國內模具鋼近期發展重點

目前我國模具選材用鋼較為廣泛，除了工具鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼）外，還有軸承鋼、彈簧鋼、調質鋼、滲碳鋼、不銹鋼等，鋼種達數十種之多，但常用的只有二十余種，而用量最多的只有八種： Cr12、Cr12MoV、CrWMn、3Cr2W8V、5CrMnMo、SCrNIMo、45、40Cr。據估計，這八個鋼號年用量占我國模具鋼年總用量的80％。

隨著工業生產發展和少、無切削工藝廣泛應用，對模具鋼性能提出了更多、更高的要求，常用鋼種已經不能完全滿足需要，迫切需要研制和應用新型模具鋼。

近年，國內研制了近二百種新型模具鋼種，如超硬高速鋼W10Mo4Cr4V3A1、W6Mo5Cr4VsiA1Nb等；強韌耐磨鋼7Cr7Mo2V2Si、Cr8MoV2Ti等；高速鋼基體鋼 65W3Mo2Cr4VNb、5OMo3Cr4SiMnAl等；中碳超高強度鋼 4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3MoMnVNbB等；時效鋼25Cr3NiMoAl、10Ni3MnCuAl等；火焰淬火鋼7CrSiMnMoV、7Cr2 SiMnMoV TiRe等；易切削模具鋼8Cr2MnWMoVS、5CrNiMnMoVSCa等。也引進了國際通用的幾種美國鋼號，如 D2（Cr12MolV1）、H13（4Cr5MoV1Si）、P20（3Cr2Mo）等。新鋼種滿足了模具較高力學性能、特殊工藝性能和特殊使用性能的需求，解決了模具設計、加工、使用中的一些難題，大幅度提高了模具使用壽命，帶來十分顯著的經濟效益和社會效益，對工業發展和少、無切削工藝廣泛應用起了極大促進作用。但因多種不利因素的影響，新型 模具鋼的應用量仍然較少，年用量僅相當于模具鋼年總用量的1／40～ l／ 50。當然其用量仍呈逐年上升態勢。

90年代，我國模具工業進人了快速發展時期，這極大地促進了模具鋼生產、應用技術的進步。通過引進先進的設備和技術，已能生產高質量的模具鋼，有些鋼種的冶金質量已達到國際先進水平，并有少量出口，在國際上享有一定的聲譽。但應看到，我國模具鋼生產、應用的總體水平仍然較低，存在許多長期沒有解決的問題。國產模具鋼絕大多數是電爐鋼，鋼的成分偏析大，純凈度低，碳化物級別偏高，疏松級別超標，模塊的縱橫向性能相差懸殊。

模具鋼材料利用率低，原因是鋼材中圓棒料占85％以上，鋸料、改鍛中消耗量大；模塊、扁鋼、板材等品種很少，精品、制品更少。模具鋼改鍛效果差，絕大多數改鍛僅以模坯達到形狀、尺寸為目的，忽視組織改善，以致模坯中仍保留超級別的碳化物和不利的流線分布。模具選材和熱處理不當也是模具鋼應用中一個突出問題。模具設計、制造者不熟悉材料和熱處理，熱處理技術人員不熟悉模具工況條件，常常造成選材或熱處理工藝不與模具相匹配。此外，熱處理工藝執行不嚴，熱處理設備和工藝落后，操作不當造成模具變形、開裂，是普遍存在的。調查表明，模具因選材和熱處理不當造成早期失效者占70％左右。表面處理在 模具上的應用，除滲碳、滲氮外，其它擴滲處理（滲非金屬，滲金屬）應用很少，鍍膜和噴涂處理應用更少。一些應用又常因種類和工藝選擇不當，達不到預期效果，甚至不但無益，反而有害，成為模具鋼應用技術中一個薄弱環節。

國內模具鋼近期發展重點應在下列幾個方面：

（1） 提高冶金質量，增加品種規格，壞料制品化、精品化

采用先進的設備和技術，采用先進的冶金方法和工藝，如爐外精煉，電渣重熔，真空處理，多向鍛軋，精鍛、精軋，生產純凈度的優質鋼材；增加生產高均勻性、高等向性的模塊、扁鋼、方鋼、板材等。通過機加工、調質處理等方法提供制品化、精品化的模具鋼產品。把我國豐富的合金資源及勞動力資源轉化為模具鋼產品優勢，提高國際市場競爭力，擴大出口，這是我國模具鋼發展的戰略目標。

（2） 研制、推廣應用新型模具鋼

國內新型模具鋼種類繁多，但研制新型模具鋼的空間仍然很大、況且有些新鋼種性能有待改進。如鋁合金大型鑄件日漸增多，研制大型鋁合金壓鑄模具鋼仍是當務之急。又如建筑業近年發展很快，研制價格低、耐磨性高、有足夠強韌性的陶瓷、耐火磚模具鋼也是一個急需解決的課題。

鑒于新型模具鋼能大幅度提高模具使用壽命，能解決模具設計、制造、使用、修復中的生產和技術難題，能獲得巨大綜合效益，應大力推廣應用新型模具鋼，可望新型模具鋼應用量逐年增加。同時也要重視老鋼種的使用，通過合理選材，采用新工藝，揚長避短，發揮其更大效用。

（3） 建立模具選材用材專家系統

隨著產品品種多樣化，模具工況條件復雜化，合理選材用材更顯重要和迫切。已有的研究工作積累了大量數據資料，在此基礎上補充完善鋼種性能數據，總結國內外在模具材料技術領域的最新成果和經驗，借助日益廣泛普及應用的現代計算機技術，建立具有指導性強、先進、可靠、實用的模具鋼選材用材專家系統勢在必行。

（4） 建立塑料模具鋼系列

我國塑料工業發展很快，塑料制品廣泛用于農業、機械、化工、建筑、玩具、日用品、汽車、燈具，家用電器等，需求量大，質量要求高，與之相應，塑料模具鋼需求量急速增加，對鋼的使用性能、工藝性能也提出了更高要求。但目前塑料模具選材比較混亂，無章可循，隨意性大，影響了模具使用壽命，也影響了塑料制品質量和市場競爭力，急需通過研制、引進、補充完善鋼種，建立適合我國的塑料模具鋼系列，使塑料模具鋼冶煉、質量控制、供貨、選材、加工和使用水平上一個新的臺階。

（5） 加強表面處理技術的應用

表面處理能在保持模具心部原有成分和性能的基礎上，賦予模具表面特殊使用性能（主要是耐磨性、耐蝕性等），大幅度提高模具使用壽命，拓寬了模具鋼應用范圍，還可以價格低的模具鋼取代價格高的模具鋼，因此有廣闊應用前景，受到世界各國的重視。我國應大力加強表面處理基礎理論和應用研究，采用先進設備和技術，以期多種類、高質量的表面處理在模具上廣泛應用。