世界模具钢生产现状和进展.docx

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世界模具钢生产现状和进展

世界模具钢生产地现状和进展

2007-11-30

来源：

中国流体机械网

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小]b5E2RGbCAP

现代工业,模具领先.模具工业水平高低已成为衡量国家制造业水平重要标志之一

.近

年来,汽车和IT工业发展,我国模具工业到快速发展,2005年模具销售额达610亿元,列世

界第三,

模具出口达7.38亿美元,相应同比增长达25％和50.31％.,我国高端模具进口达

13.3亿美元,为净进口模具量较大国家.为此,我国还仅处于模具生产大国位.我国要由模

具生产大国向模具生产强国提升

需要不断提高模具工业水平,主要应体现模具加工机械现

代化,模具设计先进性和设计软件研发,模具材料国产化和模具钢性能优化

模具产品结构

发展,其中高技术含量、大型、精密、长寿命模具生产和出口应不断增长

.模具材料作为模

具工业发展重要物质基础,世界各國予以充分重视.我国模具工业发展提供了一个很好模具

钢市场,世界制造模具钢许多厂商都十分看中中国市场.大家已熟悉ASSAB、大同和日立等企业外,法国ArcelorGroup,Aubert&Dural,德国Kind&Co,Edelstahl和韩国昌原

厂现状和进展情况加以阐述.

1、Arcelor

Group<阿赛洛集团）：

p1EanqFDPw

法国阿赛洛集团是世界上最大钢材生产集团之一

该集团2006年6月16日已与俄罗

斯Severstal

集团合并成为世界上最大钢铁企业

.Industeel

钢厂是Arcelor

集团主要成

员.现有三个生产基,分别设于法国和比利时.CreusotSchneider

工厂成立于

1836年.该

厂具有先进齐全生产设备

拥有200T100MVA电炉,经VAD和VOD真空精炼,浇铸成钢锭或

压铸和连铸.能生产厚度达950mm板材,并确保均匀材质和性能稳定

生产钢材70％用于出

口.全球市场中模具钢和工具钢板材市场占有率

2003年占22％,生产量为65000T.该厂

生产热作模具钢有1.2343,1.2344,1.2767

和AH－61,供给尺寸宽度≤2000mm,厚度≤

300mm；冷作模具钢有1.2842,1.2510,1.2363,1.2379

和Tenasteel,

其宽度与上相同,厚

度≤150mm；塑料模具钢有预硬300HBP20<1.2311,1.2312）,1.2738

和Superplast

300；预硬400HB有1.2714和Superplast400.

供应尺寸厚度都为≤800mm,宽度分别为≤

2500mm和≤2000mm.

DXDiTa9E3d

该厂新发展热作模具钢,冷作模具钢和塑料模具钢有AH－61；Tenasteel

和

Superplast系列钢,主要分别介绍如下.RTCrpUDGiT

1．1AH-61优质热作钢：

它是专为铝压铸模所设计

可以避免使用时热磨损和热疲劳

发生龟裂提高模具使用寿命

.材料化学成分列于表

1,其硫磷含量为

0.001%和0.008%,相应

非金属夹杂物控制极低水平

当然很好改善了韧度和高温强度

.钢材以退火态供货,均匀和

细小晶粒显微组织使热处理后晶粒保持细小

碳化物均匀分布和相对低偏析.

该钢奥氏体化温度为

1020~1050℃,加热应缓慢,保温时间为1min/mm.该钢Ac1为

855℃,Ac3为935℃,Ms点为290℃.5PCzVD7HxA

淬火时要有足够冷速,防止铁素体F和贝氏体B生成,对薄小工件实行高压气淬,对大厚工件需采用油淬达到要求硬度,并同时避免变形和开裂,注意50~70℃区间应停止冷

却.jLBHrnAILg

淬火后回火分两次进行：

第一次回火500~550℃范围,应淬火后立即进行,到温后保持2小时；第二次需要硬度选定,维持2小时.

表1AH－61和Tenasteel钢化学成分xHAQX74J0X

钢号CSiMnCrMoVSP其

它

AH－610.40％1.00％0.35％5.00％1.30％0.90％0.001％0.008％

Tenasteel1.00％0.35％7.50％2.60％0.30％Ti

1.2Tenasteel冷作模具钢：

是一种新型更通用工具钢,具有高强度、韧度和耐

磨性,并具较好机加工和抗热氧化性.采用电炉和真空精炼技术.化学成分见表1,相应降低

了C和Cr含量,另外加入Ti和Nb使碳化物细小均匀,加入MO以保持耐磨性能.钢材具有相当低杂质含量,洁净度有所提高.LDAYtRyKfE

钢材退火硬度≤255HB.它1050℃奥氏体化后淬火冷却,经二次回火后到性能列于表

2,相应韧度指标接近于X160CrMoV12（相当于Cr12MoV>两倍,刀具使用寿命可增加25%以上.

