（lǚ）液導致模（mó）具快速軟（ruǎn）化、粘模，而 H13 鋼經淬火 + 回火後（硬度 HRC48-52），可承受 10 萬次以上（shàng）熱循環。

（4）鍛（duàn）造模具材料選擇

• 典型材料：5CrNiMo、5CrMnMo
• 特性（xìng）：高溫強度高（耐 1100℃鍛造溫度），抗熱龜裂，適（shì）合碳鋼、合金鋼鍛造（如汽車齒輪、曲軸）。
• 工藝要點：模具需預熱至 200-300℃再使用，避（bì）免（miǎn）急冷急熱開（kāi）裂。

三、特殊場景的材料選擇技巧

1. 耐腐蝕模具

• 加工 PVC 塑料（含氯，高溫釋放 HCl 氣體）：選 S136 或 2316 不鏽鋼，表（biǎo）麵鍍鉻（厚度 5-10μm）防腐蝕。

2. 低摩擦模具

• 生產密封圈等橡膠件：模具材料用 SUS420J2，表麵 PVD 塗層（如 DLC 膜，摩擦係數（shù） < 0.1），防止橡膠粘模。

3. 快速換（huàn）模場景

• 用鋁合金（如 7075-T6），重量輕（密度 2.8g/cm³，僅為鋼的 1/3），適合自動化生產線（xiàn）快速切換模具。

四、材料選擇的錯誤案例與規避

• 錯誤 1：用 45# 鋼製作注塑透明件模具

• 後果（guǒ）：45# 鋼易生鏽，模具表麵產生鏽斑，導致塑（sù）料件出（chū）現麻點。
• 正確選擇（zé）：換用 S136 鋼並拋光（guāng）至鏡麵（Ra<0.05μm）。

• 錯誤 2：衝壓不鏽鋼板時用 Cr12 鋼模具

• 後果：Cr12 耐磨性不足，刃口（kǒu） 1000 次衝壓後即磨損，產（chǎn）品毛刺超（chāo）標。
• 正確選擇：換用（yòng） SKH-9 高速（sù）鋼或 YG10X 硬質合金，壽命可提升（shēng）至 10 萬（wàn）次以上。

五、材料性能對比與成本參考（以塑料模具為例）

六、材料選擇（zé）的流程建議

1. 明確產品生產批量、材料（如 PP 塑料 vs 不鏽（xiù）鋼（gāng）板）、精度要求（如 ±0.1mm vs ±0.01mm）；
2. 根據（jù）模具類型（注塑 / 衝壓 / 壓鑄）篩選候選材料；
3. 對比材料的硬度、耐磨性、耐熱性等關（guān）鍵性能；
4. 結合成本預算，選擇性價比最優方案（如小批量用 P20，大批量用（yòng） S136）；
5. 參考同行業（yè）案例（如汽車模具常（cháng）用 H13 鋼），降低試錯成本。