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　　現(xiàn)代工業(yè)，模具領先。模具工業(yè)水平高低已成為衡量制造業(yè)水平重要標志之一。近年來，汽車和IT工業(yè)發(fā)展，我國模具工業(yè)到快速發(fā)展，2005年模具銷售額達610億元，列世界第三, 模具出口達7.38億美元，相應同比增長達25％和50.31％。，我國高端模具進口達13.3億美元，為凈進口模具量較大。為此，我國還僅處于模具生產(chǎn)大國位。我國要由模具生產(chǎn)大國向模具生產(chǎn)強國提升，需要不斷提高模具工業(yè)水平，主要應體現(xiàn)模具加工機械現(xiàn)代化，模具設計先進性和設計軟件研發(fā)，模具材料國產(chǎn)化和模具鋼性能優(yōu)化，模具產(chǎn)品結構發(fā)展，其中高技術含量、大型、精密、長壽命模具生產(chǎn)和出口應不斷增長。模具材料作為模具工業(yè)發(fā)展重要物質基礎，世界各國予以充分重視。我國模具工業(yè)發(fā)展提供了一個很好模具鋼市場，世界制造模具鋼許多廠商都十分看中中國市場。大家已熟悉ASSAB、大同和日立等企業(yè)外，法國Arcelor Group，Aubert &  Dural，德國Kind & Co，Edelstahl 和韓國昌原（Chang Won Specialty Steel）都采取果斷措施進入中國。本文將對世界上生產(chǎn)模具鋼工廠現(xiàn)狀和進展情況加以闡述。
                    
1、Arcelor Group（阿賽洛集團）：
　　法國阿賽洛集團是世界上大鋼材生產(chǎn)集團之一，該集團2006年6月16日已與俄羅斯 Severstal 集團合并成為世界上大鋼鐵企業(yè)。Industeel 鋼廠是Arcelor集團主要成員。現(xiàn)有三個生產(chǎn)基，分別設于法國和比利時。Creusot Schneider 工廠成立于1836年。該廠具有先進齊全生產(chǎn)設備，擁有200T 100MVA電爐，經(jīng)VAD和VOD真空精煉，澆鑄成鋼錠或壓鑄和連鑄。能生產(chǎn)厚度達950mm板材，并確保均勻材質和性能穩(wěn)定，生產(chǎn)鋼材70％用于出口。全球市場中模具鋼和工具鋼板材市場占有率2003年占22％，生產(chǎn)量為65000 T 。該廠生產(chǎn)熱作模具鋼有1.2343，1.2344，1.2767和AH－61，供給尺寸寬度≤2000mm，厚度≤300mm；冷作模具鋼有1.2842，1.2510，1.2363，1.2379和 Tenasteel ，其寬度與上相同，厚度≤150mm；塑料模具鋼有預硬300HBP20 （1.2311，1.2312），1.2738和 Superplast 300；預硬400HB有1.2714和Superplast 400。供應尺寸厚度都為≤800mm，寬度分別為≤2500mm和≤2000mm。
　　該廠新發(fā)展熱作模具鋼，冷作模具鋼和塑料模具鋼有AH－61；Tenasteel和Superplast系列鋼，主要分別介紹如下。
　　1．1AH-61優(yōu)質熱作鋼：它是專為鋁壓鑄模所設計，可以避免使用時熱磨損和熱疲勞發(fā)生龜裂提高模具使用壽命。材料化學成分列于表1，其硫磷含量為0.001%和0.008%，相應非金屬夾雜物控制極低水平，當然很好改善了韌度和高溫強度。鋼材以退火態(tài)供貨，均勻和細小晶粒顯微組織使熱處理后晶粒保持細小，碳化物均勻分布和相對低偏析。

　　該鋼奧氏體化溫度為1020~1050℃，加熱應緩慢，保溫時間為1min/mm。該鋼Ac1為855℃,Ac3為935℃,Ms點為290℃。
　　淬火時要有足夠冷速，防止鐵素體F和貝氏體B生成，對薄小工件實行高壓氣淬，對大厚工件需采用油淬達到要求硬度，并同時避免變形和開裂，注意50~70℃區(qū)間應停止冷卻。
　　淬火后回火分兩次進行：次回火500~550℃范圍，應淬火后立即進行，到溫后保持2小時；第二次需要硬度選定，維持2小時。

