UHMW（超高分子量聚乙烯，UHMWPE）模具以其卓越的耐磨性、自潤滑性與耐腐蝕性，成為耐磨、潔凈、低摩擦工況下的核心方案，

廣泛用于料倉襯板、輸送導軌、滑塊、食品醫療模具等場景。其材料選擇需兼顧基體材質、功能改性、模架匹配、加工工藝四大維度，

同時平衡性能、成本與全生命周期效益，以下為系統化選型指南。

一、UHMW 模具核心材料體系

UHMW 模具并非單一材質，通常由模架（承載結構）+ 模芯 / 型腔（成型接觸）+ 功能改性層（強化性能） 三部分組成，材料選擇需分

層匹配工況需求。

1. 模芯 / 型腔核心材質選型

模芯與型腔直接接觸熔體與制品，是模具性能的核心，需優先匹配耐磨性、耐腐蝕性、自潤滑性、尺寸穩定性四大指標，主流材質分為

純料 UHMWPE、改性 UHMWPE、復合增強三類，具體選型如下表：

2. 模架材料選型

模架承擔承載、導向、鎖模功能，需具備高剛性、耐變形、易加工、低成本特性，與 UHMW 模芯形成 “強支撐 + 耐磨成型” 的組合結構，

主流選擇如下：

基礎型模架：選用 SM45、S50C 碳素結構鋼，硬度 HB160-200，成本低、易加工，適合中小批量、低負荷 UHMW 模具，適配普通模壓 / 

注塑工藝。

強化型模架：選用 45# 鋼、P20 預硬鋼，經調質處理，剛性提升 20%-30%，變形量≤0.02mm，適合中批量、中等負荷工況，可直接加工

導柱、澆口等結構，無需額外熱處理。

重載型模架：選用 H13（4Cr5MoSiV1）、SKD61 熱作模具鋼，熱處理后硬度 HRC48-55，耐磨損、抗熱疲勞，適合高批量、高沖擊、高溫

工況的 UHMW 模具，使用壽命可達 100 萬模次以上。

3. 功能改性層與鑲件材料

針對局部高磨損、高精度、特殊潔凈需求，可通過表面改性、金屬鑲件強化局部性能，常見組合如下：

表面改性：對 UHMW 模芯進行等離子處理、噴涂 PTFE 涂層，提升表面硬度與耐磨性，摩擦系數從 0.1 降至 0.05 以下，延長壽命 3-5 倍，

適合高頻摩擦場景。

金屬鑲件：在 UHMW 模架內嵌入不銹鋼（304/316L）、鈹青銅鑲件，用于澆口、頂針孔、定位孔等易磨損部位，兼顧 UHMW 的成型優勢

與金屬的高強度，避免局部變形與磨損。

抗靜電 / 阻燃改性：選用添加抗靜電劑、阻燃劑的 UHMW-PE203/204/205，適用于礦山、化工等防爆環境，或電子元件模具，避免靜電

吸附粉塵與火災風險。

二、UHMW 模具材料選擇核心原則

1. 工況匹配原則

負荷與摩擦：低負荷（≤5MPa）、低摩擦場景選純料 UHMWPE（GUR4120）；中負荷（5-15MPa）選中高分子量 UHMWPE（X201）；

高負荷（≥15MPa）、高頻摩擦選高分子量 UHMWPE（GUR4152NH）或復合增強料。

溫度環境：常溫（-20℃~60℃）選常規 UHMWPE；高溫（60-80℃）選耐熱改性 UHMW-PE202；極低溫（-200℃~-20℃）選高分子量

 UHMWPE，其在 - 269℃下仍保持韌性。

介質與潔凈：食品 / 醫療場景選 FDA 認證純料 UHMWPE（無添加、無毒）；化工腐蝕場景選耐強腐蝕 UHMWPE，可抵抗 98% 濃硫酸、47%

 氫氟酸侵蝕；防爆場景選抗靜電 / 阻燃改性料。

2. 工藝適配原則

模壓成型：適合大尺寸、復雜形狀模具，選用中高分子量 UHMWPE（X201、GUR5113），搭配強化型模架（45# 鋼、P20），確保成型壓力穩定

（偏差≤0.05MPa）。

注塑成型：需選注塑級 UHMWPE（三井 LUBMER?、泰科納 GHR8110），其流動性優化，可實現復雜結構一體成型，模架選用 H13/SKD61，

