PEEK模具钢怎么选择？

PEEK模具钢怎么选择？

PEEK（聚醚醚酮）作为一种高性能工程塑料，在航空航天、医疗器械等领域广泛应用。然而，其高温注塑特性对模具钢提出了特殊要求。本文将详细介绍PEEK模具钢的选择标准和适用类型，帮助从业者在保证模具使用寿命的同时，提高制品质量和生产效率。

PEEK材料的特性对模具钢的要求

高温稳定性

PEEK的熔点约为343°C，注塑加工温度通常在360°C~400°C之间。因此，模具钢材必须具备良好的高温强度和热稳定性，能够在高温条件下长期工作而不出现软化、变形或性能下降，避免注塑制品出现缺胶、尺寸不良、性能不稳定等。

耐磨性

PEEK熔体具有较高的粘度，注射时需要较高的压力。同时，PEEK中常常添加玻璃纤维（通常加10%GF到40%的玻璃纤维，甚至50% GF）、碳纤维等增强材料，对模具表面产生较大的磨损。因此，模具钢应具有高硬度和优异的耐磨性能，以延长模具的使用寿命。

耐腐蚀性

在高温条件下，PEEK可能释放出一定的腐蚀性气体，对模具造成腐蚀损害。特别是在加工含有添加剂的PEEK材料时，腐蚀问题更加突出。因此，模具钢需要具备良好的耐腐蚀性能。

良好的抛光性能

对于要求高表面质量的PEEK制品，模具钢材需要具有良好的抛光性能，确保制品表面光洁度达到要求。不过PEEK注塑制品，大多是内部结构件，外表光洁度要求不高。

适用于PEEK加工的模具钢类型

H13（4Cr5MoSiV1）热作模具钢

• 特点：H13是常用的热作模具钢，具有优异的高温强度和韧性，耐热性好，抗热疲劳性能佳。
• 适用性：适合制造承受高温、高压的模具部件，如型腔、型芯等，能满足PEEK注塑加工对模具钢的要求。

S136（美洲牌号2083，德国牌号1.2083）高级耐腐蚀模具钢

• 特点：S136是一种预硬化耐腐蚀镜面塑料模具钢，具有良好的耐腐蚀性和抛光性能，硬度可达48-52HRC。
• 适用性：适用于对表面光洁度和耐腐蚀性要求高的PEEK模具，如医疗器械、精密电子部件等。

M310（德国牌号1.2344）高性能热作模具钢

• 特点：M310钢材兼具H13的高温性能和S136的耐腐蚀性能，具有良好的热稳定性、耐磨性和抛光性能。
• 适用性：适合制造高精密、高要求的PEEK模具，是综合性能优秀的选择。

其他高性能模具钢

如：UDDEHOLM钢材的Mirrax 40、ThyssenKrupp的V320等特殊模具钢，专为高难度塑料注塑加工而设计，具有高硬度、高韧性和耐腐蚀性。

模具钢选择的关键考虑因素

加工温度

• 耐热性：模具钢需能长期承受PEEK注塑的高加工温度而不软化或变形。
• 热传导性：良好的热传导性有助于模具冷却，提高生产效率，改善制品质量。

材料硬度

• 耐磨性：高硬度提高耐磨性，减少因纤维增强材料对模具的磨损。
• 韧性平衡：在提高硬度的同时，需要保证模具钢具有足够的韧性，避免在高压下出现开裂或碎裂。

耐腐蚀性

• 化学稳定性：选择具有抗腐蚀能力的钢材，延长模具寿命，减少维护成本。

表面处理

• 氮化处理：提高表面硬度和耐磨性，适用于需要高耐磨性的模具部件。
• 镀铬、镀钛：增加模具表面的耐腐蚀性和光洁度，改善脱模性能。

加工性能

• 可加工性：选择易于机械加工和抛光的钢材，降低制造难度和成本。
• 热处理稳定性：钢材在热处理过程中应具有尺寸稳定性，减少变形风险。

根据成本和客户要求来确定

综合评估成本和性能

• 成本考虑：高性能的模具钢价格较高，但性能优异，适用于高附加值的PEEK制品。
• 生产批量：对于大批量生产，选择高品质模具钢可降低总成本；对于小批量生产，可根据需求平衡成本和性能。

与供应商沟通

• 技术支持：与模具钢供应商和专业热处理厂家合作，获取专业的材料选择建议和热处理工艺支持。
• 材料验证：必要时进行试样检测，验证钢材的性能是否满足要求。

注重模具维护

• 定期检查：高温、高压下工作的模具需要定期检查和维护，及时发现并解决磨损和腐蚀问题。
• 合理使用：专业人员操作，遵守正确的操作规程，避免因误用导致模具损坏。

总之，PEEK模具钢的选择直接影响到模具的性能和使用寿命，以及制品的质量和生产效率。综合考虑PEEK注塑的高温、高压、耐腐蚀等加工特点，应优先选择具备高温强度、耐磨性、耐腐蚀性和良好抛光性能的模具钢，如H13、S136、M310等。同时，合理的热处理和表面处理工艺，以及规范的模具使用和维护，也是保证模具性能的关键。