模具材料选择：常用模具钢、硬质合金与镀层材料特性对比

做非球面模具这么多年，我越来越觉得材料选择是决定成败的第一步。你想想看，模具钢选错了，后面抛光再努力也白搭。今天我就把几种常用材料的底细跟大家聊聊。

一、常用模具钢：NAK80 与 STAVAX

这两种钢，做非球面模具的应该都不陌生。它们各有各的脾气。

NAK80 是我个人比较喜欢的入门级材料。它最大的好处是预硬态交货，买回来直接就能加工。我记得刚入行那会儿，有个急单，客户要 3 天出样，就是用 NAK80 赶出来的。不过要注意，它的耐腐蚀性一般，加工完要赶紧防锈。

STAVAX 就不一样了。这材料硬度高，抛光后能达到镜面级。我做过一个高要求的手机镜头模仁，客户要求表面粗糙度 Ra < 5nm，最后就是用 STAVAX 搞定的。但它热处理后会有变形，精加工前得留余量。

二、硬质合金：当精度遇上寿命

有些场合，模具钢扛不住。比如批量特别大，或者要加工玻璃非球面透镜。这时候就得请出硬质合金了。

硬质合金的硬度能达到 HRA 88~92，耐磨性比模具钢高一个数量级。我见过一副硬质合金模仁，打了 50 万模，型面磨损还不到 0.5μm。但它的缺点也很明显——加工难度大，只能用磨削或放电加工。

三、镀层材料：DLC 与 TiAlN

光有基体材料还不够，表面镀层才是点睛之笔。我常用的两种镀层：DLC 和 TiAlN。

DLC 这东西，说白了就是给模具表面穿了一件「金刚石内衣」。它的摩擦系数极低，脱模特别顺畅。我做非球面透镜模仁，只要产品有脱模困难，第一反应就是上 DLC。不过它怕高温，超过 400°C 就不行了。

TiAlN 正好相反。它耐高温，适合热压成型工艺。我有个做玻璃非球面透镜的客户，成型温度 600°C 以上，模具钢基体加 TiAlN 镀层，用了两年没出问题。

四、材料选择决策流程

说了这么多，到底怎么选？我一般按这个逻辑来：

1. 先看成型工艺： 热压还是注塑？热压优先考虑硬质合金 + TiAlN。
2. 再看批量大小： 小批量试制用 NAK80，大批量量产用 STAVAX 或硬质合金。
3. 最后看表面要求： 需要镜面抛光？STAVAX 是首选。需要脱模？加 DLC 镀层。

下面这张图，是我自己总结的材料选择框架，分享给大家：

五、我的实战建议

最后，说几点掏心窝子的话：

• 别迷信材料： 再好的材料，加工工艺不对也是白搭。我见过有人用 STAVAX 做模仁，结果热处理变形没控制好，整个模仁报废。
• 镀层不是万能药： DLC 镀层确实好，但基体表面粗糙度如果达不到要求，镀层附着力会出问题。我曾经遇到过镀层起皮，就是因为基体抛光没到位。
• 成本要算总账： 硬质合金模仁虽然贵，但寿命长。如果批量大，综合成本反而更低。这个账要算清楚。