PC 模具的材料选择

2026-02-24 09:56:04 塑料模具

PC(聚碳酸酯)凭借高硬度、优良韧性、良好透光性及耐热性,广泛应用于家电、汽车、光学、医疗器械等领域。但 PC 熔体黏度大、对模具冲刷力强,高温成型时还会释放微量腐蚀性气体,且透明 PC 制品对模具表面光洁度、尺寸精度要求极高。因此,PC 模具的材料选择,需重点围绕耐磨性、抛光性、耐腐蚀性、尺寸稳定性四大核心要求,结合产品规格、产量、成本等因素综合考量,直接决定模具使用寿命、产品外观品质及生产效率。

一、PC 模具选材核心要求

PC 模具选材的核心是适配其成型特性,兼顾产品需求与经济性,四大关键要求缺一不可:

高抛光性能:多数 PC 制品为透明或高光件,要求钢材纯净度高、无砂眼杂质,能抛光至镜面(通常 #6000 目以上),避免模具缺陷复制到产品上,导致雾影、麻点等问题。

良好耐磨性:PC 熔体黏度大,成型时注射压力高,对型腔冲刷力强,钢材需具备足够硬度与耐磨性,避免模具过早拉伤、失效。

一定耐腐蚀性:PC 高温分解产生的微量酸性气体会腐蚀普通钢材,尤其透明件模具,防锈性能直接影响产品透明度与光泽度。

尺寸稳定性:PC 制品收缩率低(0.5%-0.8%),要求钢材热处理变形小、硬度均匀,能长期保持模具精度,避免产品尺寸偏差。

良好加工性:优选预硬态或调质态钢材,减少二次热处理,降低加工难度与成本,同时避免热处理变形影响精度。

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二、PC 模具常用钢材推荐

(一)入门级:P20/718H(预硬型模具钢)

P20(国标 3Cr2Mo)、718H(P20 改良型,含镍量更高)是 PC 模具的入门选材,出厂硬度 HRC30-36,无需二次淬火。

适用场景:非透明、低外观要求、中小批量(10 万~30 万模次)的 PC 制品,如普通外壳、结构件、低端家电外壳。

优点:价格低廉、加工难度低、成型周期短,可快速完成模具制造,大幅降低前期投入。

缺点:抛光性能一般(最高 #4000 目),无法达到镜面效果;耐腐蚀性、耐磨性一般,长期生产易磨损、生锈,不适用于透明件或加玻纤 PC。

(二)中高端:NAK80(预硬镜面模具钢)

NAK80 是中高端 PC 模具的主流选择,预硬态硬度 HRC38-42,钢材纯净度高、组织均匀。

适用场景:高光外观件、半透明 PC 制品、中等批量(30 万~50 万模次),如车灯底座、开关面板、半透明防护罩。

优点:抛光性能优异,可轻松达到 #8000~#10000 目镜面;加工性能好,切削、放电、抛光顺畅;硬度均匀,尺寸稳定性佳,具备一定防锈能力。

缺点:价格高于 P20/718H;耐腐蚀性、耐磨性略逊于不锈钢,不适用于高透明光学件或加玻纤 PC。

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(三)高端透明件专用:S136/S136H(不锈钢镜面模具钢)

S136(淬火型)、S136H(预硬型)是高透明 PC 件的首选,属于马氏体不锈钢,耐腐蚀性、耐磨性与抛光性能极佳。

适用场景:高透明 PC 制品、光学件、高寿命(50 万~100 万 + 模次)模具,如透明灯罩、光学镜片、医疗器械透明部件。

优点:可抛光至 #10000 目以上,镜面效果完美;耐腐蚀性极强,能抵抗 PC 分解气体侵蚀,长期保持镜面状态;S136H 预硬态(HRC38-42)加工稳定,S136 淬火后硬度可达 HRC52-56,进一步提升寿命。

缺点:价格较高,是入门级材料的 2-3 倍;加工难度略高,对工艺要求更严格。

(四)超高寿命 / 加玻纤 PC 专用:SKD61/H13(热作模具钢)

SKD61(日标)、H13(美标)经淬火回火后硬度 HRC48-52,耐磨性、耐高温性、抗热疲劳性极佳。

适用场景:PC + 玻纤(10%-50%)、高磨损、高模次(100 万 + 模次)制品,如加玻纤 PC 结构件、汽车发动机周边部件。

优点:能有效抵抗玻纤冲刷,避免模具快速拉伤;耐高温性能好,适应 PC 高温成型(260-320℃);可通过氮化处理进一步提升表面硬度。

缺点:价格高,加工难度大,需复杂热处理;抛光性能一般,不适合透明或高光 PC 件。

三、不同 PC 产品精准选材建议

普通外观件、非透明、产量<10 万模:优先选 P20/718H,性价比最高,满足基本成型需求。

高光外观件、半透明、10 万 - 50 万模:优先选 NAK80,兼顾抛光性与成本,是中高端制品的最优选择。

透明件、光学件、高寿命>50 万模:优先选 S136/S136H,防锈与抛光性能最优,保证产品高透明度。

PC + 玻纤、高磨损、>100 万模:必须选 SKD61/H13,热作模具钢的耐磨性可避免模具过早失效,不可用普通预硬钢替代。

特殊场景:医疗器械、食品接触类 PC 制品,需选用符合标准的 S136 不锈钢,确保材料合规。

四、PC 模具选材避坑要点

透明 PC 严禁用普通 P20,易生锈、抛不亮,直接导致产品报废。

高透明件优先选不锈钢类模具钢,防锈是保证透明度的关键。

加玻纤 PC 不可用 P20、NAK80,玻纤磨损极强,普通预硬钢很快失效。

不要盲目选用低档材料,高产量、高精度产品后期修模、维护成本更高,得不偿失。

PC 模具选材的核心是 “适配”—— 适配 PC 成型特性,适配产品要求,适配生产批量与成本。正确选材能保证产品无流痕、高透明、尺寸稳定,同时延长模具寿命、提升生产效率,是 PC 注塑稳定运行的基础。

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