我国模具钢发展应抓紧研发“四高”新品

　　【编者按】随着我国模具行业的快速发展，对模具钢的数量、质量、品种和性能等方面提出了更高、更新的要求，模具钢市场也得到迅速的发展。目前，我国模具钢还不能完全满足模具工业发展的需求，因而要大力发展模具钢产业。国外模具钢出现高合金、高质、优化、低级钢强化和扩充材料领域的趋向，模具材料由低级向高级发展，发展的趋势是由碳素工具钢到低合金工具钢再到高合金工具钢，因而相继出现了一系列新型模具钢，模具标准钢号的合金化程度也日趋提高。

　　近年来，受我国建筑、汽车、电子、装配、科技等产业迅猛发展的拉动，模具产品产销两旺，模具钢行业发展迅速，已成为整个五金行业的增长龙头。从国内来看，机械、汽车、家电和电子信息产业等模具需求大户的持续发展，是中国模具行业高速增长的最大动力；从国际看，一方面是我国中低端模具有着较强的竞争力，国际采购商到我国采购的比例逐年增大，另一方面是发达国家模具生产向我国转移的步伐进一步加快。2013年，我国模具行业产需两旺，今后仍将持续快速增长。

  　  一、我国模具钢发展现状：产量已居世界前列但存在四大差距

   　 我国模具工业的发展日益受到人们的关注和重视。国际模协秘书长罗百辉指出，“模具是工业生产的基础工艺装备”，在电子、汽车、电机、电器、仪器和通信等产品中，60%~80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗的优点，是其他加工制造方法所不能比拟的。目前，全世界模具年产值约为800亿美元，日美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，在世界模具产值中，比例显著提高，模具钢的用量也在显著增加。目前，我国模具钢的产量已居世界前列。

    　在GB/T1299-2000《合金工具钢》标准中，模具钢包含了37个钢种，基本上形成了具有我国特色的模具钢系列。按照用途，模具钢一般又可分为塑料模具钢、热作模具钢、冷作模具钢三大类：

    　塑料模具钢主要品种有S50C、3Cr2NiMnMo、10Ni3MnCuAl等，占模具钢总产量的62%。其中合金塑料模具钢（品种主要有3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo等）占塑料模具钢总量的12%左右，占合金模具钢总量的23%左右。

   　 热作模具钢主要品种有4Cr5MoSiV1(H13)、3Cr2W8V、5CrNiMo、5CrMnMo等4个钢种，占模具钢总产量的21%，占合金模具钢总量的42%。在热作模具钢中主要是以美国AST2MA681标准的通用型钢H13(4Cr5MoSiV1)为主，占热作模具钢总产量的54.2%。而国外已较少用的3Cr2W8V钢在我国的产量虽然逐年减少，但仍占很大比例，达到26.4%。冷作模具钢主要品种为Cr12(D3)、Cr2WMn(01)、Cr12MoV、Cr12Mo1V1(D2)等，占模具钢总量的17%，占合金模具钢总量的34%。在Cr12系列的模具钢中，仍然以Cr12(D3)钢为主，占该系列钢的46%，而Cr12Mo1V1(D2)钢仅占18.2%。

    　“我国模具钢的产量虽然已经有了很大的发展，但有的钢种还须进一步开发。”罗百辉表示，我国模具工业的持续发展促使高档模具用钢的进口量不断攀升，主要来自日本、德国、瑞典、奥地利、韩国等国家。目前，我国模具钢生产还比较落后，尤其是用于制造高档次模具的钢材仍须进口。与国际先进水平相比，我国模具钢主要有以下差距：