適配高壓力、高溫度注塑工藝。

機械加工：選用塊料 UHMWPE，通過 CNC 銑削、車削加工，優先選分子量 300-500 萬的純料，加工效率高、表面粗糙度可達 Ra0.8μm，

適合精密模具型腔。

3. 成本與壽命平衡原則

小批量 / 低負荷：選純料 UHMWPE + 基礎型模架（SM45），成本低、易維護，單件模具成本可降低 40%-60%。

中批量 / 中負荷：選中高分子量 UHMWPE + 強化型模架（P20），性價比最高，壽命提升 2-3 倍，全生命周期成本降低 30%。

高批量 / 高負荷：選高分子量 UHMWPE + 重載型模架（H13），雖初期成本高 30%-50%，但壽命可達 5-8 年，年維護成本降低 70%，長期更經濟。

三、典型場景材料選型方案

1. 食品 / 醫療模具（潔凈、無毒、易清洗）

核心材質：三井化學 LUBMER?純料 UHMWPE（FDA 認證），分子量 300-500 萬，無毒、無析出、耐清洗。

模架：304 不銹鋼模架，耐腐蝕、易清潔，避免金屬銹蝕污染制品。

改性：可選表面 PTFE 涂層，提升脫模性，減少食品 / 藥液殘留。

工藝：模壓成型，溫度控制 60-70℃，避免材料熱變形，確保尺寸精度 ±0.1mm。

2. 礦山 / 重工耐磨模具（高負荷、強磨損、抗沖擊）

核心材質：塞拉尼斯 GUR4152NH 高分子量 UHMWPE，分子量 800 萬以上，耐磨為碳鋼 6-7 倍，抗沖擊強度居塑料之首。

模架：H13 熱作模具鋼模架，熱處理后 HRC50-55，耐沖擊、抗變形，適配高壓力模壓工藝。

改性：可選抗靜電 / 阻燃改性（UHMW-PE204），適配礦井防爆環境，避免靜電火花。

工藝：模壓 - 機加工復合工藝，確保厚壁件密實度≥98%，尺寸精度 ±0.02mm。

3. 自動化輸送模具（低摩擦、靜音、長壽命）

核心材質：塞拉尼斯 X201 中高分子量 UHMWPE，耐磨性提升 20%-30%，流動性優化，適配注塑成型。

模架：P20 預硬鋼模架，剛性好、變形小，可直接加工導柱、隨形冷卻水路。

改性：表面等離子處理，摩擦系數降至 0.05 以下，運行靜音，減少能耗 30%。

工藝：注塑成型，搭配分區控溫模架，升溫速率 8℃/min，冷卻時間縮短至 15 分鐘，效率提升 20%。

四、UHMW 模具材料選擇避坑指南

避免盲目選高分子量：高分子量 UHMWPE 加工難度大，需專用設備，小批量生產易導致成本過高，優先選中高分子量均衡型（X201、GUR5113）。

忽略熱變形風險：UHMWPE 熱變形溫度僅 70-80℃，模具設計時需預留 5%-8% 的熱膨脹余量，避免高溫下變形，同時控制成型溫度不超過 80℃。

模架與模芯匹配不當：模架剛性不足會導致模芯變形，高負荷場景必須選用 H13/SKD61 模架，動定模配合間隙≤0.02mm，確保精度。

改性材料濫用：食品 / 醫療場景禁用含填料、添加劑的改性料，需選純料 UHMWPE，避免有害物質析出。

忽視全生命周期成本：初期成本低的基礎型模具，后期維護成本高 3-5 倍，高批量場景優先選強化型組合，長期更經濟。

總結

UHMW 模具材料選擇的核心是“工況精準匹配 + 工藝適配 + 成本平衡”，通過分層選型（模芯、模架、改性），可兼顧性能、壽命與經濟性。

食品 / 醫療場景選純料 UHMWPE + 不銹鋼模架，礦山場景選高分子量 UHMWPE+H13 模架，自動化場景選中高分子量 UHMWPE+P20 模架，

均能實現高效生產與低成本運營。合理的材料選型不僅能提升模具壽命 3-5 倍，還能降低維護成本 70% 以上，是 UHMW 模具應用的關鍵核心。