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新型高檔模具鋼產業 我國近期發展重點

時間:2011-07-13

來源:網絡轉載

導語: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。

  據綜合媒體報道: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。

  在享譽聲譽的同時應看到,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。

  模具鋼的現狀

  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。

  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%。

  國際模具及五金塑膠產業供應商協會負責人羅百輝指出,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。

  新鋼種的研制

  近年國內研制了近200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、7Cr2SiMnMoVTiRe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,其用量呈逐年上升態勢。但是,目前我國高檔市場國產模具鋼占有率低,國產模具鋼還不能全部滿足國內模具行業的需求,每年約有25%的模具需從國外進口,主要為中、高檔模具。原因之一是國產合金鋼在品種、質量、尺寸規格及性能等方面還與國際先進水平有一定的差距。

  模具鋼市場分析

  羅百輝表示,目前國內模具鋼按其材質及用戶使用情況來看,可以分為低、中、高檔三個方面。

  低檔市場,主要是一些日用五金、日用塑料生產企業所用的模具。對模具鋼沒有特別的要求,只求價格低廉。不需要國有大鋼廠的產品,更不需要進口產品,通常選擇鄉辦或民營企業的產品。

  中檔市場,以國內中型模具制造企業為主。對模具鋼的要求較嚴,確保材質穩定、價格適中,基本采用國產模具鋼。但注重產地,一般以上鋼五廠、撫順特鋼[8.201.86%股吧]、大治特鋼、長城鋼廠等國企產品為主。其價格為進口模具鋼的1/3左右。

  高檔市場,主體是外資(包括港資、臺資企業)及出口為主的模具制造廠家。對模具鋼質量要求較高,通常采用國際招標的方式組織貨源或由母國提供。所以絕大部分為進口產品,少量使用中國的高品質材料。其模具鋼進口價格比國產的高2倍左右。

  從模具鋼市場分布格局來看,高檔市場這一占主導地位的模具鋼市場,迄今為止國內產品的占有率很少,而這一市場將是國內模具業發展的趨勢,潛在市場很大。

 

  國內外差距

  據羅百輝調研發現,國產模具鋼與國外相比,確實存在一定的差距。比如國產的通用性模具鋼H13、D2、LD、P20、PMS、SKD61等品種內在質量均能達到美國模具鋼通用標準ASTMA681,屬國際一般水平,基本上能滿足國內外一般模具用戶的使用。但對高標準模具鋼用戶提出的高要求,如沖擊韌性、碳化物低偏等殘余元素控制、高質量長壽命要求等,目前還無法滿足。如冷作模具鋼要求在低溫條件下具備耐磨損、抗塑性交形、抗崩角、抗整件開裂、可機加工性和可磨削性等各種性能。而塑膠模具用鋼要求具有高光潔度表面、耐腐蝕、耐磨損、高熱傳導性、機加工性、拋光性、蝕刻性能等。據國內外塑料模具技術比較顯示,國外的淬火鋼模具壽命在160-300萬次,國內只有50-100萬次,非淬火鋼模具壽命國內也只有國外的一半。鋼材質量是造成這一狀況的其中一個原因。如一些特鋼廠采用普通廢鋼加生鐵電爐的冶煉方式,缺乏優質鐵水,導致生產成本高,在殘余元素控制上與國外有一定的差距。

  另外,國產模具鋼新品種少。近年來,國外一些著名模具鋼生產企業研制開發了許多模具鋼新品,如Q90M熱作模具鋼、高強韌性模具鋼、DH13、DH53、火焰淬火模具鋼、粉末冶金冷作模具鋼等,這些高性能模具鋼成了當前國際模具市場的典型品牌產品。現在國外一些特殊鋼生產企業緊跟國際模具制造業發展的趨勢,以節能、節材、縮短工模具制造周期為出發點,確立模具鋼向品種、規格多樣化、精料化和制品化方向發展的戰略,開發模具鋼的深度加工和經淬火回火處理。采用這種模塊、模板,可使模具制造企業的生產效率大幅度提高,模具制造周期進一步縮短,從而降低制造成本。由此,贏得了市場的青睞。相比之下,國產的高性能模具鋼新品較少,一些生產高檔模具廠家自然選擇國外的產品。國產模具鋼應把適應模具產業發展的需求作為科研和開發方向。

  國內模具鋼未來發展

  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,建立適應我國模具產業發展需求的選材用材專家系統。

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