P20（國標 3Cr2Mo、德標 2311）是注塑行業最常用的預硬型模具鋼，出廠硬度穩定在 HRC30–36（285–330HB），無需二次淬火即可直接加工，兼具良好切削性、拋光性與韌性，適配中批量、中精度注塑模具。以下從選材、加工、熱處理、焊接、使用與維護、質量驗收全流程，給出行業公認的規范要求，確保模具壽命與成型質量穩定。

一、選材與適用范圍規范

1. 適用場景

P20 優先用于成型 ABS、PP、PE、PS、PC 等普通工程塑料，適配日用品、家電外殼、汽車內飾件、中小型精密模具，模具壽命通常為 10 萬–50 萬模次；可用于模架 A/B 板、方鐵、型腔型芯，也可經表面強化后用于玻纖增強塑料成型。其預硬特性可大幅縮短模具制造周期，降低熱處理成本，是性價比極高的通用模具材料。

2. 禁用與限制場景

嚴禁用于成型 PVC、含氟 / 氯阻燃塑料、高腐蝕性材料，未做表面處理時易生銹，長期接觸會導致型腔腐蝕、精度下降。

不適合玻纖含量＞30% 的高磨損工況，以及模次＞100 萬的長壽命模具，此時需升級為 H13、S136 等耐磨、耐腐蝕鋼材。

長期工作溫度需低于 400℃，避免高溫導致硬度驟降，影響模具尺寸穩定性與耐磨性。

截面＞400mm 的超大型模具，心部硬度可能低 2–3HRC，需謹慎選用或升級為 718 等含鎳材料，以保證整體硬度均勻性。

二、機械加工規范

1. CNC 加工

刀具優先選硬質合金或涂層刀具，粗加工采用大背吃刀量（0.5–1mm）、中低轉速，精加工降低進給量（0.05–0.1mm/z）并提高轉速，避免崩刃；加工余量單邊預留 0.2mm，精加工控制在 0.02–0.05mm，保證尺寸精度；全程使用水溶性切削液降溫，及時清理切屑，減少刀具磨損與工件熱變形。對于復雜型腔、深腔結構，建議采用分層加工策略，避免刀具顫振導致表面質量下降。

2. 電加工（線切割 / 電火花）

加工后必須做去應力回火（250–300℃保溫 2–4 小時），尤其最小尺寸＞300mm 的工件，防止加工應力引發變形或開裂；電火花加工后表面會形成變質層，硬度高且脆性大，需拋光至 Ra0.2–0.4μm，避免殘留變質層影響塑件外觀與脫模。線切割時應合理選擇切割路徑，減少應力集中，必要時采用多次切割工藝提升精度。

3. 拋光與紋理

P20 可拋光至 #2000–#4000 目，適合中等光澤塑件；拋光需遵循粗到細的砂紙 / 研磨膏順序，避免單向打磨產生紋路，拋光方向應與脫模方向一致，減少脫模阻力；蝕刻前確保表面無劃痕、無應力，保證紋理均勻清晰，蝕刻后需進行清潔與鈍化處理，防止表面銹蝕。

三、熱處理規范

1. 出廠狀態使用

P20 為預硬態供貨，嚴禁二次整體淬火，淬火易導致開裂；僅允許退火軟化（760–780℃爐冷至 500℃后空冷），便于復雜結構加工，加工后需重新回火恢復硬度。回火溫度應控制在 550–600℃，保溫 2–4 小時，確保硬度穩定在 HRC30–36 區間。

2. 表面強化處理

需提升耐磨性與耐腐蝕性時，采用氮化處理（500–520℃保溫 12–24 小時），表面硬度可達 HRC65–68，深度約 0.1mm，可延長模具壽命至 100 萬模次以上；也可鍍鉻或做 PVD 涂層（如 TiN、CrN），適配玻纖增強與輕度腐蝕工況。表面強化前需確保工件清潔，無油污、銹跡，避免影響涂層結合力。

四、焊接修復規范

1. 焊前準備

焊接前整體預熱至 200–250℃，選用 P20 專用焊絲或低氫焊條，確保材質匹配；清理焊接區域油污、銹跡，開合理坡口，避免雜質混入焊縫。預熱應均勻，避免局部過熱導致應力集中。

2. 焊接與焊后處理

采用氬弧焊或激光焊，控制焊接熱輸入，避免局部過熱；焊后立即進行去應力回火（250–300℃保溫 2–4 小時），緩慢冷卻，防止焊縫開裂與應力集中；焊后需打磨、拋光，確保與母材表面一致，必要時進行無損檢測（如磁粉探傷），確保焊縫無裂紋、氣孔等缺陷。

五、生產使用與維護規范

1. 生產操作

注塑溫度控制在材料推薦范圍，避免超溫導致模具軟化；選用適配脫模劑，減少粘模與磨損；定期檢查型腔、型芯表面，及時處理劃痕、銹蝕，防止缺陷復制到塑件。對于玻纖增強塑料，應適當降低注射速度與壓力，減少模具磨損。

2. 日常維護

生產間隙及時清理模具內殘留塑料與雜質，涂防銹油保護；長期存放需密封防潮，定期檢查防銹層，避免銹蝕；每生產 10 萬模次左右，檢查模具尺寸與表面狀態，必要時拋光修復。對于高磨損區域，可采用局部堆焊或鑲嵌耐磨塊的方式延長壽命。

六、質量驗收規范

進廠需核對材質證明，檢測硬度（HRC30–36）、金相組織，確保無疏松、夾雜、裂紋；加工后檢測尺寸公差、表面粗糙度，型腔型芯需符合圖紙要求；表面強化后檢測硬度與層深，焊接區域需做無損檢測，確保無缺陷。驗收時應重點關注大截面工件的心部硬度，以及復雜結構件的應力釋放情況，避免后續使用中出現變形或開裂。

P20 的穩定使用依賴全流程規范管控，從選材到維護嚴格遵循行業標準，既能發揮其性價比優勢，又能保障模具壽命與塑件質量，是中小型注塑模具的可靠選材方案。