液体硅胶包胶素体成型时模具钢材选用哪个好些
液态硅胶(LSR)包胶模具的钢材选择,直接决定了模具寿命、生产效率、产品精度和表面质量。与普通塑料模具相比,LSR模具对钢材有特殊要求,主要围绕耐磨、耐腐蚀、高抛光和高导热四个方面。
核心选择原则
LSR本身无磨损性,但模具面临的挑战是:
高腐蚀性:LSR硫化时释放的酸性副产物会腐蚀模腔。
高抛光要求:需达到镜面光泽(A1级及以上),以实现高光或极度顺滑的脱模。
高热交变应力:模具通常需要加热(180-220°C)并进行快速热循环(对于冷流道系统),要求钢材热稳定性好、抗热疲劳。
高精度与长期稳定性:防止因腐蚀或磨损导致的尺寸变化。
主流钢材推荐(从最优到经济适用)
以下钢材均需经过淬火+回火至推荐硬度(通常48-52 HRC),并做高精度抛光。
1. 顶级首选:高抛光、高耐腐蚀预硬不锈钢
典型牌号:
瑞典: Stavax ESR (420 ESR Modified), Mirrax (40Cr13改良)
德国/奥地利: M340 (1.2316 ESR), M333 (1.2085 ESR)
日本/大同: PDSS / SUS420J2改良
优点:
卓越的耐腐蚀性:铬含量高(通常>13%),能完美抵抗LSR硫化物的腐蚀,保护模具寿命。
天生的高抛光性:纯净度高(ESR电渣重熔),组织均匀,可达镜面级抛光(A0-A1级)。
预硬状态供应:硬度通常在 HB 290-330 (约HRC 30-36),可直接加工,避免热处理变形风险。
适用场景:高产量(百万模次以上)、高光泽要求、高精度的LSR包胶模具,尤其是医疗、婴童、光学透明件等高端领域。这是目前LSR模具,特别是核心型腔的首选钢料。
2. 高性能之选:优质模具钢,表面需强化处理
典型牌号:
瑞典: S136 / S136H (AISI 420)
德国: 2083 / 1.2083 (AISI 420)
日本: HPM38 / SUS420J2
优点:
良好的耐腐蚀性和抛光性,略逊于ESR级顶级不锈钢,但成本更低。
通常也以预硬状态提供,加工性能好。
注意事项:
强烈建议进行表面处理,如 PVD(氮化钛TiN/TiCN等)镀层 或 硬铬镀层。镀层能极大提升表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性,同时显著改善脱模性能,是LSR模具的“增效神器”。
适用场景:中高产量、对表面光泽和耐久性有明确要求的模具,是性价比非常高的选择。
3. 经济实用之选:普通模具钢 + 专业表面处理
典型牌号:
P20 (1.2311), 718 (1.2738)
优点:
成本低,易于加工。
缺点:
耐腐蚀性差:必须进行表面镀铬(硬铬)或镍-PTFE镀层来隔离腐蚀。镀铬层厚度通常需要0.01-0.02mm以上。
抛光性一般:难以达到顶级镜面效果。
适用场景:
产量不高、对表面光泽要求一般的模具或试模模架。
非核心部件:如模架、滑块本体等。型腔和型芯等重要部件不建议使用,除非预算极其有限且做好了维护准备。
模具不同部件的用材策略
一套LSR包胶模具可以“混合搭配”钢材,以优化成本和性能:
型腔 & 型芯 (Cavity & Core):直接接触LSR,是关键部件。
首选:Stavax ESR, Mirrax, M340 等顶级预硬不锈钢。
次选:S136/2083 + PVD/镀铬。
滑块、斜顶 (Sliders, Lifters):
与LSR接触的部分建议与型腔材料同级或稍次。
可采用 S136、2083,并进行表面处理。
模架 (Mold Base):
不直接接触胶料,对耐腐蚀性要求不高。
可使用预硬钢如 P20(1.2311)、718(1.2738)。
但必须注意:流道、排气槽等可能接触LSR气体的地方,仍可能被腐蚀,需要局部保护或设计成镶件。
热流道系统 (Hot Runner System):
必须使用专用材料!供应商(如Yudo, Mold-Masters)会提供。
其喷嘴、阀针等部件使用具有极高导热性、耐高温氧化和耐腐蚀的特殊合金(如铜铍合金、高性能不锈钢)。
总结与最终建议
| 需求场景 | 推荐钢材 | 关键理由 |
|---|---|---|
| 高端/大批量/高光泽 (医疗、婴童、消费电子) | Stavax ESR, Mirrax, M340 (顶级预硬不锈钢) | 一劳永逸。卓越的耐腐蚀性、抛光性和尺寸稳定性,维护成本极低,寿命最长。 |
| 中高端/注重性价比 | S136H, 2083, HPM38 + PVD/镀铬表面处理 | 性能与成本的最佳平衡。通过表面处理获得接近顶级钢材的性能。 |
| 低产量/试模/预算有限 | P20/718 + 硬铬电镀 | 控制初期成本。但需接受可能的维护、抛光次数增加和寿命较短的风险。 |
行动步骤:


明确需求:预估产量、确定产品表面要求(哑光/高光)、评估预算。
与模具制造商深度沟通:将您的需求告知他们,听取其基于经验的建议。优秀的模具厂会提供明确的材料方案和报价差异。
不要省在钢材上:对于核心工作部件(型腔、型芯),升级钢材是性价比最高的投资。它能减少停机、维护和抛光次数,长期来看反而更省钱,并确保产品品质稳定。
强制要求:无论选择何种钢材,必须进行高精度抛光和专业的排气设计,这对LSR成型至关重要。
