完善模具钢钢种系列
盘起工业(大连)有限公司市场部课长张佳强先生
世界工业经济和科学技术的发展带动了模具制造业的快速发展,使模具钢发展成为品种众多,规格齐全的钢种,而且在国外出现了高合金化、高品质、优化、低级材料强化等趋势,模具钢已成为高品质钢材的代名词。
近年来我国的模具生产发展较快,特别是少无切削和精密成形技术的快速发展,对模具材料的性能要求越来越高。国内一些大学、研究所、钢厂和模具使用单位相继开发了许多具有优良性能的模具钢,使模具的使用寿命得到了很大提高,并使我国模具钢的钢种系列逐渐得到了补充和完善,在GB/T1299-2000《合金工具钢》标准中包含有37个钢种。模具钢材料主要分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。
尽管如此,上述模具钢系列尚不能满足我国模具工业快速发展的需要,与国外相比还有很大差距,部分导致我国每年都要从国外进口约25%的模具,它们全部是中、高档模具。
目前国内模具钢按其材质及用户使用情况来看,可以分为低、中、高档三个方面。而从模具钢市场份额来看,占主导地位的是高档模具钢市场,它将是国内模具业发展的趋势,潜力巨大。迄今为止这一市场国内产品的占有率很少,主体是外资及出口为主的模具制造厂家。它们对模具钢质量要求较高,通常采用国际招标的方式组织货源或由母国提供,所以绝大部分为进口产品,少量使用中国的高品质材料,进口价格比国产价格的高两倍左右。
国内模具钢的开发与应用存在诸多问题,因此我国模具钢工业尚需不断努力,采用先进的冶炼技术和设备,提高质量,降低成本,扩大模具钢的品种规格,积极推广应用性能较好的通用型模具钢,研发新的特殊性能的模具钢种,完善我国的模具钢系列,以满足高性能、长寿命的模具生产的需要,促进钢铁工业和模具行业的发展。
模具制造强国之路
模具技术国家重点实验室副主任胡树兵先生
近年来我国模具钢的生产取得了长足进步,我国已成为一个模具制造大国,但与模具制造强国相比,还有相当的距离。我国模具制造工业主要存在以下问题:模具钢品种规格不全,高质量、高性能模具钢的品种少,尚未形成塑料、玻璃、建材、陶瓷等专用的非金属制品模具钢系列;扁钢、模块、精料制品的比例较低,精密、大型、复杂、长寿命模具的制造能力不足;模具钢生产的专业化程度低。这导致我国每年需要大量进口模具成品和模具钢材,尤其是高档模具。
我国政府、企业、科研院所应该共同努力,使我国在5~10年内由一个模具制造大国变成模具制造强国。
(1)国家应该投入大量资金、人力,联合研究所、钢厂、用户对多种新型模具钢进行研究和开发,使模具钢品种和规格齐全。
(2)提高模具钢的内在质量。我国模具钢的纯净度和等向性存在问题,同样牌号的模具钢使用寿命往往只有国外模具钢的一半,甚至更低。而国外模具钢多采用电炉熔炼+炉外精炼技术,以及炉外真空精炼工艺,有效提高了钢的纯净度。
(3)引导模具制造企业向专业化、规模化方向发展,扶植几个特大型的模具专业制造企业。
(4)加强高性能新模具钢钢种的推广应用。
(5)模具的失效多数由表面损坏引起,应推广和应用模具材料的新型表面强化技术、模具的修复再生技术,可大幅度提高模具使用寿命,降低成本。
(6)从设计、材料、制造、使用、管理、装备等方面综合着手,联合攻关精密、大型、复杂、长寿命模具的制造,减少进口。
合理选用材料
汽车覆盖件大多为钣金制件,靠冲压实现加工,其模具具有形状复杂、精度较高、寿命要求较高、结构尺寸大、设计制造环节多、周期长等特点。为了达到模具的质量和寿命要求,结构的合理性、加工的准确度、调试的水平及科学合理地选用材料等是非常关键的要素。
模具材料按用途分主要有结构部分材料和工作部分材料。结构部分零件主要有模座、压退料装的基体、附件(如导向装置、固定板、垫板、支撑限位部件、调整垫、取送件装置、运输连接板)等。工作部分零件主要指成形、冲切模口。结构部分大型零件常用材料为铸铁HT250、HT300,当成形部分与模座为一体时用合金铸铁;附件等中小型零件常用材料为中、高碳钢,如45、T8A、T10A。工作部分材料的选用应根据制件钢板厚度、形状复杂程度、模具寿命要求及用户的不同要求。对于拉延成形类模具而言,当寿命要求在50万次或以上、薄板时,常用材料为合金铸铁(如MoCr铸铁等)或球墨铸铁,热处理为对棱线圆角部位局部火焰淬火,HRC50左右;当模具寿命在20万次或以下时,工作部分可选用HT300,不做热处理。当模具寿命要求很高及板材较厚时,应在有材料流动部位、形状变化剧烈部位等易磨损处镶合金工具钢并热处理HRC58-62。对翻边整形和冲裁类模具,模口常采用镶拼式结构,薄板时模口材料多选用火焰淬火钢7CrSiMnMoV, 板材较厚时常用合金工具钢,如Cr12MoV, 9SiCr等。
企业在选用模具钢材料时应考虑选择加工技术成熟稳定的材料,品种不宜过多,新材料选用前应充分了解其技术指标和性能,必要时应作试验。
北京比亚迪模具有限公司技术部部长陈再华先生
研发新型材料
天津汽车模具有限公司设计部副部长苏越先生
众所周知,目前国际汽车模具市场正在向中国进行战略转移,这对中国汽车模具企业而言是一次重要的发展机遇,同时也是一次优胜劣汰、重新洗牌的战役。在这场战役中遇到的第一个难题,就是模具材料的问题。
一直以来,国内汽车行业所使用的模具材料主要包括铸态和锻态两大类。铸态材料常用的牌号为HT300、钼铬铸铁、铸态风冷钢(7CrSiMnMoV),铸铁材质主要用于模具基体,铸钢材质则用于镶块。锻态材质常用的牌号为锻态风冷钢(7CrSiMnMoV)、Cr12MoV,主要用于各种镶块。国内和日本最常用的风冷钢(7CrSiMnMoV)和Cr12MoV由于Cr含量太高,热处理变形较大,在欧美已被淘汰,取而代之的是焊接和热处理性能更好的低Cr合金钢,而铸铁类材料在欧美主要采用的是球墨铸铁。
我们公司以前没有用过以上这两种材质,供货商也没有生产过。如果全部依赖进口,将使成本居高不下,失去竞争优势;而使用国产材料又没有合适的供货商,质量风险太大。模具材料方面的差距不但反映了国内汽车模具行业与国外同行业水平上的差距,同时也暴露出了我国基础工业的薄弱。
在这种情况下,我们只能是一方面依赖进口,以保障项目进度和质量,同时还可以积累这些材质在加工和使用方面的经验;另一方面积极配合原材料供应商,研发新型材料。目前,我们已经成功开发出了符合外商要求的新型材料,并投入批量使用。
(现代制造网)
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