汽车配件塑胶模具常用的钢材

在汽车工业高速发展的今天，塑胶模具作为汽车配件生产的核心装备，材料选择直接影响模具寿命、生产效率及配件质量。随着

新能源汽车、智能网联汽车的涌现，汽车配件向轻量化、集成化发展，对塑胶模具材料提出更高要求。本文将梳理汽车配件塑胶

模具的常用材料、核心特性及新时代技术趋势。

一、传统基础模具材料及应用

碳素工具钢（如 T8、T10） 是入门级材料，含碳量 0.8%-1.0%，淬火回火后硬度达洛氏硬度 58-62，具备基础切削加工性，适合

批量小于 1 万件、精度低的简单配件（如塑料卡扣、垫片）。但该类材料耐热性较差（连续工作温度不超过 200℃），耐腐蚀性弱，

潮湿环境下易生锈，且热处理后易产生内应力导致变形，难以适配复杂结构配件的成型需求。

合金工具钢（如 Cr12、Cr12MoV） 在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钒等合金元素，淬透性显著提升，可实现深度硬化，且耐磨性比 T10 钢提高 3-5 倍。其中 Cr12MoV 经深冷处理后硬度达洛氏硬度 60-64，抗冲击韧性优于纯碳素工具钢，模具寿命可达 5-10 万件，适合生产仪表板框架、门把手等中等复杂度配件，目前仍在传统燃油车低精度模具领域广泛应用。

预硬型塑料模具钢（如 718H、NAK80） 经出厂前预硬化处理（硬度洛氏硬度 30-45），无需后续热处理即可直接加工成型，从根源

避免热处理导致的模具变形问题。718H 钢含铬 1.5%、镍 1.0%，具备优异的抛光性能，可加工出表面粗糙度 0.02 微米级的镜面效果，

适配灯罩、中控面板等外观件；NAK80 钢自带析出硬化特性，焊接修复后性能衰减率低于 10%，且抗疲劳性较好，连续成型时不易出

现表面裂纹，适合新能源汽车充电桩塑料外壳等高精度配件。

二、高性能模具材料及应用

时效硬化型模具钢（如 10Ni3MnCuAl、S136） 代表高端模具材料水平，10Ni3MnCuAl（718）经时效处理后硬度达洛氏硬度 40-45，

断裂韧性比传统 Cr12 钢高 50% 以上，且热稳定性优异，连续工作温度可达 300℃，适配电池包上盖等大型复杂模具（单件重量 500 

千克以上），模具寿命可达 50-100 万件。该类材料还具备良好的尺寸稳定性，长期成型后模具型腔磨损量小于 0.02 毫米，能保障配件一致性。

耐腐蚀模具钢（如 S136、2083） 含铬量高达 13%-17%，形成致密氧化铬保护膜，抗锈蚀能力强，尤其耐受含玻纤、矿物填充料的塑

料熔体冲刷。其中 S136 钢经电解抛光后表面粗糙度达 0.01 微米级，可减少塑料熔体流动阻力，使成型周期缩短 10%-15%，且耐高温

性突出（连续工作温度 350℃以上），适合生产发动机进气管、油底壳等高温环境配件，也常用于新能源汽车电机外壳的批量成型。

粉末冶金高速钢（如 ASP-60） 采用粉末冶金工艺制备，材料内部成分均匀性优于传统铸锻钢，硬度可达洛氏硬度 65-68，耐磨性是普

通合金工具钢的 5-8 倍，且抗压强度高（≥3000 兆帕），能抵抗超硬填充料（如碳纤维、陶瓷颗粒）的磨损。该类材料模具寿命超 100 万件，适配新能源汽车轻量化结构件（如碳纤维增强塑料配件），同时具备良好的红硬性，高温成型时表面硬度衰减率低于 5%。

三、新时代汽车工业对模具材料的新要求

新能源汽车推动模具材料向轻量化、高强度升级。传统钢制模具重量大，导致设备运行能耗高，而新型铝合金模具（如 7075-T6）密度仅 2.8 克 / 立方厘米，比钢制模具轻 40%-50%，同时弹性模量达 71 吉帕，刚性满足大型模具需求。某新能源汽车厂商数据显示，用其生产电池包下壳体模具，单套模具年耗电量减少 2.3 万度，且铝合金材料导热性好（导热系数 167 瓦 / 米・开尔文），可加快模具冷却速度，提升成型效率。

智能网联汽车催生对高精度、长寿命材料的需求。毫米波雷达外壳、激光雷达保护罩等配件尺寸公差需控制在 ±0.01 毫米，传统模具材料长期成型易出现型腔磨损。采用 S136H 加纳米涂层（如 CrN、DLC）的复合方案，模具表面硬度可达维氏硬度 2000 以上，摩擦系数降至0.1 以下，连续生产 50 万件后型腔尺寸偏差仍小于 0.005 毫米，废品率控制在 0.3% 以内，且涂层附着力强（结合力≥50 牛），不易脱落。

可持续发展推动材料向绿色环保、循环利用转型。热作模具钢 H13 的再生利用技术成熟，通过真空精炼工艺可去除废旧钢材中的杂质，回收率超 95%，再生钢抗拉强度≥1800 兆帕，伸长率≥10%，力学性能与原生钢相当。某汽车模具企业应用再生 H13 钢生产保险杠模具，不仅减少原材料浪费，还使模具加工过程中切削屑回收率提升至 90%，进一步降低资源消耗。

四、材料选择原则与未来趋势

汽车配件塑胶模具材料选择需遵循 “性能匹配、场景适配” 原则：批量小于 10 万件的简单配件，优先选加工性好的预硬钢 718H；批量 10-50 万件、中等精度的配件，选耐磨性与精度兼顾的 S136；批量超 50 万件或含特殊填充料的配件，需用高耐磨的粉末冶金高速钢。同时需结合塑料原料特性（如腐蚀性、流动性）、成型工艺（如高温注塑、气体辅助注塑），确定材料及表面处理方案（如纳米涂层、氮化处理）。

未来，模具材料向多功能复合化发展。例如，将纳米陶瓷颗粒（如氧化铝、碳化硅）嵌入传统模具钢基体，可制备出兼具高硬度（洛氏硬度 60 以上）和韧性（断裂韧性≥60 兆帕乘以米的平方根）的复合材料，解决传统材料 “硬而脆” 的矛盾；梯度功能材料技术的应用，可使模具型腔表面具备高耐磨性，内部保持高韧性，实现 “表面抗磨、内部抗冲击” 的理想性能。

此外，3D 打印技术打破传统模具材料局限，通过选区激光熔化工艺可直接成型复杂内部冷却水路的模具，使冷却效率提升 40%，成型周期缩短 30% 以上，该技术已在特斯拉一体化压铸配件的塑胶模具中应用。同时，新型非金属模具材料（如高性能树脂基复合材料）也在研发中，有望进一步降低模具重量、提升耐腐蚀性，为汽车配件塑胶模具提供更多选择。

随着汽车工业智能化、低碳化发展，塑胶模具材料从 “满足基本使用” 向 “追求极致性能” 跨越。模具企业需紧跟材料技术革新趋势，结合具体生产需求科学选型，才能在竞争中占据优势，为汽车工业高质量发展提供支撑。