模具材料的现在与发展

　　模具材料是模具制造业的基础，模具材料的性能、质量对模具的使用寿命有极大的影响。因此，模具材料的研究和开发，一直受到模具生产厂商的重视，并得到了迅速的发展。模具材料的发展也带动了工业产品向高级化、个性化、高附加值化的方向发展。

　　一、模具材料的现状

　　1、模具材料的生产

　　目前，模具材料生产厂对模具材料的冶炼质量都非常重视，把提高材料的纯净度作为一个主要方向。大多采用炉外精炼、真空脱气以及电渣重熔等新工艺，不断降低钢中的S、P含量。日本大同特殊钢公司把SKD61钢中S、P含量从0.03％降到0.01％以下。日立金属公司把SKD61钢中的P含量从0.03％降到0.001％，其冲击韧性提高二倍以上。北美压铸学会NADCA2003年标准中把S、P含量的要求控制在P≤0.015、S≤0.003。

　　对于高档的镜面塑料模具材料要提高钢的抛光性能和改善表面粗糙度。在冶炼时将钢中的含氧量降低，改善钢的性能。日本山阳特殊钢公司规定高纯度的模具钢中[O]≤10×10-6、[S]≤50×10-6，，提高了钢的纯净度、降低了夹杂物含量。

　　除了在冶炼工艺采用一系列的改善措施外，近年来，国外厂商在提高卡钢的等向性能，改善钢的纵横向性能之差，以期大幅度提高模具的使用寿命，如采用多向锻造工艺、改善锻造性能，消除碳化物偏向冲击韧性，有效地提高模具的使用寿命。

　　国内大多采用电炉钢冶炼，钢的纯净度差，表面脱碳层深，碳化物级别高，中心疏松超标。通过电渣重熔生产的模具钢所占比例较小，大约在十分之一。国外模具钢成材率在85％-90％，国内仅为70％，差距较大。

　　2、模具材料的应用和开发

　　在模具材料的开发和应用上，国外厂商基本上每隔1-2年都在推出一个新钢种。近年来，在塑料模具材料上，推出了不少新的钢种，也形成了各生产厂的系列。

　　日本大同特殊钢公司在塑料模具通用预硬钢方面有PXZ、PX5等，用于大型蚀花模具和大型镜面模具，预硬达HRC30-34。德国KIND工具钢公司研发了Plast1塑料模具钢，该钢是高性能特殊不锈钢，抗腐蚀性能优良、尺寸稳定性好、焊接性能优良（勿需预热和焊后处理），适用于对耐腐蚀性有较高要求但镜面性要求不高的塑料模具钢。山阳特殊钢公司开发的QDH高性能热作模具钢，它兼具了3％Cr-3％Mo（SKD7）类钢的高温强度及抗高温软化性能，并具有（5％Cr-1%Mo）SKD61类钢的淬透性和韧性，适用于高应力集中的热作模具。

　　瑞典UDDEHOLM钢厂近年来开发了冷作专利钢635、ASSAB88及HOTVAR等。热作模具钢方面有DIEVAR、QR090S和HOTVAR等。并推向市场，得到用户的信任。

　　国内模具材料生产的钢种，大都是GB1299-2000标准中的材料，占全部产量的90％以上。2005年国内主要模具钢生产企业产量为35.8万吨（不包括S55等模架材料）2006年上半年产量为18万吨，其中主要为H13钢，约为5万吨，虽然国内上世纪八十年代开发了一批优秀的模具钢种，但近年来，模具材料研发未得到有关方面的重视，致使研究人员青黄不接、研究设备落后、开发能力下降。在性钢种的研发上大大落后于世界先进的模具钢企业。在大量进口模具材料的冲击下，国产新型模具钢的生产和应用步履艰难。

　　3、模具材料的市场

　　近年来，国外特殊钢生产企业及销售商，纷纷打入中国市场，寻找代理商，在国内建起了一家又一家的模具钢销售公司。目前世界上稍有名气的模具钢生产企业都在中国找到了代理销售商，有的甚至自己在中国独资开公司，如瑞典的ASSAB公司、日本三大模具钢生产厂，日立、大同和高周波公司都在上海建立销售公司或代理公司。这些公司可以提供质优品种多的模具钢精品料，且供货及时。有的公司还有较好的售后服务，如技术咨询、模具热处理等配套项目。

　　国内模具钢生产企业一般只接受定货生产，适用于较大批量的用户和大型经销商，众多中小企业和小型经销商因需求少而规格多，一般不参加钢厂定货会。生产厂销售和钢材经销商只能解决部分企业对模具钢的一般需求，但也存在着钢种不全、规格少、售后服务工作不到位，不能为企业作技术咨询和技术服务，特别重要的是缺少模具钢热处理的配套项目。少数钢材零售商存在着钢种混乱、鱼目混珠、以次充好的现象，严重地扰乱了模具钢市场。

　　二、国内模具材料的研究和开发

　　上世纪七、八十年代，国家对模具材料研究和发展投入较大的力度，形成了大学、研究所和钢厂共同协作，相继开发了一批新型的热作模具钢、冷作模具钢、塑料模具钢和特殊模具钢。据不完全统计，新材料至少有20-30种，其中一些模具新材料的技术性能已达到货超过当时国外同类材料的性能水平。当年以上海材料研究所、北京机电所、上海钢研所等为主的研究所、以华中理工大学、哈工大等为主的大学以及首钢、贵钢、大冶、本钢等特钢厂，都做了大量工作。但由于推广工作力度不够，目前模具市场上能找到的新材料仅为十种左右。由于缺少强有力的推广手段和生产能力，以及配套的技术服务，目前多数新材料市场上已越来越难以找到，规模越来越小。