　　表1  AH－61和Tenasteel鋼化學成分

鋼號	C	Si	Mn	Cr	Mo	V	S	P	其它
AH － 61	0.40 ％	1.00 ％	0.35 ％	5.00 ％	1.30 ％	0.90 ％	0.001 ％	0.008 ％
Tenasteel	1.00 ％		0.35 ％	7.50 ％	2.60 ％	0.30 ％			Ti

 　　1.2  Tenasteel冷作模具鋼：是一種新型更通用工具鋼，具有高強度、韌度和耐磨性，并具較好機加工和抗熱氧化性。采用電爐和真空精煉技術。化學成分見表1，相應降低了C和Cr含量，另外加入Ti和Nb使碳化物細小均勻，加入MO以保持耐磨性能。鋼材具有相當?shù)碗s質含量，潔凈度有所提高。
 　　鋼材退火硬度≤255HB。它1050℃奧氏體化后淬火冷卻，經(jīng)二次回火后到性能列于表2，相應韌度指標接近于X160CrMoV12(相當于Cr12MoV)兩倍，刀具使用壽命可增加25%以上。淬火冷卻好是真空氣淬，或250~350℃鹽浴爐中進行，形狀簡單工件才采用油淬。淬火后立即緩慢冷至－80℃，待完全均勻后緩慢加熱至室溫，可使殘余奧氏體量減少，硬度增加，這種冷處理可適用于簡單形狀工件。

　　表2  Tenasteel性能改善

退火 硬度	加熱 溫度	兩次回 火溫度	熱處理 后硬度	韌 度
				TENASTEEL	X160CrMoV12
≤ 255HB	1050 ℃	525 ℃	60/62HRC	20J/cm2	12 J/cm2
		550 ℃	59/61HRC	30 J/cm2	15 J/cm 2
		575 ℃	58/60HRC	35 J/cm 2	19 J/cm 2

　　1.3  Superplast 400：它是一種高硬度（出廠硬度為380HB）預硬塑料模具材料，特別適用于承受高擠壓力和沖擊力模具，鋼材具有好加工性能和優(yōu)異焊接性能。板材20mm至600mm厚范圍內(nèi)，硬度確保于（360~400）HB內(nèi)，鋼材屈服強度，抗拉強度為1150和1250MPa，延伸率＞10%。鋼材雜質含量非常低，尤其是氧，保證了高潔凈度，適合于鏡面拋光。適合于制作熱塑性塑料注塑和擠壓模具等。
2、Aubert & Dural（奧伯杜瓦公司）
　　它是世界上生產(chǎn)合金、錳、鎳合金領導企業(yè)Eramet（埃赫曼）冶金礦業(yè)集團成員之一。公司能夠設計、制造、加工和銷售特殊鋼、鋁合金和鈦合金等，同時與集團內(nèi)愛和高速鋼公司（Erasteel）一起共同開發(fā)和生產(chǎn)范圍廣鋼種。公司擁有40~70噸電弧爐，中間包精煉爐，真空脫氣設備，真空感應熔煉爐（VIM）12噸，25噸電渣重熔精煉爐（ESR），30噸真空重熔精煉爐（VAR）等熔煉設備；鍛造設備主要有1200~4500噸連續(xù)鍛造機械和4500~65000噸模鍛機；HIP設備（φ1200mm）；熱處理設備有長200 mm至21米淬火回火爐。能生產(chǎn)數(shù)kg至20噸產(chǎn)品部件。
　　Aubert & Dural公司生產(chǎn)熱作模具鋼，塑料模具鋼，冷作模具鋼和玻璃模具鋼有ADC3，SMV3，SMV4，DH13，MEK4，DH13，SMV3，X13T6，XDBD，X15TN，APXV和SRV2，SANCY2，APXV，X25V，這些鋼種中ADC3和MEK4介紹如下：
　　2.1  ADC3：是該公司優(yōu)質鋼種，也可表示成X36CrMo V5-1，出廠硬度為235HB,常用硬度為（43~50）HRC，具有高抗熱龜裂和高韌度、高耐磨性。材料鍛造溫度為1000/1150℃。該鋼Ac1為840℃,Ac3為900℃。該鋼 退火溫度為830℃,保持后緩冷。淬火處理工藝如下：首先預熱700℃，然后升溫至990℃，2~6 bar N2下快速冷卻，或急速冷至280℃鹽浴爐中然后空冷至室溫，（兩種冷卻方法按工件尺寸確定）。回火操作550℃先施行次回火，然后按工件要求550~650℃間選定,進行第二次回火，適用于高要求大型Al合金，Mg合金壓鑄模具和Al合金擠壓模具。模具適合進行滲氮處理，使表面達1000 HV硬度。同時模具可以進行預熱下焊接和現(xiàn)場焊接。
　　2.2  MEK4：相當于德國鋼號1.8523,或表示成40CrMoV13-9，公開成分為：C 0.40%，Cr 3.00%，Mo 1.00%和V 0.20%。鋼材相變點為：Ac1 795℃，Ac3 835℃。它通常預硬條件下供貨，硬度為400HB（Rm為1400N/mm2），具有良好加工性能，它具有好韌度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。可用于制造塑料模具，光蝕刻花性好，模具可進行滲氮處理，表面達800HV硬度。
　　以退火態(tài)供貨材料，進行淬火處理工藝為:預熱700℃，奧氏體化溫度920℃；冷卻條件為：空冷或氣體加壓淬火，零件形狀可采用油冷。可適合于制作輕合金壓鑄模具和大型錘鍛模具等。

