众所周知,模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。从近年来我国模具进出口统计分析数据结果来看,我国模具企业出口的模具产品绝大部分是中低端模具产品,而大部分高等级模具却主要依赖进口。这与我国高档模具钢材料生产能力不足有很大关系吗?我国模具钢产业与发达国家相比,存在的差距体现在哪些具体方面?徐进表示,我国的模具钢产业在生产技术、品种质量、科研开发和应用工作等方面,从无到有,取得了很多成就,基本上能满足国内模具制造业的需求。但是,由于我国模具钢产业发展时间较晚,还在以下几方面存在一些问题,并与模具钢产业发达国家形成差距。
首先,在钢种发展方面,钢种系列不够充实完整,有的钢种(如粉末冶金高合金模具钢)尚属空白,有待进一步完善;又如用量很大的塑料模具钢,在国标中只纳入了3Cr2Mo和3Cr2NiMo,2个钢号显然不能满足各种不同塑料模具钢的要求;另外在钢种产品结构和选用上也很不合理。
其次,在模具钢品种规格方面,我国的模具钢钢材的品种单一, 90%左右是黑皮锻轧钢,精料和制品的比例很低。在以后的模具加工中,加工余量大、材料利用率低,而且严重影响模具的加工周期。 再次,在模具钢生产和工艺方面,我国几个主要的模具钢生产厂家虽已掌握了炉外精炼、电渣重熔、快锻、精锻、可控气氛热处理等新工艺技术,但后步工序和质量检测手段落后,缺乏先进的真空热处理设备、深度加工设备和在线质量检测设备,缺少生产高性能粉末冶金模具钢的设备;在生产效率、产品内在质量,尺寸精度和表面质量方面,与国外产品都存在一定的差距。
国际模协钢材专业委员会顾问李光超表示,在专业化生产方面,我国模具钢分散在10多家特钢厂生产,由于生产分散,所以未能集中力量尽快建成技术先进的模具钢生产线和科研开发中心,科研装备落后,研发力量不足。
我国模具钢产业在上述几方面存在的问题,在一定程度上,拖了模具产业高速、高水平发展的后腿,这也是我们模具钢产业工作者应该正视的问题和努力要做的工作。不可否定的是,我国模具钢的产量早已位居世界的前列,近20年来发展了不少适应新要求的新钢种。在冷作模具钢中,所发展的材料有以下几种:
(1)高韧性、高耐磨性模具钢。我国自行开发的有Cr8Mo2V、7Cr7Mo2V2Si(LD钢)和9CrW3Mo2V2(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。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。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;在热作模具钢中新发展的有以下几种:
①高淬透性特大型锻压模块用钢。如4Cr2MoVNi、3Cr2MoWVNi等。
②高热强性模具钢。如3Cr3Mo3W2V、6Cr4Mo3W2VNb、7Mnl0Cr8Nil0Mo3V2等。
塑料模具钢由原国标中的3Crl2Mo(P20)和3Cr2NiMo两个钢号发展成由有以下7大类构成的塑料模具用钢系列:
(1)非合金塑料模具钢。如SM45、SM55等碳素模具钢。
(2)预硬型塑料模具钢。如SM3Cr2Mo和SM3Cr2NiMo等。
(3)时效硬化型塑料模具钢。如SM2CrNi3MoAl等。
(4)渗碳型塑料模具钢。如SM1CrNi3等。
(5)整体淬硬型模具钢。如SMCrl2MolVl(D2)和SM4Cr5MoSiVl等热作模具钢。
(6)耐蚀塑料模具钢。如SM3Cr17Mo等。
(7)无磁塑料模具钢。如7Mnl5Cr2A13V2WMo等。
此外,为了适应塑料模具制造过程中的一些对钢的工艺性能的特殊要求,发展了以下4类专用的特种塑料模具钢种:
(1)镜面磨削用塑料模具钢。如SM3Cr17Mo等。
(2)非调质型预硬塑料模具钢。如3Cr2MnMo-VS钢等。
(3)易切削塑料模具钢。如5NiCaS等。