我国模具钢展望 在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯等产品中，60%～80%的零件必须依靠模具成型（模压）。 成型零件的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率、低消耗是其他加工制造方法无法替代的。 主要有冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。 1、冷作模具钢主要用于制造在冷（常温）条件下压制成型的模具。 1、高碳低合金冷作模具钢9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV2，耐磨冷作模具钢6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV​​、Cr12(D 3), Cr12 MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1(D2)3、耐冲击冷作模具钢4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si4、冷作模具碳素工具钢T7、T8、T9、T10、T11、T125、冷作模具用高速钢W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V 2、热作模具钢 所谓热作模具，是指使加热到再结晶温度以上的金属或合金发生塑性变形，将液态有色金属压制成型以制造零件的模具。

1、低耐热热作模具钢5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi2，中耐热热作模具钢4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1（美国H13）、4Cr5W2VSi、8Cr33，高耐热热作模具钢3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr 4Mo3SiMnVAe 、5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV 3、塑料模具钢 据测算，我国塑料模具用钢量占模具用钢总量的50%以上。 1、碳素塑料模具钢SM45、SM50、SM552、预硬塑料模具钢3Cr2Mo（美国P20）、3Cr2NiMnMo（瑞典718）、40Cr、42CrMo、10Ni3MnCuAI（日本NAK80）、5CrNiMnMoVSCa、30CrMnSiNi2A3、渗碳塑料模具钢20Cr、 12CrNi3A4、时效硬化塑料模具钢06Ni6CrMoVTiAl、10Ni3MnCuAlMoS5、耐腐蚀塑料模具钢2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2及以上（红字）钢种占模具钢产量的60%1、塑料模具钢高速塑料模具钢的开发和系列化可分为：（1）小型模具用中碳调质钢； (2)大中型模具用预硬中碳低合金模具钢； (3)含硫、含铅预硬易切削模具钢，以改善切削性能； (4)时效钢和马氏体时效钢。

用于制造复杂、精密、高镜面模具。 模具以固溶状态加工，时效后使用。 该钢具有高强度、高韧性、高硬度、热处理变形小等特点。 (5)具有高淬透性的冷作或热作模具钢。 用于制造整体淬火的高硬度模具或复合增强塑料成型模具。 (6)渗碳塑料模具钢(低碳合金钢)； (7)耐腐蚀塑料模具钢(包括不锈钢)，耐聚氯和聚氟乙烯腐蚀。 （8）镜面抛光模具钢（超高纯钢），用于制造镜片、镜片等透明塑料制品。 2、开发先进冷、热作模具钢。 目前，国际上常用的冷作模具钢可分为三类（美国ASTMA681标准）：（1）低合金冷作模具钢，以O1（9CrWMnV）为代表； (2)中合金冷作模具钢，以A2(Cr5MoV)为代表； (3)高合金冷作模具钢，以D2(Cr12Mo1V1)为代表。 还开发了以下新型冷作模具钢： （a）高韧性、高耐磨冷作模具钢。 一些冷作模具，如冷镦模具和厚板冲剪模具，要求模具材料既具有良好的耐磨性，又具有高韧性。 通用冷作模具钢不能满足需要。 为此，美国、日本等在20世纪70年代和80年代开发了一批高韧性、高耐磨性的冷作模具钢，如美国的VascoDie（8Cr8Mo2V2Si）和VascoWear（Cr8Mo2VWSi） 。 日本的QCM-8（8Cr8Mo2SiV）、DC53（Cr8Mo2SiV）、TCD（Cr8V2MoTi）等。该类钢碳化物细小、弥散，抗弯强度、断裂韧性、耐磨性、切削加工性、可磨削性较高。 抗回火能力高，热处理变形小，可开发为通用型冷作模具钢。

