微孔注射成型模具基本上与通常注射成型模具一样，但其热导率要求高，强度要求低。

1.钢材

微孔成型所用模具几乎与通常注射成型模具所用材料一样，这是因为尽管薄壁模具要求使用高强度钢，但即使是在微孔注射压力低时，微孔成型主要采用的也是薄壁模具。微孔成型模具最为常用的钢材为1045、4140、4150、P20、H13、420M等^[1]。

P20是未填充聚合物加工的标准模具用钢，寿命中等，即100万件，适合于在表面上设置纹理。为了提高P20钢模具的表面硬度，对其表面进行氮化处理很合适。但是在大多数情况下，模具表面都没有进行氮化处理。没有经过氮化处理的P20钢模具表面的洛氏硬度为29～36HRC。如果有必要，可以将P20钢进行火焰淬火处理，以避免尺寸有太大的变化。P20钢的另一个优点是抛光性好。此外，其焊接性也很好。

长寿命模具硬化钢可以使用H13工具钢。这是型腔嵌块使用的主要钢材，因为成型时要求嵌块有一定的延展性。这种钢适用于矿物、玻璃纤维填充量高的填充材料和添加量小于30%（质量分数）的中等程度填充材料的成型，在热处理之后要进行表面机械加工，这增加了成本，但延长了模具寿命。其热处理后的典型洛氏硬度为43～65HRC，而且也有很好的抛光性。如果有必要进行氮化处理得到洛氏硬度60HRC以上的钢材，H13是很好的材料，但是其焊接性不好。

此外，420M钢也是一种很好的模具材料，能够设置纹理。如果表面要求硬化，那么，这是进行氮化处理一种很好的钢。其机械加工性能类似于H13，但没有P20好。不过，其抛光性好于P20和H13钢。可以使用火焰淬火的方法将其硬化，这是成本最低的热处理工艺。

就是在最近，法国生产的一种预硬化模具钢成为模具制造商使用的新的优异材料。与P20注射模具钢相比，这是一种更好的选择。其热导率比P20高18%，这能缩短成型周期。另外，这种钢还易于快速机械加工，其屈服强度比P20高15%～20%。美国Industeel公司供应这种钢材，牌号有Superplast^®300、350和400。总的来说，钢材的成本只占模具总成本的10%～15%。这种钢材有一些优点，如机械加工快，停机时间短；热导率高，因而成型周期短，这补偿了钢材成本差^[28]。

此外，研究人员还为医药、食品接触以及清洁环境的敏感应用等开发了一系列不锈钢推杆，这就是美国Hasco公司的Z413推杆。这种钢中含铬量高（质量分数为16%～18%），耐腐蚀，而且使推杆销能长时间耐磨^[28]。

用于微孔成型模具的钢材有几种，它们都遵循通常注射成型的规则，而且具有更长的使用寿命，因为微孔成型的物料黏度低，因而注射压力和锁模力也都低^[29]。

2.碳化钢材料

如果要成型玻璃纤维含量高的增强材料（质量分数高于40%），为了确保合理的模具寿命，有必要使用碳化钢材料。这是应用中最好的材料，耐磨性好，延展性高。但如果机加工不当，可能出现裂纹。碳化钢的洛氏硬度能达到90～95HRC。

3.铝合金

尽管由于热导率好，可以使用铝合金，但是铝合金仅可以用于型腔和一些需要高效冷却的嵌件。不过，重型铝合金有可能用于微孔成型模具，如7075-T6[热导率为140W/（k·m）]，拉伸强度为503MPa，布氏硬度为150HBW^[29]。另一种用于快速成型和小批量生产（小于25万件）的常用模具材料是QC-7。这种材料很容易加工，但也很容易损坏，难以焊接，洛氏硬度只有5HRC。

所以，精密注射成型模具要采用长寿命、可靠性高的钢材。将铝和钢进行组合后能成功用于微孔成型，其冷却时具有高热导率铝的优点，而在模具上高耐磨处钢又具有高耐磨性。此外，模架也应该使用钢材。(www.daowen.com)

4.烧结金属材料

烧结金属也用于微孔成型，其优点是可以通过烧结金属的多孔表面进行排气。但是，这种模具的使用寿命不超过10万件，只推荐用于未填充或者是填充量不是很高的聚合物微孔成型。最大注塑件尺寸限制在25～65cm²，洛氏硬度≤50HRC。

此外，使用烧结金属制作微孔成型模具最为引人注目之处是烧结材料本身的多孔结构，这种结构可以解决微孔成型的临时排气问题。因为烧结金属材料在模具所有位置上都是多孔结构，注塑件内的气体可以从模具任何位置处的多孔烧结金属逸出，这部分解决了表层夹气所产生的表面粗糙问题，因为表层内的气体很容易通过模具壁面排出去。但是，如果温度控制不当或者局部机械剪切热导致材料分解，多孔材料将很容易被分解的材料堵住。其他的填料和颜料等也有可能会滞留在多孔材料表面上，最终堵塞其排气通道。所以，即使使用多孔材料制作微孔成型模具，模具上仍然需要排气通道。

5.其他

对于微孔注塑件，在需要强化冷却处有嵌件或芯时，最好采用铍-铜合金。这种合金既有所需的硬度（洛氏硬度为42HRC），也有很好的热导率。一般来说，铍-铜合金的热导率可能为钢的6倍。因此，对于有高效冷却要求的注塑件，这种合金能够使注塑件设计具有特殊的优点。1.7%（质量分数）是传统模具制造中常用的铍含量，这种合金的拉伸强度高达1200MPa，可以硬化到440HBW。对于微孔成型模具，铍可以用于型芯、嵌件、流道和热点处如凸起等，这些地方都是微孔注塑件从模具中推出后后爆最为常见的位置。实际使用中，一般硬度达到330～360HBW就足够了。有关模具材料的更多资料以及如何选材等可以从模具制造书上获得^[29]。

下面根据不同的要求对模具材料进行简单的总结。特殊注塑件微孔成型可能需要所有的，也可能仅需要其中的一部分。

1）模具材料应该不用机械加工，以降低刀具成本。

2）用120#粒度的磨石磨5min，达到1级表面质量。

3）硬度要高，能耐磨损，一般洛氏硬度大于50HRC。

4）弯曲30°500万次而不破裂。

5）用水冷却时，热导率要高

6）成本低。