　　該公司正研究壓鑄用佳熱作模具鋼SDC，目前未見相關資料。
　　3、Kind & Co公司

 　　Kind & Co公司Edelstahl werk（特殊鋼工廠）成立于1888年，積累了百余年生產(chǎn)精煉工具鋼經(jīng)驗和不斷改進及發(fā)展生產(chǎn)設備，產(chǎn)品日益滿足顧客對高品質要求，公司專門研發(fā)和生產(chǎn)高級熱作模具鋼，塑料模具鋼，不銹鋼和玻璃模具鋼等。工廠擁有兩臺電渣重熔爐（25T）和進行三維鍛打1000T，2000T鍛壓設備。2001年購置了歐洲先進13 bar真空淬火爐，工作室尺寸為1500×1000×1000 mm，大加載質量為2500kg。2003年購置了滲氮爐，工作室尺寸為1500×1000×1000 mm,大加載重量為3500 kg。為此，能對高級模具鋼提供特定要求熱處理來獲佳性能。
　　該公司主要生產(chǎn)熱作模具鋼、塑料模具鋼、和玻璃模具鋼等。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（優(yōu)質鋼種）；塑料模具鋼除一些熱作模具鋼和相當于P20鋼外,還有RF（1.2083,X42Cr13）,CRS(1.2085,X33CrS16),CMR(1.2316, X36CrMo17),N400(1.2767,X45NiCrMo4)和優(yōu)質鋼種Plast 1等；玻璃模具鋼有USN(1.2343,X38CrMoV5-1),ZF2(1.2782,X16CrNiSi25-20)和FAM（1.2787,X23CrNi17）等，本文主要介紹TQ1和 Plast 1。
3.1  TQ-1
　　TQ-1是Kind & Co公司優(yōu)質高級模具鋼。其合金元素含量設計按優(yōu)化組合和按新熔煉和鍛造制作技術，經(jīng)合理熱處理工藝處理后能獲 高韌性和很高高溫強度結合并具高抗熱疲勞、熱沖擊開裂和高溫耐磨性。能可靠增加模具壽命。適合于制造結構復雜和大型精密壓鑄模具，并可用來制造擠壓模具，鍛模和熱變形模具。
　　該鋼化學成分列于表3，它是一種Cr-Mo-V合金模具鋼，測試溫度600℃和水冷條件下熱沖擊試驗中，經(jīng)6000次后裂紋長度僅為1.2367鋼1/2左右和1.2343(H11)鋼1/3左右,由此可見TQ-1鋼韌性提高是很明顯.
　　TQ-1鋼退火工藝溫度為820~840℃，經(jīng)4~6 hr后爐冷，退火后硬度≤220HB。其去應力退火工藝為：650℃經(jīng)2~4 hr后慢冷。淬火工藝為：1010~1020℃奧氏體化，經(jīng)保溫后空冷，或約540℃浴槽中冷卻,或油或聚合物介質中冷卻，或油或聚合物介質中冷至230~280℃取出，或采用真空氣淬，淬火后硬度約54HRC；回火工藝為：溫度范圍為540~680℃按使用硬度選定，為提高韌度需回火3次。該鋼可以進行氮化，對壓鑄模具按特定工藝, 不出現(xiàn)化合物層不出現(xiàn)對熱交換影響。

