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我国模具钢产业未来之路

模具产业亟待整合
  
  模具是装备制造业的物质和技术基础,模具的用途很广,各种模具的工作条件差别很大,所以,制造模具用材料范围很广,其中应用最广的当属模具钢。模具钢 的品种、规格、质量对模具的性能、使用寿命和制造周期起着重要的影响。模具钢的发展也推动了工业产品向高级化、个体化、高附加值化的方向发展。
  
  日前,国务院《关于促进企业兼并重组的意见》出台,意见提出:进一步贯彻落实重点产业调整和振兴规划,做强、做大优势企业;以钢铁等行业为重点,推动 优势企业实施强强联合、跨地区兼并重组、境外并购和投资合作,提高产业集中度,培养一批具有国际竞争力的大型企业集团,推动产业结构优化升级。对此,国际 模具及五金塑胶产业供应商协会负责人罗百辉表示,近年来模具钢行业发展趋势正从分散趋向于集中,模具钢产业发达国家一般仅有1~2家生产模具钢的专业厂 家,其产量往往占全国的70%~80%。如瑞典的乌德霍姆公司、奥地利的百乐公司、美国的钒合金钢公司(Vasco)、日本的日立金属公司等。为了加强国 际竞争力,国外的一些大的模具钢生产企业进行了跨国合并和战略合作。而我国模具钢分散在10多家特钢企业生产,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。罗百辉认为,面对这种模具钢生产点分布“过散”现状,我国模具行业当前的主要任务之一是推进改革,调整结构。重点选 择2~3家基础条件好、体制改革到位、整体实力强劲的骨干企业通过兼并、重组等手段,在政策、资源、资金等方面予以培育和扶持,使这些骨干企业明确发展方 向、引进先进设备,重点充实后步工序,建立先进的热处理和精料、制品生产线,加强技术开发力量、建立完善的模具钢生产线和科研开发中心,大量生产高纯净 度、高等向性、高精度、规格齐全的优质模具钢精料和经过深度加工和预硬的模块制品,全面满足高档模具钢的需要,力争在3~5年内,造就2~3家国际一流大 型先进的模具钢企业。
  
  模具钢标准化任重道远
  
  模具是制造业中不可或缺的特殊基础装备,模具钢是模具制造的重要原材料,广泛用于冷冲、热锻、压铸模具的制造,因此模具钢产业的发展对模具产业的影响 至关重要。模具钢作为一种特种钢材,在性能上有何区别于普通钢材的特殊要求?模具钢在我国钢铁行业所占比重是多少?据中国金属协会模具钢学术委员会前主任 徐进介绍说,模具钢是用来制造冷冲压模、热锻压模、塑料模、压铸橡胶模、玻璃模等模具的钢种。模具钢大致可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢3类。 由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此按其所制造模具的工作条件,模具钢除一般应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性和淬硬性等 一般工艺性能外,还应在等向性、均匀性、纯净性和可加工性等方面优于其他普钢的特殊要求。
  
  目前世界主要工业国家都已形成了比较完整的模具钢种系列,而且制定了国家的或协会的模具钢标准系列,同时模具钢的产量也得到快速发展,合金模具钢一般 都包括在合金工具钢中,产量占合金工具钢的80%以上。工业先进国家合金工具钢的产量占钢的总产量的0.1%~0.15%。
  
  近年来,我国模具制造业获得了快速发展,作为模具制造业的基础,我国模具钢行业发展的现状怎样?能否满足和适应模具行业的高速发展?徐进认为,新中国 成立以后,我国模具钢的生产技术取得了迅速的发展,经历了从无到有,从仿制到自行开发的过程。我国在短短的50几年内,根据对国内15家特殊钢厂的统 计,2008年,合金工具钢的产量已达38万t。其中,合金模具钢的产量超过30万t,我国模具钢产量已居世界前列。绝大部分国外的标准钢号和在科研试制 中的模具钢号,我国也都进行了生产和研制工作。通过几次钢种整顿和标准修订,已初步形成了具有我国特色的模具钢系列,在模具钢生产技术、品种质量、科研开 发和应用工作等方面,都取得了很多新的成就,不但能基本满足国内模具制造业的需要,而且有部分出口。
  
  但是,扑克之星中文 也必须看到,我国模具制造水平与发达的国家相比还普遍存在使用寿命短、生产周期长、质量可靠性与稳定性差、制造精度和标准化程度低等方面的 差距。这些差距的集中表现为我国在中高档模具钢的生产开发方面的能力不足。但形成这种差距的原因牵涉到我国模具钢生产企业的整体创新能力、装备水平、技术 和质量、管理水平、标准工作、专业人才、以模具为核心的产业链各个环节协调发展不够等多方面的原因,模具材料发展滞后是重要原因之一。我国模具钢产业除产 量外,在多方面与发达国家存在不小的差距,今后还有不少的工作要做。
  
  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。
  
  最后,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,这也是扑克之星中文 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。
  
  20世纪70年代以来,为了提高模具钢质量,国内陆续推广了炉外精炼、电渣重熔、快锻、精锻等新工艺技术,采用新技术生产的部分模具钢产品内在质量可 与国外实物质量相当。近十几年来,为了适应我国模具钢工业的发展,生产高档的模具钢产品,我国生产模具钢的骨干企业如宝钢特钢、抚顺钢厂等均做了技术装备 改造工作。
  
  如今,这些企业在冶炼、热加工等主机设备方面与国际一流的模具钢专业生产厂如瑞典的乌德霍姆、日本的日立金属等已经不相上下,但是生产线还不配套,主 要是后步生产工序还不完善。但由于发展历史短,很多方面还处于初创阶段,还需一定的时间配套、掌握、适应和完善。特别是热处理技术装备和机械加工等后步工 序和质量检测手段落后,缺乏深度加工和在线质量检测设备。所以总体来看,在生产效率、产品质量,特别是尺寸精度和表面质量方面,我国模具钢行业与国外产品 尚存一定的差距。急需对薄弱环节进行技术改造填平补齐,尽快建成技术先进、完整的模具钢生产线,生产优质的模具钢产品。
  
扑克之星中文   在标准化方面,我国通过引进和自己研制开发工作,逐步形成了我国的模具钢钢种体系,1952年引进苏联国家标准,制定了我国重工业部部颁的合金工具钢 标准;1959年,根据我国资源情况,制定了我国冶金工业部部颁标准YB7-59。到1977年,在整顿原来钢种系列的基础上,吸收我国历年来科研工作的 成就,对YB7-59进行了修订,制定了我国第一个合金工具钢国家标准GB1299-77,1985和2000年又对该标准进行了修订,颁布了 GB1299-85和GBT1299-2000,2009年又非等效采用了ASTMA681-94和NADCA207-90制定合金模具钢标准。初步建立 起具有我国特色的、接近世界先近水平的,包括冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢和无磁模具钢的模具钢种系列,基本上可以适应我国模具生产部门的大部分使 用需求。

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