模具材料的发展与动向

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1、模具材料的发展与动向[文章摘要]本文简要介绍了模具材料在产量、品种、工艺方面的发展状况，并对今后的发展进行了展望。[关键词]模具材料发展冷作模具热作模具塑料模具展望3应用技术研究1前言为了节约原材料、提高生产效率、降低成本，世界各国的制造业广泛地采用各种模具成型工艺代替传统的切削加工工艺。国外工业发达国家的模具制造业发展很快，从20世纪80年代以来，不少国家模具制造业已经超过机床制造业的产值，模具制造业已经发展成为一个独立的工业部门。我国近年来模具制造业也取得迅速发展，1997年模具制造业的产值超过了机床制造业，2

2、003年我国模具进出口总量为17.06亿美元，比2002年增长11.95%，其中进口总量为13.693亿美元。2模具材料钢种的发展模具材料主要是模具钢，模具钢的产量近20年来增长很快，领先于其它钢种。据日本通产省调查统计资料，日本合金钢的产量从1978年的6.79万吨上升到1997年的12.6726万吨。我国国家信息研究中心的统计资料1997年我国合金工具钢的总产量已在15万吨左右，模具钢的产量已位居世界前列。目前各国使用量较大的集中在10几种通用型模具钢上。各工业发达国家都列出了模具钢的本国标准钢号，我国现行的合

3、金工具钢的国家标准为GB/T1299-2000，共37个钢号。现将世界上3类模具钢的发展状况概述如下：⑴冷作模具材料冷作模具材料是应用比较广泛的一类模具钢，主要用于制造冲压、剪切、辊压、冷镦、冷挤压等模具，国外通用的代表性钢种有低合金油淬模具钢01（9CrWMnV），中合金空淬模具钢A2（Cr5Mo1V）和高铬高碳模具钢D3（Cr12）D2(Cr12Mo1V1)。我国通用的是20世纪50年代从前苏联引进的CrWMn、Cr12、Cr12MoV三种。1981年我国引进高碳高铬工具钢D2。为了满足冷作模具的特殊要求，各国

4、有针对性地发展了一些新型的模具钢，主要有：①高韧性高耐磨性模具钢其碳铬含量低于Cr12型模具钢，增加了钼、钒合金的数量，钢中形成大量的MC型高弥散度碳化物，其耐磨性不低于或优于Cr12Mo1V1钢，韧性和抗回火软化能力高于Cr12型钢。比较有代表性的钢号有美国钒合金钢公司早期发表的VascoDie,近年来日本山阳特殊钢公司发表的QCM8，我国自行开发的LD、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，都取得了良好的使用效果。②低合金空淬微变形钢这类钢的特点是合金含量低（≤5%），淬透性、淬硬性好、

5、价格低，主要用于精密复杂模具。代表性的钢号有：美国ASTM标准钢号A4、A6，日本大同公司的G04，我国自行研制的Cr2Mn2SiWMoV和CrMnMoVS。[1]另外由于粉末冶金模具具有磨削性、韧性、等向性、热处理工艺性好的特性，近20年来在国外发展很快，代表性的钢号有美国的CPM10V，德国的320CrVMo13.5,用于制造形状比较复杂，工作条件苛刻的长寿命模具。⑵热作模具材料热作模具钢用于制造锻压、压铸、热挤压、热镦锻等模具。国外通用的热作模具钢有三种类型,以55NiCrMoV6和56NiCrMoV7为代表

6、的低合金热作模具钢，以H13（4Cr5MoSiV1）和H11(4Cr5MoSiV)3应用技术研究为代表的中合金热作模具钢，以H10(3Cr3Mo3VSi)、H21(3Cr2W8V)为代表的钨系钼系热作模具钢。我国通用的热作模具钢原来主要是5CrNiMo、5CrMnMo、3CrW8V三个牌号，很不合理，近20年来我国对H13（4Cr5MoSiV1）进行了比较系统的研究和推广工作，1995年其产量已达到26976吨，成为产量最高的热作模具钢。为了适应热作模具钢的发展需要，国内外相继开发了一些产品，主要可分为以下类型：①

7、高淬透性特大型锻压模块用钢通用型的锻压模块用钢如5CrNiMo、5CrNiMoV等，由于淬透性的限制，一般只适用于制造厚度为300-400mm的模具，而大型锻压设备有时模具重达几十吨，随着模块面积的增大，要求进一步提高模具材料的淬透性，以使模具的心部能够得到较高的、均匀的性能。ISO4957标准中的4NiCrMoV7，我国也开发了一些淬透性较好的钢号4Cr2MoVNi、3Cr2NiMoWV等。②高热强性模具钢新工艺的发展使一些热作模具的工作温度不断提高，工作条件日益苛刻，传统的3Cr2W8V型高合金热作模具钢不能适

8、应要求，国内外陆续研制、开发了不少新型热作模具钢，主要可分为四种类型：a)中合金高热强性热作模具钢如3Cr3Mo3W2V与3Cr2W8V相比，它具有更高的高温强度和抗回火软化能力，b)沉淀硬化型热作模具钢如日本日立金属公司的YHD13，由于加入了V、Nb、Ni、AI等，工作中模具表面由于合金碳化物和金属间化合物的析出，工作表面的硬度可上升到45-48HRC，