淬火冷却最好是真空气淬,或250~350℃盐浴炉中进行,形状简单工件才采用油淬.淬火后

立即缓慢冷至－80℃,待完全均匀后缓慢加热至室温,可使残余奥氏体量减少,硬度增加,这种冷处理可适用于简单形状工件.

表2Tenasteel性能改善Zzz6ZB2Ltk

退火加热两次回热处理韧度

TENASTEELX160CrMoV12

硬度温度火温度后硬度

≤255HB1050℃525℃60/62HRC20J/cm212J/cm550℃59/61HRC30J/cm215J/cm575℃58/60HRC35J/cm219J/cm

2

2

2

1.3Superplast400：

它是一种高硬度<出厂硬度为380HB）预硬塑料模具材料,特别适用于承受高挤压力和冲击力模具,钢材具有好加工性能和优异焊接性能.板材20mm至600mm厚范围内,硬度确保于<360~400）HB内,钢材屈服强度,抗拉强度为1150和1250MPa,延伸率＞10%.钢材杂质含量非常低,尤其是氧,保证了高洁净度,适合于镜面抛光.适合于制作热塑性塑料注塑和挤压模具等.dvzfvkwMI1

2、Aubert&Dural<奥伯杜瓦公司）

它是世界上生产合金、锰、镍合金领导企业Eramet<埃赫曼）冶金矿业集团成员之一.

公司能够设计、制造、加工和销售特殊钢、铝合金和钛合金等,同时与集团内爱和高速钢

公司

kg至20吨产品部件.rqyn14ZNXI

Aubert&Dural公司生产热作模具钢,塑料模具钢,冷作模具钢和玻璃模具钢有ADC3,SMV3,SMV4,DH13,MEK4,DH13,SMV3,X13T6,XDBD,X15TN,APXV和SRV2,SANCY2,APXV,X25V,这些钢种中ADC3和MEK4介绍如下：

EmxvxOtOco

2.1ADC3：

是该公司专利钢种,也可表示成X36CrMoV5-1,出厂硬度为235HB,常用

硬度为<43~50）HRC,具有高抗热龟裂和高韧度、高耐磨性.材料锻造温度为1000/1150℃.该钢Ac1为840℃,Ac3为900℃.该钢退火温度为830℃,保持后缓冷.淬火处理工艺如

下：

首先预热700℃,然后升温至990℃,2~6barN2下快速冷却,或急速冷至280℃盐浴炉中然后空冷至室温,<两种冷却方法按工件尺寸确定）.回火操作550℃先施行第一次回火,然后按工件要求550~650℃间选定,进行第二次回火,适用于高要求大型Al合金,Mg合金压铸模具和Al合金挤压模具.模具适合进行渗氮处理,使表面达1000HV硬度.同时模具可以进行预热下焊接和现场焊接.SixE2yXPq5

2.2MEK4：

相当于德国钢号1.8523,或表示成40CrMoV13-9,公开成分为：

C

0.40%,Cr3.00%,Mo1.00%和V0.20%.钢材相变点为：

Ac1795℃,Ac3835℃.它通常预硬

条件下供货,硬度为400HB

和尺寸稳定性.可用于制造塑料模具,光蚀刻花性好,模具可进行渗氮处理,表面达800HV硬

度.6ewMyirQFL

以退火态供货材料,进行淬火处理工艺为:

预热700℃,奥氏体化温度920℃；冷却条件为：

空冷或气体加压淬火,零件形状可采用油冷.可适合于制作轻合金压铸模具和大型锤锻模具等.

该公司正研究压铸用最佳热作模具钢SDC,目前未见相关资料.kavU42VRUs

3、Kind&Co

公司

Kind&Co公司Edelstahlwerk<特殊钢工厂）成立于1888年,积累了百余年生产

精炼工具钢经验和不断改进及发展生产设备,产品日益满足顾客对高品质要求,公司专门研

发和生产高级热作模具钢,塑料模具钢,不锈钢和玻璃模具钢等.工厂拥有两台电渣重熔炉

<25T）和进行三维锻打1000T,2000T锻压设备.2001年购置了欧洲最先进13bar真空淬

火炉,工作室尺寸为1500×1000×1000mm,最大加载质量为2500kg.2003年购置了渗氮炉

工作室尺寸为1500×1000×1000mm,最大加载重量为3500kg.为此,能对高级模具钢提供特定要求热处理来获最佳性能.y6v3ALoS89

该公司主要生产热作模具钢、塑料模具钢、和玻璃模具钢等.前者主要USN<1.2343,X38CrMoV5-1）,USD（1.2344,X40CrMoV5-1>,USNS（1.2347,X40CrMoVS5-1>,RPU（1.2367,X38CrMoV5-3>,MAK（1.2567,X30WCrV5-3>,MA（1.2581,X30WCrV9-

