PE模具的材料选择
聚乙烯（PE）作为通用塑料的核心品类，凭借低密度、高韧性、耐化学腐蚀及易加工性，广泛应用于包装、建材、家电、汽车等领域。其注塑模具的材料选择直接决定模具寿命、制品品质与生产效益，需精准匹配 PE 材料特性（如低黏度、高收缩率、非腐蚀性）与生产场景（批量、精度、制品类型）。本文结合 15 项以上行业公认数据，从选材逻辑、分场景方案、关键注意事项三方面，系统阐述 PE 模具的科学选材方法。
一、PE 材料特性与模具选材核心逻辑
PE 材料的固有特性为模具选材划定核心边界，需重点关注三项关键指标：一是收缩率，低密度 PE（LDPE）收缩率 1.5%-3.0%，高密度 PE（HDPE）收缩率 2.0%-4.0%，要求模具材料具备优异的尺寸稳定性，避免长期成型后型腔变形；二是熔体特性，PE 熔体黏度低、流动性中等，对模具型腔磨损较小，但易粘模，需材料兼具良好抛光性与脱模性；三是化学惰性，纯 PE 无腐蚀性，但若为改性 PE（如玻纤增强、阻燃改性），则需针对性强化材料耐磨性或耐腐蚀性。
行业公认的选材核心逻辑为 “性能匹配 + 成本优化”：中小批量生产优先控制成本，选用加工便捷的预硬钢；大批量精密生产侧重寿命与精度，选用高耐热疲劳性材料；改性 PE 制品则强化耐磨性能；非成型部位选用低成本结构钢，实现模具整体性价比最大化。
二、分场景 PE 模具材料选型方案
（一）普通中小批量民用 PE 制品场景
针对 LDPE 瓶盖、HDPE 简易收纳盒等中小批量（≤10 万模次）民用制品，优先选用预硬塑料模具钢 P20。该材料为行业基础款，预硬态硬度达 HRC28-32，无需后续热处理，加工周期可缩短 30%，采购成本仅 30-50 元 /kg，完全适配 PE 材料的低磨损特性。若制品精度稍高（如 HDPE 薄壁容器，公差等级 12 级），可选用 P20 改良版 718 钢，其抛光性能更优，表面粗糙度可达到 Ra0.2-0.4μm，能满足民用制品的外观要求，成本较 P20 仅提升 20%-30%。
（二）高产量精密 PE 制品场景
对于 HDPE 周转箱、工业管道配件等高产量（≥15 万模次）精密制品，需兼顾模具长寿命与尺寸稳定性，优先选用热作模具钢 H13（等同牌号 SKD61）。H13 钢热处理后硬度达 HRC48-52，可在 600℃环境下长期工作，耐热疲劳性优异，能承受高产量成型时的冷热循环冲击，模具寿命可达 15 万模次以上，较 P20 钢提升 50%。若制品要求高光表面（如食品接触类 PE 容器），则选用镜面不锈钢 S136，该材料淬火后硬度 HRC52-54，抛光等级可达 #15000 目，表面粗糙度 Ra≤0.01μm，且耐腐蚀性极强，成型 200 万次无锈蚀，能保障食品接触安全性。
（三）改性 PE 制品场景
玻纤增强 PE、矿物填充 PE 等改性制品中，填充料具有强磨蚀性，需选用高硬度耐磨钢。行业公认的优选材料为 Cr12MoV 或粉末冶金钢 ASP23。Cr12MoV 经真空热处理后硬度可达 HRC60-62，耐磨性是 P20 钢的 5 倍，能有效抵御玻纤对型腔的冲刷磨损；ASP23 为粉末冶金材料，组织均匀性较传统钢材提升 50%，硬度 HRC62-64，模具寿命可较 Cr12MoV 再提升 2 倍，适用于高耐磨要求的改性 PE 制品批量生产。
（四）模具非成型部位场景
模具的导柱、导套、模架等非成型部位，无需承担型腔成型功能，选用 45# 钢或 T8 碳素工具钢即可。45# 钢经调质处理后硬度达 HRC22-28，抗拉强度≥600MPa，能满足结构强度需求，成本仅 15-25 元 /kg；T8 钢经淬火回火后硬度 HRC55-58，适用于导柱等需要一定耐磨性的部位，成本较 45# 钢略高，但远低于成型部位专用模具钢，可使模具整体成本降低 40% 以上。
三、PE 模具选材关键注意事项
一是强化表面处理。PE 材料韧性强、易粘模，无论选用哪种材料，型腔表面均需抛光至 Ra0.2-0.4μm（外观面）或 Ra0.8-1.6μm（非外观面），通过降低表面粗糙度减少脱模阻力。对于粘性较强的改性 PE，可对型腔表面进行氮化处理，处理后表面硬度提升至 HRC60 以上，摩擦系数降至 0.15 以下，同时增强耐磨性。
二是严格材质合规。食品接触类 PE 制品，成型部位必须选用 S136 等符合食品安全标准的不锈钢材质，禁止使用含重金属杂质的钢材，确保制品符合 GB 4806.9-2016 食品接触用塑料材料及制品标准。
三是优化热处理工艺。耐磨钢如 Cr12MoV 需采用真空热处理工艺，将热应力控制在 150MPa 以下，避免型腔出现裂纹；预硬钢 P20/718 严禁后续热处理，否则会导致材料性能退化，硬度下降幅度可达 HRC5-8，大幅缩短模具寿命。此外，模具型腔需预留 0.01-0.02mm 的排气间隙，避免 PE 熔体充模时困气，这一间隙设计需与模具材料的抛光精度协同匹配。
总结
PE 模具选材需围绕 “材料特性 - 制品需求 - 生产场景” 的核心逻辑，实现精准匹配：普通中小批量民用制品选 P20/718，平衡成本与加工性；高产量精密制品选 H13/S136，保障寿命与精度；改性增强制品选 Cr12MoV/ASP23，强化耐磨性；非成型部位选 45# 钢，控制整体成本。结合行业公认的硬度、收缩率、成本等数据，同时落实表面处理、合规性、热处理等关键要求，才能在保障制品品质的前提下，实现模具全生命周期成本最优。实践中需根据具体制品参数动态调整方案，确保选材科学可行。
