模具生产技术水平已成为一个国家产品制造水平的重要标志，因为模具很大程度上决定了产品的质量、效率和新产品开发能力。 随着我国加入WTO，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。 我国模具行业的发展日益引起人们的关注和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装备”也已达成共识。 在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯等产品中，60%～80%的零件必须由模具成型。 用模具生产零件的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗是其他制造方法无法比拟的。 模具也是“效率放大器”。 用模具生产出的最终产品的价值往往是模具本身价值的数十倍或数百倍。 目前，世界模具年产值约为600亿美元。 日本、美国等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工具工业。

我国模具钢生产发展现状

近年来，我国模具工业以年均15%左右的增速发展。 占世界模具产值的比重显着提高，模具钢材的消耗量也显着增加。 图1显示了1995年至2005年我国模具总产值的发展状况。近三年，我国模具总产值分别达到450亿元、530亿元和620亿元。

模具制造的首要问题是模具材料。 建国以来，我国模具钢生产技术发展迅速，从无到有，从模仿到自主开发。 目前，我国模具钢产量已跃居世界前列。

经过钢种多次标准修订整顿，GB/T1299-2000《合金工具钢》标准中纳入了37个钢种，基本形成了具有中国特色的模具钢系列。 据冶金工业联合会调查显示，我国模具钢按其使用状况主要分为：塑料模具钢，约占60%； 冲压模具钢，占比20%左右； 压铸模具钢，约占6%~8%。 随着我国模具工业的不断发展，高端模具钢的进口量持续上升。 模具钢进口主要来自日本、德国、瑞典、奥地利、韩国等国家，进口总量约6万吨。

我国塑料模具钢、热作模具钢和冷作模具钢介绍如下：

塑料模具钢：主要品种有S50C、S45C、3Cr2Mo(P20)、3Cr2NiMnMo(718)、10Ni3MnCuAl等，占模具钢总产量的62%，合金塑料模具钢3Cr2Mo(P20)、3Cr2NiMnMo( 718)、10Ni3MnCuAl等。约占塑料模具钢总量的12%，约占合金模具钢总量的23%；

热作模具钢：主要品种有4Cr5MoSiV1（H13）、3Cr2W8V、5CrNiMo、5CrMnMo等四种钢种，占模具钢总产量的21%，占合金模具钢总量的42%。 热作模具钢中，主要采用美国AST2MA681标准的普通钢H13（4Cr5MoSiV1），总产量近3万吨，占热作模具钢总产量的54%。

2%，已经占主导地位。 国外用量较少的3Cr2W8V钢产量虽逐年减少，但仍占较大比重(14573t)，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%

%。 Cr12系列模具钢中，Cr12钢仍是主要的一种。 2001年产量高达1.7万吨，占该系列钢的46%，而D2（Cr12Mo1V1）钢仅占18%。

2%。 可见，我国模具钢产量取得了长足进步，但部分钢种还需进一步发展。

虽然近年来我国模具钢制造水平取得了长足进步，但我国合金模具钢在品种、质量、尺寸规格和性能。 各方面难以满足市场需求，导致每年必须从国外进口大量中高端模具。 进口模具钢的规格主要是大尺寸锻造模块（厚度250~800mm）

×（宽度600~1200mm）及大尺寸模具扁钢（厚度30~300mm）×

（宽度400~1500mm），目前国内只有少数钢厂生产。 进口材料中：热作模具钢占比20%左右（约2万吨/年），主要是H13

（日本品牌SKD61）； 冷作模具钢占比20%左右（约2万吨/年），主要是D2

（日本品牌SKD11）； 塑料模具钢约占60%（约6万吨/年），主要是P20及其改进型738。进口模具钢的价格非常昂贵，一般是国产钢材的3~5倍。 可以认为我国有能力研发大部分进口模具钢产品。 关键问题是加强模具钢的基础研究和生产技术的研究。 ，提高国产模具钢的质量和性能水平。 另外，塑料模具钢必须以预硬化状态交货，并具有良好的抛光性能。 模块最好是六面的，并且具有良好的内在质量。

国外模具钢的发展

目前，随着模具制造业的不断发展，对模具钢在冶金质量、数量、性能等方面的要求不断提高。 国外有高合金化、高质量化、优化化、低档材料强化、扩大材料领域等趋势。 模具材料已从低档向高级发展，发展趋势是碳素工具钢→低合金工具钢→高合金工具钢。 一系列新型模具材料相继出现，标准模具钢牌号的合金化程度也在不断提高。 例如，美国有15种热作模具钢合金元素均大于5%，大于10%的有10种，占80%。

