国内外模具钢材技术发展比较分析

    模具是工业发展的基石，世界各国的制造业为了降低产品成本，提高产品质量和生产效率，改善材料利用率，节约能源，广泛地采用各种模具成形：工艺代替传统的切削加工工艺。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会负责人罗百辉介绍，目前机械制造、电子工业、轻工业等工业部门的产品约有60%~80%的工件采用模具成型。很多产品的质量、尺寸精度、表面粗糙度、更新换代的速度和产品的成本，很大程度上取决于模具的质量、使用寿命和制造周期。作为主要模具材料的模具钢则是模具制造的基础，随着模具工业的迅速发展，对模具钢的数量、质量、品种、规格、性能等各个方面、不断地提出更高、更新的要求。近年来，国内外模具钢的产量、生产技术、工艺装备、质量、品种等方面都取得了比较迅速的发展。
　　我国模具钢的产量早已位居世界的前列。近20年来模具钢的产量增长很快，领先于其他钢类，模具钢的产量占合金工具钢的80%左右。随着模具工作条件的日益苛刻，各国在原有的冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类的基础上，又相继发展了不少适应新的要求的新钢种。 冷作模具钢中，所发展的材料有：
　　(1)高韧性、高耐磨性模具钢这些钢C、C含量低于传统的Crl2型模具钢，增加了Mo、V合金数量，其耐磨性优于Crl2MolVl钢，韧性和抗回火软化能力则高于Crl2，如美国钒合金钢公司早期发表的VascoDie(8Cr8M02V2Si)、日本大同特殊钢公司的DC53(CrSM02VSi)，我国自行开发的则有7CrTM02V2Si(LD钢)、9CrW3M02V2(GM钢)等，分别用于冷挤压模具，冷冲模具及高强度螺栓的滚丝模具。
　　(2)低合金空淬微变形钢这类钢的特点是合金含量低(≤5%)，淬透性、淬硬性好，Φ100mm的工件可以空冷淬透、淬火变形小、工艺性好，主要用于制造精密复杂模具。如美国ASTM标准钢号A4(Mn2CrM-o)、A6(7Mn2CrMo)、日本大同特殊钢公司的G04。我国自行研制的Gr2Mn2SiWMoV和8Cr2MnMoWVS等钢种也属于低合金空淬微变形钢，后一种钢号还兼备优良的切削性。
　　(3)火焰淬火模具钢这类钢的特点是淬火温度范围宽，淬透性好。由于火焰局部淬火的工艺简便、以缩短模具制造周期，降低制造费用等特点，已经广泛地用于制造剪切、下料、冲压、冷镦等冷作模具，特别是大型镶块模具，如东风汽车公司采用我国研制的7CrSiMiMoV火焰淬火钢制造汽车大型覆盖件镶块冲模刃口材料，取得了很好的使用效果。这类钢代表性的钢号有日本爱知公司的SX5(Cr8MoV)，大同特殊钢公司的G05，日本日立金属公司的HMDl。
　　(4)粉末冶金冷作模具钢采用粉末冶金工艺生产的高碳高合金钢，由于钢液雾化形成的微细钢粉凝固很快，可以完全避免一般工艺生产的高碳高合金冷作模具钢在浇注后缓慢凝固产生的粗大碳化物和偏析等缺陷。特点：磨削性好、韧性好、等向性好、热处理工艺性好。已发表的粉末冷冶金钢号有美国坩埚钢公司的CPM9V，CPMl0V，日本日立金属的HAP40等。