　　近年，有关方面也逐渐认识到这个问题，加强了这方面的工作。在生产商方面，形成在东北地区的东特公司，华东地区的宝特公司和西南中南地区的中信泰富特钢公司，形成三大模具钢生产基地，着力生产高洁净度、均匀化的模具钢，新型模具钢的顾客个品种逐年提高。国内一些大学近年也从引进消化H13钢着手，与钢厂合作，通过冶炼、热处理方面的改进，生产出达到国外标准的H13钢。同时也开展高性能精品模具钢系列产品的研发工作，开展成分均匀设计与相图计算，成份与性能、与工艺等关系的研究工作，取得了不少成果。

　　三、国内模具材料的评估

　　1、模具材料的生产方面

　　由于国际上模具生产企业在模具材料的生产上不断进行生产工艺改造，因而使模具钢的质量越来越高，发展目标为生产高性能（性能优良、使用寿命长）和易使用（加工性良好）的模具钢，已成为一个方向。

　　近年来，国内在模具钢生产企业上投入力度也较大，北方建立东北特钢公司、南方建立宝钢特钢公司的模具钢生产基地，并投入大量资金进行设备技术更新，改进生产工艺技术规程，使模具材料的质量得到进一步的提升，逐步向国外模具钢生产标准靠拢，生产出我国高质量、高性能的模具钢产品。

　　为改善模具材料的性能，提供尺寸精度高的产品，通过采用精锻机和快锻液压机锻造，以提高钢材的精度。通过冷加工，提高六面光和削皮模具持材料的产量。

　　2、模具材料的市场方面

　　根据前面分析的国内模具材料市场方面的情况，为了改善市场混乱、技术含金量低、售后服务差等问题，建议如下：

　　（1）品牌化

　　依靠国内模具材料生产的质量，打出1—2个优秀的模具钢品牌使之能与进口模具钢进行抗衡，逐步扩大占领模具钢的高端市场。

　　（2）专业化

　　模具材料的销售企业，必须具备有较高专业知识的技术人员参加，负责模具钢销售时为用户进行技术咨询和技术服务，销售的模具钢能满足用户的需求。

　　（3）规范化

　　整顿模具材料销售市场，把把些以次充好、小说假冒产品的销售商整顿出模具材料市场，还以一个公平、公正、公开的竞争市场。以质量和服务取胜，以价格合理取胜。

　　3、模具材料的发展方向

　　我国经济已步入一个高速成长期，未来的5-10年，汽车发工业、家电行业、建筑装潢等三大行业的兴衰将对模具市场带来相当重要的影响，特别是汽车工业的发展动向。根据中国模协对国内模具市场发展预测，2006年至2010年我国模具生产将以12-15％的速度增长。模具钢产量2005年达51.7万吨，预计至2010年产量将达到100万吨。这必将给模具材料市场打出一片天地，也给模具材料生产从冶炼质量、生产工艺和热处理技术带来发展的空间。

　　模具材料的发展是一项长期系统的工作，需要研制、生产、销售及技术服务进行配套项目工程。为此提出以下几个发展方向。

　　（1）提高模具材料的质量

　　随着模具的工况条件日益苛刻，对模具材料的质量水平提出了更高的要求。近年来，为适应我国模具工业的发展，生产高质量的模具材料，许多企业做了大量的技术装备改造工作，引进了具有国际先进水平的生产设备和技术，但生产线尚不配套，后道工序不完善。这几年来，我国在模具材料生产和开发上技术投入仍不足。为提高模具材料质量，应该在模具材料生产企业，搞好热处理及加工，对模具材料的质量和规格都有很大的帮助。为提高材料利用率和节约能源，减少黑皮圆钢的产量，同时增加扁钢、板料和模块的产量，供应剥皮圆钢和六面光材料。

　　（2）我国模具材料生产技术发展很快，从无到有，从仿制到开发。目前我国模具钢产量引居世界前列，基本形成我国工模具钢标准，要大力发展国产优质模具材料，基本满足模具行业对模具材料的需求。从2005年的50多万吨，至2010年产量达100万吨。

　　（3）做好模具材料系列化工作

　　虽然我国也有模具材料系列，但重复钢种比较多，分类粗，不像国外公司按性能和应用而进一步细化，如塑料模具材料按硬度从低到高分档，形成系列，供用户选择。结合我国模具工业的发展，加大投入力度，把已有的钢种和开发的钢种进行系统规类，补充试验、充实数据，形成我国的模具材料系列。相应地开发模具材料强韧化机理的研究，开展有关测试手段和测试技术的开发。

　　（4）建立模具材料服务系统，开展模具新材料的推广和应用，并正确指导用户选用。目前我国模具新材料的产量和使用范围仍然比较小，这不能满足模具工业的发展需要。因此，建立模具材料应用服务系统，为用户作新材料宣传推广，开展技术讲座和技术咨询，为用户作选材用材服务。同时供应优质高性能模具材料，有条件的还应该把模具热处理包含在内，形成模具材料咨询、选材、供应、热处理等配套服务项目，更好地为用户服务.

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