3>,HWD（1.2678,X45CoCrWV5-5-5>,RPCo（1.2885,X32CrMoCoV3-3-3>,RM10Co（1.2888,X20CoCrWMo10-9>,HMoD（1.2889,X45CoCrMoV5-5-3>和TQ1<专利钢

种）；塑料模具钢除一些热作模具钢和相当于P20钢外,还有

RF<1.2083,X42Cr13）,CRS（1.2085,X33CrS16>,CMR（1.2316,X36CrMo17>,N400（1.2767,X45NiCrMo4>和专利钢种Plast1等；玻璃模具钢有USN（1.2343,X38CrMoV5-1>,ZF2（1.2782,X16CrNiSi25-20>和FAM<1.2787,X23CrNi17）等,本文主要介绍TQ1和Plast1.M2ub6vSTnP

3.1TQ-1

TQ-1是Kind&Co公司专利高级模具钢.其合金元素含量设计按优化组合和按最新熔炼和锻造制作技术,经合理热处理工艺处理后能获高韧性和很高高温强度结合并具高抗热疲劳、热冲击开裂和高温耐磨性.能可靠增加模具寿命.适合于制造结构复杂和大型精密压铸模具,并可用来制造挤压模具,锻模和热变形模具.0YujCfmUCw

该钢化学成分列于表3,它是一种Cr-Mo-V合金模具钢,测试温度600℃和水冷条件下热冲击实验中,经6000次后裂纹长度仅为1.2367钢1/2左右和1.2343（H11>钢1/3左右,由此可见TQ-1钢韧性提高是很明显.eUts8ZQVRd

TQ-1钢退火工艺温度为820~840℃,经4~6hr后炉冷,退火后硬度≤220HB.其去应力

退火工艺为：

650℃经2~4hr后慢冷.淬火工艺为：

1010~1020℃奥氏体化,经保温后空冷,或约540℃浴槽中冷却,或油或聚合物介质中冷却,或油或聚合物介质中冷至230~280℃取出,或采用真空气淬,淬火后硬度约54HRC；回火工艺为：

温度范围为540~680℃按使用硬

度选定,为提高韧度需回火3次.该钢可以进行氮化,对压铸模具按特定工艺,不出现化合

物层不出现对热交换影响.

3.2Plast1

Plast1

是

Kind&Co

公司专利塑料模具钢,属具有极高耐蚀性,极好机加工性和尺寸

稳定性,还具有好导热性能,焊接性,耐磨性和韧度.常以预硬态供货,硬度约320HB.该钢化学成分列于表3中,属含Mn铬不锈钢,是高性能预硬不锈钢.它适合于制造要求极高耐腐蚀

性和镜面抛光性不太高注塑模具、挤出模具以及耐腐蚀机械零部件.

表3

TQ1和Plast1

钢化学成分sQsAEJkW5T

钢号

C

Si

Mn

Cr

Mo

VS

其它

TQ1

0.36

0.25

0.40

5.20

1.90

0.55

Plast1

0.045

0.40

1.30

12.5

0.15

+

该钢和1.2085钢相比,可加工性、耐蚀性、韧度和可焊接性均有不同程度提高

抛光性与1.2085钢相当.GMsIasNXkA

但其

4.SchmiedewerkeGr?

ditzGmbH（

德国葛利兹钢厂

>

该厂专注于塑胶模具钢、热作模具钢、冷作模具钢、不锈钢和合金结构钢生产,下设

7个分厂,工厂拥有高容量电弧炉,钢锭重量可达140吨,电渣重熔工厂最大钢锭质量为84

吨,最大直径达1600mm,并具有最高纯净度满足工业上高技术要求.作为全球性跨国企业,葛利兹有17个区域性办事机构和代理机构.TIrRGchYzg

该厂生产塑料模具钢除

P20,420

等常规以外

有

XPM36,XPM40HH,TigerMould

和

GESTSO等.生产热作模具钢有

ED1.2343,1.2344,1.2344Victory

ESR,1.2347,1.2767,1.2606

和

1.2885

等.冷作模具钢有

1.zvpgeqJ1hk

1.1545,1.2080,1.2363,1.2365,1.2379,1.2601,1.2436,1.2510,1.2550,1.2842等.本文仅介绍XPM36和1.2344VictoryESR两种.7EqZcWLZNX

4.1

XPM36

该钢化学成分列于表4.其特性如下：

①模具横截面上硬度均匀；②很好抛光性能和

机加工性能；③大大增加导热率；④具有高韧度；⑤可以适用于氮化,镀铬和刻花；⑥改进了可焊性.供货条件为经淬火和二次回火处理,硬度值为<32~36）HRC或<36~40）HRC<与使用条件相关）.该厂供给棒料尺寸可至1300mm,板块厚度可达1000mm其.热成形温度为1100~850℃；退火温度为710～740℃；淬火温度为870～890℃；回火温度600～680℃内按硬度选定.材料显微组织为细贝氏体.

