P20 注塑模具钢材的使用规范
P20（国标 3Cr2Mo、德标 2311）是注塑行业最常用的预硬型模具钢，出厂硬度稳定在 HRC30–36（285–330HB），无需二次淬火即可直接加工，兼具良好切削性、抛光性与韧性，适配中批量、中精度注塑模具。以下从选材、加工、热处理、焊接、使用与维护、质量验收全流程，给出行业公认的规范要求，确保模具寿命与成型质量稳定。
一、选材与适用范围规范
1. 适用场景
P20 优先用于成型 ABS、PP、PE、PS、PC 等普通工程塑料，适配日用品、家电外壳、汽车内饰件、中小型精密模具，模具寿命通常为 10 万–50 万模次；可用于模架 A/B 板、方铁、型腔型芯，也可经表面强化后用于玻纤增强塑料成型。其预硬特性可大幅缩短模具制造周期，降低热处理成本，是性价比极高的通用模具材料。
2. 禁用与限制场景
严禁用于成型 PVC、含氟 / 氯阻燃塑料、高腐蚀性材料，未做表面处理时易生锈，长期接触会导致型腔腐蚀、精度下降。
不适合玻纤含量＞30% 的高磨损工况，以及模次＞100 万的长寿命模具，此时需升级为 H13、S136 等耐磨、耐腐蚀钢材。
长期工作温度需低于 400℃，避免高温导致硬度骤降，影响模具尺寸稳定性与耐磨性。
截面＞400mm 的超大型模具，心部硬度可能低 2–3HRC，需谨慎选用或升级为 718 等含镍材料，以保证整体硬度均匀性。
二、机械加工规范
1. CNC 加工
刀具优先选硬质合金或涂层刀具，粗加工采用大背吃刀量（0.5–1mm）、中低转速，精加工降低进给量（0.05–0.1mm/z）并提高转速，避免崩刃；加工余量单边预留 0.2mm，精加工控制在 0.02–0.05mm，保证尺寸精度；全程使用水溶性切削液降温，及时清理切屑，减少刀具磨损与工件热变形。对于复杂型腔、深腔结构，建议采用分层加工策略，避免刀具颤振导致表面质量下降。
2. 电加工（线切割 / 电火花）
加工后必须做去应力回火（250–300℃保温 2–4 小时），尤其最小尺寸＞300mm 的工件，防止加工应力引发变形或开裂；电火花加工后表面会形成变质层，硬度高且脆性大，需抛光至 Ra0.2–0.4μm，避免残留变质层影响塑件外观与脱模。线切割时应合理选择切割路径，减少应力集中，必要时采用多次切割工艺提升精度。
3. 抛光与纹理
P20 可抛光至 #2000–#4000 目，适合中等光泽塑件；抛光需遵循粗到细的砂纸 / 研磨膏顺序，避免单向打磨产生纹路，抛光方向应与脱模方向一致，减少脱模阻力；蚀刻前确保表面无划痕、无应力，保证纹理均匀清晰，蚀刻后需进行清洁与钝化处理，防止表面锈蚀。
三、热处理规范
1. 出厂状态使用
P20 为预硬态供货，严禁二次整体淬火，淬火易导致开裂；仅允许退火软化（760–780℃炉冷至 500℃后空冷），便于复杂结构加工，加工后需重新回火恢复硬度。回火温度应控制在 550–600℃，保温 2–4 小时，确保硬度稳定在 HRC30–36 区间。
2. 表面强化处理
需提升耐磨性与耐腐蚀性时，采用氮化处理（500–520℃保温 12–24 小时），表面硬度可达 HRC65–68，深度约 0.1mm，可延长模具寿命至 100 万模次以上；也可镀铬或做 PVD 涂层（如 TiN、CrN），适配玻纤增强与轻度腐蚀工况。表面强化前需确保工件清洁，无油污、锈迹，避免影响涂层结合力。
四、焊接修复规范
1. 焊前准备
焊接前整体预热至 200–250℃，选用 P20 专用焊丝或低氢焊条，确保材质匹配；清理焊接区域油污、锈迹，开合理坡口，避免杂质混入焊缝。预热应均匀，避免局部过热导致应力集中。
2. 焊接与焊后处理
采用氩弧焊或激光焊，控制焊接热输入，避免局部过热；焊后立即进行去应力回火（250–300℃保温 2–4 小时），缓慢冷却，防止焊缝开裂与应力集中；焊后需打磨、抛光，确保与母材表面一致，必要时进行无损检测（如磁粉探伤），确保焊缝无裂纹、气孔等缺陷。
五、生产使用与维护规范
1. 生产操作
注塑温度控制在材料推荐范围，避免超温导致模具软化；选用适配脱模剂，减少粘模与磨损；定期检查型腔、型芯表面，及时处理划痕、锈蚀，防止缺陷复制到塑件。对于玻纤增强塑料，应适当降低注射速度与压力，减少模具磨损。
2. 日常维护
生产间隙及时清理模具内残留塑料与杂质，涂防锈油保护；长期存放需密封防潮，定期检查防锈层，避免锈蚀；每生产 10 万模次左右，检查模具尺寸与表面状态，必要时抛光修复。对于高磨损区域，可采用局部堆焊或镶嵌耐磨块的方式延长寿命。
六、质量验收规范
进厂需核对材质证明，检测硬度（HRC30–36）、金相组织，确保无疏松、夹杂、裂纹；加工后检测尺寸公差、表面粗糙度，型腔型芯需符合图纸要求；表面强化后检测硬度与层深，焊接区域需做无损检测，确保无缺陷。验收时应重点关注大截面工件的心部硬度，以及复杂结构件的应力释放情况，避免后续使用中出现变形或开裂。
P20 的稳定使用依赖全流程规范管控，从选材到维护严格遵循行业标准，既能发挥其性价比优势，又能保障模具寿命与塑件质量，是中小型注塑模具的可靠选材方案。
