注塑成形工艺及专用模具钢选型指南

一、 注塑成形工艺对模具钢的核心性能要求

1. 高抛光性

   型腔需抛光至镜面级（Ra0.01~0.05μm），确保制品表面光滑无瑕疵，尤其适用于透明件（如 PET、PMMA 制品）、高光外观件（如汽车内饰件）。要求模具钢纯净度高，无杂质、气孔、碳化物偏析等缺陷。

2. 高耐腐蚀性

   当注塑材料含氯（如 PVC）、氟或添加剂（如阻燃剂）时，熔融塑料会释放腐蚀性气体，易导致模具型腔锈蚀；医疗、食品级制品还需模具钢耐清洗消毒（如酒精、高温蒸汽）。因此模具钢需具备优异的耐蚀性，避免型腔生锈影响制品质量。

3. 耐磨损性

   加纤塑料（如玻纤增强 PA、PBT）的熔体在高压注射时，会对型腔表面产生强烈的磨粒磨损；高频次开合模也会加剧模具分型面、型芯的磨损。要求模具钢含有均匀分布的硬质相，提升抗磨损能力，延长模具寿命。

4. 抗开裂性

   模具在反复的加热（接触 200~300℃熔体）与冷却（冷却水 15~25℃）过程中，会产生交变热应力，易引发型腔表面龟裂（热疲劳裂纹）；高压注射也会导致模具局部应力集中。要求模具钢具备良好的韧性与抗热疲劳性能，避免开裂失效。

5. 高导热性

   良好的导热性可快速将塑料熔体的热量传导至冷却水，缩短制品冷却定型时间，提升生产效率；同时避免模具局部过热导致的制品变形、粘模等问题。

二、 注塑成形专用模具钢分类及选型方案

重点型号性能优势解析

1. 维斯特 WSTPM（高耐磨粉末钢）

• 硬度可达 HRC60，碳化物超细均匀分布，抗加纤塑料磨损能力是传统 P20 钢的 3~5 倍；

• 抗热疲劳性能优异，在冷热循环工况下不易产生龟裂，适合千万次级高频量产模具。

2. 维斯特 WSTPM 耐蚀版（耐蚀镜面钢）

• 纯净度高，杂质含量＜0.001%，可抛光至 Ra0.01μm 镜面效果；

• 添加铬、钼等合金元素，耐腐蚀性优于普通 S136 钢，适配 PVC、医疗级制品注塑。

3. 维斯特 SDH9 改良型（通用粉末钢）

• 硬度 HRC62~66，兼顾耐磨性与韧性，加工成本低于超硬粉末钢；

• 导热性优于传统高速钢，可缩短冷却时间 10%~15%，提升生产效率。

三、 注塑模具钢的应用优化要点

1.  模具钢的热处理与表面强化

• 热处理工艺：粉末钢需采用真空淬火 + 深冷处理 + 多次回火，消除残余应力，提升硬度均匀性与尺寸稳定性；耐蚀钢需进行固溶处理，增强抗腐蚀能力。

• 表面涂层：对型腔进行DLC 类金刚石涂层或TiN 涂层，可提升耐磨性与脱模性，同时增强耐腐蚀性，尤其适合加纤塑料与腐蚀性材料注塑。

2.  模具冷却系统设计

• 针对高导热性模具钢，设计螺旋式或迷宫式冷却水路，水路间距控制在 15~20mm，确保型腔冷却均匀；

• 对于复杂型芯，采用镶件式结构，选用高导热模具钢制作型芯，提升冷却效率。

3.  工艺参数匹配

• 注射压力需根据模具钢强度调整，高硬度粉末钢模具可承受更高注射压力（＞150MPa），适配薄壁件高速注射；

• 模具温度控制：透明件注塑时，模具温度需提高至 60~80℃，选用高导热模具钢可避免局部过热导致的制品变形。

四、 维斯特粉末钢 vs 传统模具钢注塑应用对比