适用于厚度大于400mm塑料模具,电视机壳和后壁模具,仪器仪表外壳、控制板和大

型壳体部件模具.lzq7IGf02E

表4葛利兹1.2344和XPM36钢化学成分

钢号C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

V

Ni

其它

1.23440.38/

0.80/

0.30/

≤0.025

≤0.005

4.80/

1.20/

0.90/

0.42

1.20

0.50

5.50

1.50

1.10

XPM360.23/≤0.40

1.40/

≤0.025

≤0.005

1.20/

0.30/

0.90/特加元素

0.29

1.70

1.80

0.70

1.20

4.2W1.2344VictoryESR

该钢化学成分见表4.其特性如下：

①好而均匀加工性和抛光性；②高塑性和韧度,所有方向都具有极好塑性和韧度；③低和高温度下都具好抗磨粒磨损能力；④优良整体淬硬

性；⑤好高温强度和抗疲劳能力；⑥淬火变形小.材质洁净度<按ASTME45方法A）硫化物≤0.5,氧化物、硫酸盐和球状氧化物均≤

该钢出厂硬度为229HB,也可按要求以调质态供应.使用硬度为<30~55）HRC.其热成形温度为1100~900℃,退火温度为820~840℃,淬火温度1020~1050℃,回火温度为520~700℃

按需要硬度确定,退火组织按“退火热作模具钢显微组织图”评级鉴定.NrpoJac3v1

材料适用于制造A1,Mg,Cu合金压铸模具和挤压模具,也适用于要求高硬度、耐磨和抛光性塑料模具.

5、大同特殊钢株式会社

大同特殊钢公司英文名称为DaidoSteelCo.,Ltd..1916年设立电气制钢所<株）开

始生产合金钢和工具钢,1921年成立大同制钢株式会社.1916年工厂生产采用1.5T

Heroult型电弧炉,是日本最古老一种炼钢炉,已于1988年由美国金属学会

材料,汽车零部件,产业机器零部件,工程设备和新材料等六个领域日益显示出其强大实力.它日本拥有17个设备完善工厂和一个技术研究开发中心.1nowfTG4KI

熔炼上,大同特殊钢与新日本制铁<株）和法国Usinor-Sacilor一起共同开发了DC电弧炉

大同日本除拥有可靠控制VAR

钛及其合金PPC炉（PlasmaProgressiveCastingFurnace>.大同提供特殊钢产品有轴承钢、不锈钢、工具钢,此外还有高合金和钛合金等.其高端产品还有获世界三大航空发动机制造厂产品材料认定飞机发动机主轴,具有制作卓越耐热性、耐磨性飞机发动机主轴高速轴承产品,为下一代磁悬列车提供螺钉和内部零件开发兼具非磁性、高强度和耐腐蚀材料

和具有广阔应用前景具有高强度和耐蚀抗力Ni-Ti形状记忆合金.

大同特殊钢生产冷作模具钢、有YK30、YK4、GOA、GO4、GO5、GO40F、GM2、DC53和DC11；热作模具钢有DHA、DHA1、DHA2、DH2F、DH62、DH21、DH31-S、DH4、DH41、DH71、DH32、GFA和GF78；塑料模具钢有PXZ、PDS3、PX4、PX5、NAK55、NAK80、S-Star、G-Star、E-Star、和MASIC等.本文主要介绍DHA-1和一些塑料模具钢.tfnNhnE6e5

5.1DHA-1

大同特殊钢称DHA-1为耐磨性、抗疲劳性优质热作模具钢；称专利钢种DH31-

S

它们相应化学成分列表

5中.HbmVN777sL

表5

大同一些热作模具钢化学成分%

钢号

C

Si

Mn

Cr

Mo

V

P

S

DHA10.32/0.42

0.80/1.20

≤4.50/5.50

1.00/1.50

0.80/1.20

≤

≤

0.50

0.030

0.030

DHA

0.39

1.10

0.40

5.00

1.20

0.60

DH31-

专利钢种<0.4C-5.5Cr

–Mo–V）

S