SMC台盆模具的主要原材料是什么?

SMC 台盆模具的原材料选择直接决定其强度、精度、寿命及成型稳定性,核心围绕 “模具基材(钢材)” 和 “功能辅助材料” 两大类展开,不同材料需匹配 SMC 材料(片状模塑料)的热压成型特性(需承受 140-160℃高温、30-100MPa 压力),具体分类及关键参数如下:
一、核心基材:模具钢(决定模具基础性能)
模具钢是 SMC 台盆模具的主体材料,需同时满足高刚性、耐高温、易抛光、抗疲劳四大核心要求,不同部位(型腔、模架、导向件)因受力和功能差异,选用的钢材型号不同:


1. 型腔用钢(模具核心部位,直接接触 SMC 材料)
型腔是台盆形状的直接成型区域,需具备极高的表面光洁度(确保台盆表面无瑕疵)和耐磨性(抵抗 SMC 材料中玻璃纤维的摩擦),主流选用以下两种钢材:
NAK80(预硬型镜面模具钢)
核心特性:出厂硬度已达 HRC37-43,无需后续热处理,可直接加工抛光至镜面效果(表面粗糙度 Ra≤0.02μm),避免热处理导致的型腔变形;抗热疲劳性优异,在 140-160℃反复热压下不易出现裂纹。
适用场景:中高端 SMC 台盆模具(如家用浴室台盆、定制化异形台盆),尤其适合对表面质感要求高的产品(如仿大理石纹理台盆)。
市场定位:国产 NAK80 吨价约 1.8-2.2 万元,进口(日本大同)约 3.5-4 万元,是主流中高端模具的首选。
718H(预硬型塑胶模具钢)
核心特性:硬度 HRC32-38,韧性高于 NAK80,抗冲击能力强(适合 SMC 材料中玻璃纤维含量高的场景);抛光性能良好(Ra≤0.05μm),成本比 NAK80 低 15%-20%。
适用场景:大众消费级 SMC 台盆模具(如工程用台下盆、经济型洗手盆),或型腔结构复杂(如带溢水口、储物槽)的模具。

2. 模架用钢(模具框架,起支撑和定位作用)
模架无需直接接触 SMC 材料,核心需求是高刚性、易加工,主流选用:
S50C(优质碳素结构钢)
核心特性:硬度 HB170-210,强度适中,焊接和切削加工性能优异,可通过调质处理提升局部硬度(如导柱安装孔);成本低,吨价约 0.5-0.8 万元。
适用场景:所有 SMC 台盆模具的模架主体,包括上模座、下模座、支撑板等。
3. 导向与定位件用钢(保证模具开合精度)
导向件(导柱、导套)和定位件(定位销、限位块)需承受反复摩擦和冲击,需高耐磨性、高精度:
SUJ2(高碳铬轴承钢)
核心特性:经淬火回火后硬度达 HRC60-62,耐磨性极强,尺寸稳定性好(公差可控制在 0.005mm 以内);可加工成高精度导柱、导套,确保模具开合时型腔对齐误差≤0.01mm。
应用部位:所有导向副(导柱 + 导套)、定位销,是保证台盆壁厚均匀(误差≤0.3mm)的关键部件。
二、功能辅助材料(保障模具成型效率与寿命)
此类材料虽非模具主体,但直接影响 SMC 台盆的成型质量和模具维护成本,主要包括:
1. 加热系统材料(提供 SMC 固化所需温度)
SMC 成型需模具保持 140-160℃均匀温度,加热系统材料需耐高温、导热均匀:
加热管 / 加热棒:选用 304 不锈钢材质(耐高温 600℃以上,抗腐蚀),或 Incoloy 800 合金(耐高温 1000℃以上,适合高温 SMC 材料),功率根据模具尺寸设计(通常每平方米型腔配 2-3kW 加热功率)。
导热介质:若采用油加热或水加热,需使用专用导热油(如 320 号导热油,最高使用温度 320℃)或去离子水(避免水垢堵塞加热通道)。


2. 脱模与表面处理材料(防止 SMC 粘模,提升表面质量)
脱模剂涂层:型腔表面需喷涂 PTFE(聚四氟乙烯)或氮化钛(TiN)涂层,PTFE 涂层耐温 260℃,摩擦系数低(0.04),可减少 SMC 材料与型腔的粘连;TiN 涂层硬度达 HV2000 以上,兼具脱模性和耐磨性,延长模具抛光周期(从 3000 模次 / 次抛光延长至 8000 模次 / 次)。
密封圈:模具分型面、加热通道接口需用耐高温硅胶密封圈(如氟橡胶 O 型圈,耐温 - 20-250℃),防止高温树脂溢出或导热介质泄漏。
3. 结构强化材料(提升模具局部强度)
预应力拉杆:大型 SMC 台盆模具(如长度>1.2m 的一体台盆模具)需在模架两侧加装 40Cr 合金钢制拉杆,防止热压时模架变形(拉杆屈服强度≥800MPa)。
排气塞:型腔死角处需安装铜制排气塞(导热性好,易加工微孔),孔径 0.5-0.8mm,用于排出 SMC 成型时产生的气体(避免台盆出现气泡、缺料)。

三、原材料选择的核心影响因素
模具定位:高端模具(出口欧美、配套国际卫浴品牌)优先选用进口 NAK80+SUJ2+TiN 涂层,成本占模具总价的 40%-50%;中低端模具(国内工程单)选用国产 718H+S50C+PTFE 涂层,材料成本占比降至 25%-30%。
台盆特性:薄壁台盆(壁厚≤3mm)需更高精度的 NAK80 钢,避免型腔变形导致壁厚不均;厚壁台盆(壁厚≥5mm)可选用韧性更好的 718H,降低模具开裂风险。
生产批量:小批量定制模具(产量<1 万件)可选用成本较低的国产钢材;大批量模具(产量>10 万件)需进口钢材 + 强化涂层,通过延长模具寿命降低单位成本。

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