。

国外开发的新型热作模具钢有：（1）高淬透性的特大型锻造模具钢，如国际标准ISO中的40NiCrMoV7、法国NF标准中的40NCD16等； (2)高热强模具钢，如美国H10A、日本日立金属公司YHD3、特钢公司5Mn15Ni5Cr8Mo2V2钢等； (3)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，各国开发的新型冷作模具钢包括：（1）高韧性、高耐磨模具钢，如美国钒合金钢公司的VascoDie（8Cr8Mo2Vsi）钢，日本大同特殊钢公司DC53钢等； (2)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； (3)火焰淬火模具钢，如日本爱知SX5、SX105V，日本日立HMD1、HMD5等钢材； (4)粉末冶金冷作模具钢，如美国CPM10V、德国320CrVMo13.5等。

国外新型塑料模具钢的发展趋势主要有以下几个方面：（1）易切削加工、抛光性好的塑料模具钢，如美国的412、M-300，日本的YAG，日本的EAB等。英国和瑞典的 STAVAX-。 13 等； (2)预硬塑料模具钢，如美国P20、445，日本PDS，德国MOVTREX-A(2312)等； (3)整体淬火塑料模具钢，如美国A2、D3、H13等； (4)耐腐蚀塑料模具钢，如国家ISO标准中的110CrMo17、瑞典ASSAB公司的4Cr13等； (5)无磁塑料模具钢，如日本大同特殊钢公司的NAK301等。

总之，国外模具制造业正在走向通用化、标准化、系列化、高效化、

随着短制造周期的发展，CAD和CAM的应用日益普及。 为了适应模具制造业发展的需要，模具材料日益向多品种、精细化、产品化方向快速发展。 随着模具的工作条件越来越苛刻，对模具的质量，特别是钢材的纯净度和各向同性水平提出了更高的要求。 为达到这一目的，国外普遍采用电炉+炉外精炼工艺生产高纯净模具钢。 大断面锻造模块和大型钢材产品需要进行真空处理。 对于纯净度要求较高的模具钢，多采用电渣重熔，以进一步提高钢的纯净度、密度、各向同性和均匀性，减少偏析。

因此，模具钢的质量得到了很大的提高。 为增强竞争力，适应经济全球化发展趋势，国外模具钢生产由分散转向集中，不少企业进行了跨国并购。 为了更好地竞争，这些企业建成了技术先进的模具钢生产线和模具钢科研基地，形成了多个世界著名的工具模具生产和科研中心，以满足模具行业的快速发展。

国内外模具钢应用及发展比较

1 国内模具钢存在的问题及与国际水平的差距

20世纪80年代以来，我国模具工业进入快速发展时期，极大地促进了模具钢生产和应用技术的进步。 通过引进先进设备和技术，已能够生产高质量的模具钢，国内模具钢的品种和质量得到了很大的发展和提高。 但从整体水平来看，我国模具钢材还比较落后，特别是用于制造高端模具的钢材，仍采用进口钢材。 与国际先进水平相比，主要存在以下差距：

1）

模具钢品种规格不齐全，低档较多，高档较少。 高品质、高性能模具钢品种少。 从品种上看，塑料、玻璃、建材、陶瓷等专用模具钢系列尚未形成。 钢材中扁钢、模块、精炼产品比重较低，钢材利用率比国外低10%。

％关于。 为了满足制造大型、精密、复杂、长寿命模具的需要，国外发展预硬钢，而国内钢材基本停留在退火阶段或以热轧状态供应，供应周期短长。 这是我国家电行业存在的问题。 主要原因是模具钢材大量进口。

2）

模具钢生产专业化程度低。 钢材的质量和性能稳定性较差，外观质量较差。 我国模具钢生产分散在数十家企业中。 大部分厂家生产技术和装备不配套，特别是后工序，深加工设备落后，从而制约了国产模具钢质量和性能的提高。

3）

模具钢材供销渠道亟待畅通。 模具制造多为单件或小批量生产，要求多品种、多规格、小批量，且钢材供应及时，与冶金厂的大批量生产相矛盾。 在国外，零售问题可以通过钢材专卖店随时解决。 近年来，国内出现了一些代理商、钢材专卖店等中间销售环节。 但模具钢销售的服务意识和水平仍远远落后于国外先进水平，影响了国内模具钢的推广应用。 例如博勒

- Uddehum 在全球的 10 万用户中大部分都是指导用户使用的工程师。

值得注意的是，我国模具的质量和服务还远远不能满足用户的需求。 于是，出现了很多“宁高价买洋货，不低价买国产”的不正常现象。 国内外模具钢的部分价格比较见表1。 从表中可以看出，进口钢材的价格比国内价格高出3至6倍。 同钢种的价格差距反映了我国模具钢的落后程度。