(2.发展先进冷、热作模具钢)和新型冷作模具钢。 (b)火焰淬火冷作模具钢。 为了简化工艺流程，缩短模具制造周期，开发了一些适应火焰淬火要求的特殊钢种，如日本的SX105（7CrMnSiMoV）、SX5（Cr8MoV）等，其特点是淬火温度范围宽。范围广，淬透性高，适应局部火焰加热和空冷淬火的要求，广泛应用于汽车制造行业。 (c)粉末冶金冷作模具钢。 采用粉末冶金方法生产，在制粉过程中，钢水雾化后迅速凝固，形成极细小、弥散的碳化物，可显着提高钢的韧性和可磨性。 粉末冶金方法可以生产常规工艺难以生产的超高碳、高合金（特别是高钒含量）、高耐磨模具钢和钢基碳化钛，如德国的X320CrVMo135，其碳含量较高。含量超过3%并含有钒。 含量超过5%，细小、弥散的碳化物面积达到50%。 特种陶瓷模具的寿命比硬质合金模具长。 （2、发展先进冷热作模具钢） 热作模具钢消费量最大的是三类通用热作模具钢，即低合金热作模具钢。 代表钢种为5CrNiMo和5CrMnMo； 合金热作模具钢，代表钢号有H13（4Cr5MoSiV1）、H11（4C5rMoSiV）、H12（4Cr5MoWSiV）、H10（4Cr3Mo3SiV）； 高合金热作模具钢，应用最广泛的钢号是H21（3Cr2W8V）。

为了适应一些热作模具的特殊要求，开发了一些新型高性能热作模具钢，主要包括以下几种： (a)基础钢。 基体钢的化学成分与高速钢淬火后基体组织的成分相当，因此淬火后残留的共晶碳化物量很少。 回火后碳化物细小、分散。 该钢具有良好的强度、韧性和热疲劳性能。 比如美国的VascoMA。 （2.发展先进冷、热作模具钢）连续热作模具钢（b）低碳高速钢。 低碳高速钢是将高速钢的含碳量降低到0.3%~0.6%而得到，可以减少共晶碳化物数量，保持较高的红硬性，提高钢的韧性和热疲劳性能。钢。 ，如美国的H25、H26、H43。 (c) 高温热作模具钢。 以马氏体为基体的热作模具钢，当工作温度超过700℃时，其高温强度急剧下降，导致模具磨损、变形而早期失效。 国内外已开发出CrMn系和以奥氏体为基体组织的CrMn系。 CrMnNi是添加钒、钨、钼等组合元素，通过时效硬化提高钢的强度、硬度和耐磨性，以适应工作温度700~800℃热作模具的要求的热作模具钢。 ; 但该类钢的导热性能较差，线性（膨胀）系数较大，热疲劳性能较差。 不适宜制造在激冷条件下工作的高温模具，如日本的5Mn15Cr10V2、5Mn15NiCr8Mo2V等。（2.发展先进冷、热作模具钢）连续热作模具钢（b）低碳高-高速钢。

低碳高速钢是将高速钢的含碳量降低到0.3%~0.6%而得到，可以减少共晶碳化物数量，保持较高的红硬性，提高钢的韧性和热疲劳性能。钢。 ，如美国的H25、H26、H43。 (c) 高温热作模具钢。 以马氏体为基体的热作模具钢，当工作温度超过700℃时，其高温强度急剧下降，导致模具磨损、变形而早期失效。 国内外已开发出CrMn系和以奥氏体为基体组织的CrMn系。 CrMnNi是添加钒、钨、钼等组合元素，通过时效硬化提高钢的强度、硬度和耐磨性的热作模具钢，以适应工作温度700~800℃的热作模具的要求。 ℃； 但该类钢的导热性能较差，线性（膨胀）系数较大，热疲劳性能较差。 不适合制造在激冷条件下工作的高温模具，如日本的5Mn15Cr10V2、5Mn15NiCr8Mo2V等。（2.发展先进冷、热作模具钢）继续热作模具钢（d）高温腐蚀耐磨模具钢。 为了提高模具在高温下抵抗液态金属等介质侵蚀和高温氧化的能力，开发了高温耐腐蚀模具钢，用于压铸模具和压制玻璃制品模具，如如日本三菱制钢公司开发的用于制造玻璃成型模具等的3Cr13MoV钢。 (e)高淬透性热作模具钢。 为了满足特大型锻模模块用钢的需要，在5CrNiMoV钢的基础上增加了Ni、Cr、Mo等合金元素的含量，以提高钢的淬透性、热强性和韧性，例如如ISO4975标准中的40NiCrMoV4（4Ni4Cr2MoV）、法国NF-35-590标准中的40NCD16（4Ni4Cr2Mo）等。

