PE注塑模具用什么钢材
聚乙烯（PE）作为应用最广泛的通用热塑性塑料之一，涵盖低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）等多个品类。其共同特性为低粘度、无腐蚀性、熔融流动性优异，注塑成型温度区间稳定（通常在 160℃~220℃）。基于这些特性，PE 注塑模具钢材的选型无需重点考量耐腐蚀性，核心决策维度集中于量产规模、制品精度与表面要求、PE 品类特性三大核心要素，同时需兼顾模具加工效率与成本控制。不同应用场景下的钢材选型逻辑、性能适配性及实操建议如下，为模具设计与采购提供全面技术指引。
一、普通量产 PE 制品：预硬型模具钢的优选
对于中小批量生产（通常在 10 万至 50 万模次）或对表面光洁度要求不高的普通 PE 制品，如普通周转箱、工业配件、玩具外壳等，预硬型模具钢是性价比最高的选择。这类钢材在出厂前已通过热处理达到使用硬度，无需模具厂进行后续的淬火回火处理，可直接进行车、铣、磨、电火花等切削加工，大幅缩短模具制造周期，降低热处理变形风险及综合成本。
1. P20（国内牌号：3Cr2Mo）
P20 是模具行业应用最广泛的通用型塑料模具钢，被称为模具钢中的万金油。其硬度通常稳定在 28~35HRC 之间，具备良好的淬透性和尺寸稳定性。在 PE 注塑中，P20 表现出优异的加工性能，能够适应复杂的型腔结构加工。虽然其抛光性能一般，只能达到普通的镜面效果（SPI A3~A4 级），但对于 PE 这种本身表面光泽度要求不高的塑料来说完全足够。此外，P20 的韧性适中，在注塑过程中能承受一定的冲击负荷，不易出现崩角或开裂。因此，对于普通的 HDPE 周转箱模具或 LDPE 日用品模具，P20 是首选材料，能以较低的成本满足基本的成型需求。
2. 718H（国内牌号：P20Ni）
718H 是 P20 的改良版预硬钢，在化学成分中添加了镍元素，并经过真空熔炼处理。这使得 718H 的钢材纯度更高，杂质更少，且硬度均匀性显著优于 P20（通常控制在 32~38HRC）。在 PE 注塑应用中，718H 的优势主要体现在两个方面：一是抛光性能提升，由于组织致密，718H 可以抛光至更细腻的表面（SPI A2 级左右），适合生产表面要求稍高的 PE 薄壁容器或家电外壳；二是使用寿命更长，添加的镍元素增强了钢材的抗疲劳性能，使其在长期注塑过程中耐磨性优于 P20，适合中批量（50 万至 100 万模次）的生产任务。因此，当 PE 制品对外观有一定要求或预期产量略高时，建议升级选用 718H。
二、高量产 / 高精度 PE 制品：淬火回火型模具钢的保障
针对大批量连续生产（通常超过 100 万模次）、高精度尺寸要求或对模具耐磨性有严苛要求的 PE 制品，如 PE 给水管件、燃气管道接头、汽车燃油系统 PE 部件等，预硬钢的硬度已不足以抵抗长期的高压熔体冲刷和磨损，必须选用淬火回火型模具钢。这类钢材需要模具厂进行淬火（加热至高温后急冷）和回火（保温冷却）处理，硬度可提升至 45~55HRC，具备极高的耐磨性、抗压强度和尺寸稳定性，能确保模具在数百万次的注塑循环中保持型腔尺寸不变，避免制品出现飞边或尺寸偏差。
1. H13（国内牌号：4Cr5MoSiV1）
H13 是热作模具钢的典型代表，虽然常被用于压铸模具，但在高负荷的塑料注塑模具中也应用广泛。其含碳量适中，添加了钼、钒等合金元素，赋予了钢材优异的抗热疲劳性能和耐磨性。在 PE 注塑中，特别是 HDPE 管材管件的成型，由于熔体压力高、流速快，对模具型腔的冲刷严重。H13 经过淬火回火后硬度可达 48~52HRC，能有效抵抗 PE 熔体的冲刷磨损，延长模具寿命。此外，H13 具备良好的韧性，在高温高压的成型环境下不易发生热龟裂。为了进一步提升其表面硬度和耐磨性，通常会对 H13 模具型腔进行表面氮化处理，使表面硬度达到 65HRC 以上，从而满足数百万模次的高量产需求。