表1国内外常用模具钢价格对比

起源

钢号

瑞典

（乌德霍尔姆）

德国

（蒂森）

德国

（沙斯塔）

国内钢厂

P20

5.2~5.8

万元/吨

3.8~4.0

万元/吨

2.8~3.0

万元/吨

约1.0

万元/吨

H13

9.6~10

万元/吨

75000元/吨

60000~70000元/吨

约1.7

万元/吨

D2

76000元/吨

8万元/吨

75000元/吨

约2.0

万元/吨

2 我国模具钢标准有待完善

根据对国内外模具钢的比较研究发现，国外模具钢的质量主要体现在：纯净度、均匀性、组织细密、尺寸精确。 这些方面的差距导致我国冷作模具钢与进口钢材同等强度下韧性不足、耐磨性较低； 而热作模具钢的高温强度和热疲劳性能较低，使得国产模具钢的模具寿命比进口钢材长。 模具寿命明显偏低。

以H13为例。 与进口H13相比，国产H13的夹杂物和初生碳化物较多； 退火组织中碳化物明显沿晶界分布； 然而，这些国产H13钢虽然存在不少上述质量问题，但都是按照国家标准生产的合格正规产品。 这就暴露了我国国家标准GB1299-2000与北美压铸协会标准NADCA#207-90之间的差距。 表2为各国H13钢的化学成分标准。 按照北美压铸协会标准考核检测时发现的退火组织、带状组织、冲击韧性等问题，并非我国考核的指标。 这是国产H13钢生产质量差的关键问题。

我们必须清醒地认识到，国外先进国家的企业只把国际标准作为最低标准。 他们真正执行或执行的是高于国际标准的“企业标准”或“内控标准”。 例如瑞典UDDEHOLM公司和奥地利Bohler公司都有非常严格的企业标准。 这种现实与我国目前的情况恰恰相反，不利于我国模具钢的发展。 为此，我国模具钢的国家标准应尽可能接近国际先进标准。 这将促进我国模具钢水平的提高，改变我国模具钢质量普遍较低的现象。

我国模具钢行业前景

1 模具钢的发展方向

-模具变得越来越大：模具成型零件变得越来越大。 另一方面，为了提高生产效率，一个模具有多个型腔，因此对大型模块钢材的需求量将逐年增加。

- 模具的精度越来越高，需要优质的钢材和良好的尺寸稳定性。

-塑料模具钢、压铸模具钢需求持续增加。

——中高端模具钢需求增加，低端模具钢过剩。

另外，随着模具标准件的应用日益广泛以及模具标准化、商品化程度的提高，对模具钢产品的质量、品种规格、交货周期都会提出更高的要求。

因此，钢铁企业必须根据国内模具制造业的发展趋势和模具市场的需求，及时开发高精度、高韧性、耐腐蚀、高品质的模具钢新品种，使国内模具钢成为热门模具钢。冷作模具钢达到世界先进水平。

2 对我国模具钢发展的几点建议

-合金工模具钢品种规格多元化、精细化、成品化

模具厂可根据需要采购标准模块，对模具的型腔和叶片进行精加工和组装。

——加强基础理论研究，提高合金工模具钢品种、质量和性能

工具尤其是模具的大部分关键零件或部件都会受到多方向的力的作用。 因此，提高钢材的各向同性，提高横向韧性和塑性，可以大大提高工模具的使用寿命。 近年来合金工具钢的情况就是如此。 主要发展方向之一。

另外，提高合金工模具钢的纯净度，即降低合金钢中有害杂质的含量，是提高钢的性能的有效措施。 采用各种精炼工艺生产高纯净钢是目前各冶金钢厂的目标。 主要努力方向。

最后，在品种方面，我国国外先进模具钢品种仅停留在简单仿制阶段，缺乏深入研究，这也影响了我国模具钢的制造和使用水平。

－实现冶金厂模具钢生产的专业化

模具钢有很多特殊要求，因此国外模具钢的生产工艺也从分散向集中发展。 为了竞争，各大模具钢生产厂都配备了技术先进的生产线，并加强了科研能力和研究基地的建设。

－开发非金属制品模具钢

随着塑料工业的发展，对模具钢的质量和性能提出了更高的要求，数量不断增加。 目前应重点发展以预硬化状态交付的大型塑料模具扁钢和模块。

- 疏通模具钢材的流通渠道

冶金厂需要大力推行代理制或建立销售仓库。 通过代理系统，可以起到拆散整件的作用，疏通模具钢材的流通渠道。 另外，要做好售前、售后服务，提高模具行业用钢水平，开发和推广高效模具钢材，提高模具钢材国产化率。

- 扩大模具钢出口量

近年来，我国模具钢出口量大幅下降。 年产量仅5000~6000t左右，约占模具钢总产量的2%左右，且比重逐年下降。 要利用我国廉价的劳动力和丰富的钨、钼、锰、钒合金资源优势，提高模具钢的质量水平，扩大模具钢的出口量。