    　第一，模具钢品种、规格不全，低档次较多，高档次较少。国外要求高的模具钢相当部分都需要经过真空精炼和电渣重溶，而我国通过电渣重熔的模具钢所占的份额很小。品种方面，我国尚未形成塑料、玻璃、建材、陶瓷等专用的模具钢系列。钢材中，扁钢、模块、精料制品比例较低，钢材的利用率较国外低10%左右。为满足制造大型、精密、复杂、高寿命模具的需要，国外正在发展预硬化钢，而国产钢基本上停留在退火或热轧状态供货的状态，且供货周期较长。这是我国家电行业大量进口模具钢的主要原因。

    　第二，模具钢的专业化生产程度较低，钢材的质量、稳定性和外观较差。中国模具钢分散在几十个企业生产，大部分生产厂家的生产装备不配套，特别是后续工序，深加工设备落后，从而制约国产模具钢质量和性能的提高。我国模具钢市场80%左右是黑皮圆棒材，扁钢、精料、经过预硬化的材料和制品、标准件少，用户拿到材料以后还要自己改锻改制，材料利用率低，生产周期长，不能适应模具制造业的需要。

    　第三，模具钢供销渠道有待畅通。模具制造多为单件或小批量生产，并且所需钢材的品种规格多、数量少、需要及时供货，这与钢厂的批量生产相矛盾。国外通过钢材商店可随时解决零售问题。国内近几年来也出现了部分代理商、钢材商店等中间销售环节，但在模具钢销售的服务意识和水平与国外还有一定差距。

    　第四，我国模具钢标准低。以H13为例，国产H13夹杂物、一次碳化物较多；退火组织中碳化物有明显沿晶界分布现象；心部横向冲击韧性只有纵向的20%~30%，却是按国家标准生产合格的正规产品，暴露我国国家标准GB/T1299-2000与北美压铸协会标准NADCA207-90的差距，是不利于我国模具钢发展的。

　    目前，国外相继开发的新型热作模具钢包括：高淬透性特大型锻压模具钢，如国际标准ISO中的40NiCrMoV7等；高热强性模具钢，如美国的H10A、日本日立金属公司的YHD3等；高温热作模具钢，如美国的T2M、T2C，日本的Nimowal等。

   　 为了满足冷作模具的特殊要求，各国发展的新型冷作模具钢有：高韧性、高耐磨性模具钢，如美国钒合金钢公司的8Cr8Mo2Vsi钢；低合金空淬微变形钢，如美国ASTM标准钢号A14、A16，日本的G04和ACD37等；火焰淬火模具钢，如日本爱知的SX5、SX105V等钢；粉末冶金冷作模具钢，如美国的CPM10V、德国的320CrVMo13.5等。

    　据介绍，国外新型塑料模具钢的发展趋势主要有以下几个方面：易切削、抛光性好的塑料模具钢，如美国的412、M-300，瑞典的STAVAX-13等；预硬化型塑料模具钢，如美国的P20、445，德国的MOVTREX-A(2312)等；整体淬硬型塑料模具钢，如美国的A2、D3和H13等；耐腐蚀塑料模具钢，如国标ISO中的110CrMo17，瑞典ASSAB公司的4Cr13等；无磁塑料模具钢，如日本大同特殊钢公司的NAK301等。

    　“国外模具制造业正在向通用化、标准化、系列化、高效率、短制造周期、CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）应用日益普及的方向发展。”罗百辉指出，为了适应模具制造业发展的需要，模具钢日益向品种多样化、精细化、制品化的方向迅速发展。随着模具工作条件的日益苛刻，对模具钢的质量，特别是钢的纯净度、等向性提出了更高的要求。因此，国外普遍采用“电炉+炉外精炼工艺”生产纯净度高的模具钢，对于大截面锻压模块和大型的钢材规定采用真空处理。对于纯净度要求更高的模具钢，大部分采用电渣重熔，以进一步提高钢的纯净度、致密度、等向性和均匀性，减少偏析，因此，质量有了较大提高。为了增强竞争力，国外模具钢的生产从分散趋向于集中，且多家公司进行跨国合并，建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地，形成几个世界著名的模具钢生产和科研中心。

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