2. SKD61
SKD61 与 H13 同属热作模具钢范畴，是日本标准牌号，在国际市场上应用广泛。相比 H13，SKD61 的钼含量更高，且通常采用电渣重熔工艺生产，钢材内部组织更加均匀致密，夹杂物更少。这使得 SKD61 在韧性和抗热裂性方面略优于 H13。在 PE 注塑模具中，SKD61 常用于制造要求极高的精密型芯、滑块或镶件，特别是在成型带有复杂螺纹或细长结构的 PE 制品时，SKD61 能提供更好的强度支撑，防止模具变形。虽然其价格高于 H13，但对于追求极致寿命和稳定性的高端 PE 模具（如汽车用 PE 部件），SKD61 是理想的选择。
三、高表面光洁度及特殊 PE 制品：镜面与不锈钢的应用
虽然大多数 PE 制品为半透明或不透明，对模具抛光要求不高，但在某些特定领域，如化妆品包装用 PE 瓶盖、高光 PE 日用品或需要表面蚀纹的装饰件，对模具表面质量有特殊要求。此时，需要选用具备优异抛光性能或耐蚀性的专用模具钢。
1. S136（国内牌号：4Cr13）
S136 是一款马氏体不锈钢，具备极佳的镜面抛光性能和耐腐蚀性。由于其含铬量高（13% 以上），杂质含量极低，S136 可以抛光至极高的光洁度（SPI A1 级，即光学级镜面），能清晰地复制模具表面的任何细节。在 PE 注塑中，S136 主要用于生产表面要求高光泽或带有精细纹理的制品。此外，S136 的耐腐蚀性使其适合在潮湿环境或使用含腐蚀性添加剂的 PE 材料时使用，防止模具生锈。虽然 S136 价格昂贵且加工难度较大（硬度高，需淬火处理），但对于提升 PE 制品的外观档次至关重要。
2. NAK80
NAK80 是一款时效硬化型模具钢，具备独特的镜面抛光性能和预硬状态下的高硬度。与 P20 不同，NAK80 出厂硬度即可达到 40HRC 左右，且无需热处理即可直接进行镜面抛光，抛光性能仅次于 S136。在 PE 注塑中，NAK80 适合用于生产表面要求高但不需要耐腐蚀性的制品，如高光 PE 容器或精密电子配件。其优点是加工性能优于 S136，且抛光效率高，能缩短模具制造周期。
四、不同 PE 品类对模具钢材的差异化要求
在实际选型中，还需考虑具体 PE 材料的特性差异：
HDPE（高密度聚乙烯）：HDPE 硬度高、耐磨性好，熔体粘度相对较高，注塑压力大。因此，HDPE 模具对钢材的耐磨性要求更高，建议优先选用硬度较高的预硬钢（如 718H）或淬火钢（如 H13），以抵抗 HDPE 熔体对型腔的磨损。
LDPE（低密度聚乙烯）：LDPE 粘度低、流动性极好，容易产生飞边。因此，LDPE 模具对钢材的尺寸稳定性要求较高，需选用组织致密、变形小的钢材（如 718H 或 S136），并严格控制模具间隙，防止溢料。
LLDPE（线性低密度聚乙烯）：LLDPE 拉伸强度高，脱模时对模具表面的摩擦力较大。因此，LLDPE 模具型腔表面需要进行良好的抛光或涂层处理（如 DLC 涂层），以降低摩擦系数，防止制品划伤或脱模困难。
五、选型总结与建议
综上所述，PE 注塑模具钢材的选型应遵循以下逻辑：
看产量：中小批量选 P20/718H（预硬钢），大批量选 H13/SKD61（淬火钢）。
看外观：普通外观选 P20，高光或蚀纹选 718H/NAK80，光学级选 S136。
看成本：在满足性能的前提下，优先选用性价比高的国产钢材（如 3Cr2Mo 代替进口 P20），降低模具造价。
表面处理：对于高量产 PE 模具，无论选用何种钢材，建议对型腔表面进行氮化处理或 PVD 涂层，这是提升模具寿命最经济有效的手段。