（2.发展先进冷、热作模具钢）连续热作模具钢（f）中合金高强韧性热作模具钢。 这类钢可以更合理地使用合金元素，降低产品的生产成本，因此近年来发展迅速。 例如，在H13钢的基础上，降低铬含量，增加钒含量，开发出以MC碳化物为主要强化相的钢种。 代表性钢种包括瑞典的QRO80和QRO90M。 3、模具钢材品种规格多样化，产品精细化、成品化。 大多数模具，如塑料模、冷冲模、冲裁模、剪切模、压铸模等，都是由若干个平板件制成的。 它是由型材组装而成，因此扁钢和厚板在国外合金工具钢产量中所占份额较大。 例如，日本自1990年以来，合金工具钢热轧钢扁钢和板带的产量已占总产量的40%以上。 美国ASTM A681合金工具钢标准对锻造扁钢、热轧扁钢、热轧板材、冷拔扁钢的技术条件进行了详细规定。 材质精细化国外模具钢材日趋精细化，钢厂直接提供不同要求的高尺寸精度、加工后无脱碳层的精细材质。 国外一些主要模具钢生产企业的模具钢精矿比例已占到60%左右。 3、模具钢材品种规格多样化，产品精细化、成品化。 冶金工厂供应经过淬火、回火和精加工的模板、模块和其他产品。 模具厂可直接采购标准模块，仅用于模具的型腔。 或者在完成切削刃加工后，可与标准模架组装后发货。

由于模具成型后无需进行最终热处理即可直接使用，这样既保证了模具的性能，又避免了热处理引起的模具变形、氧化、脱碳、开裂等质量问题。 此类产品适合制造形状复杂、尺寸大、精度高、寿命长的塑料模具，在模具制造行业中很受欢迎。 3.先进的模具材料性能。 高纯度模具钢。 钢的纯净度提高到一定水平。 高纯度模具钢不仅可以改善钢的原有性能，而且可以赋予钢新的性能。 日本大同特钢公司SKD61钢中硫、磷含量由0.03%降至0.01%以下，冲击韧性提高一倍以上。 大多数各向同性模具钢模具都承受多方向应力。 因此，增加模具钢的各向同性，提高钢材的横向韧性和塑性，使其接近纵向性能，可以大大提高模具的使用寿命。 高性能模具钢的生产必须采用新工艺、新技术、新设备。 随着模具工业的发展，从模仿到自主开发，我国模具钢产量已跃居世界前列。 国外科研、试制中的大部分标准钢种和模具钢种基本上都是在我国生产和开发的。 我国自行开发了一些新型模具材料。 经过多次标准修订、钢种整顿，GB/T1299-2000（合金工具钢）标准中纳入了37种钢种。 基本形成了具有中国特色的模具钢系列。 与工业发达国家相比还存在差距： （一）钢级系列和产品结构 （1）钢级系列有待进一步完善。 例如，用量较大的塑料模具钢仅包括3Cr2Mo（相当于美国钢号P20）和3Cr2NiMnMo（相当于瑞典ASSAB 718）两个钢种，显然不能满足各类塑料模具的要求。

此外，陶瓷、玻璃、耐火砖等非金属制品的成型模具也需要开发先进模具钢。 (2)钢材产品结构选用不合理。 例如，塑料模具产量较大，但目前约90%的塑料模具采用碳结构钢制成。 模具的使用寿命短，质量差。 冷作模具钢钢种系列比较齐全，但目前占产量70%左右的是Cr12、Cr12MoV、CrWMn三个钢种。 世界上用量大、综合性能好的A2(Cr5Mo1V)钢虽然已纳入国家标准，但产量很小。 采用耐磨性较高的D2（Cr12Mo1V1）钢，要求也并不高。 热作模具钢的产品结构较好。 经过十多年的大力推广，目前世界上应用最广泛、综合性能较好的中合金铬钼系列热作模具钢4CrMoSiV1（H13）产量已位居国内模具钢之首。 。 （二）钢材品种 我国模具钢生产中，相当数量的中大型锻件模块采用快锻液压机多向锻造，用大型带锯切割成型，采用炉外精炼冶炼和真空脱气工艺。 产品品质可与国外进口模块相媲美。 大型棒材也已部分使用精密锻造机或大型轧机生产，尺寸精度良好。但钢材类型