3.2   Plast 1

　　Plast 1是Kind & Co公司優(yōu)質塑料模具鋼，屬具有極高耐蝕性，極好機加工性和尺寸穩(wěn)定性，還具有好導熱性能，焊接性,耐磨性和韌度。常以預硬態(tài)供貨，硬度約320HB。該鋼化學成分列于表3中，屬含Mn鉻不銹鋼，是高性能預硬不銹鋼。它適合于制造要求極高耐腐蝕性和鏡面拋光性不太高注塑模具、擠出模具以及耐腐蝕機械零部件。


　　表3     TQ 1和Plast 1鋼化學成分

鋼 號	C	Si	Mn	Cr	Mo	V	S	其 它
TQ 1	0.36	0.25	0.40	5.20	1.90	0.55
Plast 1	0.045	0.40	1.30	12.5			0.15	+

　　該鋼和1.2085鋼相比,可加工性、耐蝕性、韌度和可焊接性均有不同程度提高，但其拋光性與1.2085鋼相當。
4. Schmiede werke Gr?ditz GmbH(德國葛利茲鋼廠)
　　該廠專注于塑膠模具鋼、熱作模具鋼、冷作模具鋼、不銹鋼和合金結構鋼生產(chǎn)，下設7個分廠，工廠擁有高容量電弧爐，鋼錠重量可達140噸，電渣重熔工廠大鋼錠質量為84噸，大直徑達1600mm，并具有高純凈度滿足工業(yè)上高技術要求。作為全球性跨國企業(yè)，葛利茲有17個區(qū)域性辦事機構和機構。
　　該廠生產(chǎn)塑料模具鋼除P20，420等常規(guī)以外，有XPM36， XPM40HH，Tiger Mould和GESTSO等。生產(chǎn)熱作模具鋼有ED1.2343,1.2344,1.2344Victory ESR,1.2347,1.2767,1.2606和1.2885等。冷作模具鋼有1.1545,1.2080,1.2363,1.2365,1.2379,1.2601,1.2436,1.2510,1.2550,1.2842等。本文僅介紹XPM36和1.2344 Victory ESR兩種。
4.1 XPM36   
                                         
　　該鋼化學成分列于表4。其特性如下：①模具橫截面上硬度均勻；②很好拋光性能和機加工性能；③大大增加導熱率；④具有高韌度；⑤可以適用于氮化，鍍鉻和刻花；⑥改進了可焊性。供貨條件為經(jīng)淬火和二次回火處理，硬度值為（32~36）HRC或（36~40）HRC（與使用條件相關）。該廠供給棒料尺寸可至1300mm，板塊厚度可達1000mm。其熱成形溫度為1100~850℃；退火溫度為710～740℃；淬火溫度為870～890℃；回火溫度600～680℃內(nèi)按硬度選定。材料顯微組織為細貝氏體。

　　適用于厚度大于400 mm塑料模具，電視機殼和后壁模具，儀器儀表外殼、控制板和大型殼體部件模具。
表4  葛利茲1.2344和XPM36鋼化學成分

鋼號	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	V	Ni	其它
1.2344	0.38/ 0.42	0.80/ 1.20	0.30/ 0.50	≤ 0.025	≤ 0.005	4.80/ 5.50	1.20/ 1.50	0.90/ 1.10
XPM36	0.23/ 0.29	≤ 0.40	1.40/ 1.70	≤ 0.025	≤ 0.005	1.20/ 1.80	0.30/ 0.70		0.90/ 1.20	特加元素

4.2 W 1.2344 Victory ESR
　　該鋼化學成分見表4。其特性如下：①好而均勻加工性和拋光性；②高塑性和韌度，所有方向都具有極好塑性和韌度；③低和高溫度下都具好抗磨粒磨損能力；④優(yōu)良整體淬硬性；⑤好高溫強度和抗疲勞能力；⑥淬火變形小。材質潔凈度（按ASTM E45方法A）硫化物≤0.5，氧化物、硫酸鹽和球狀氧化物均≤1。
　　該鋼出廠硬度為229HB，也可按要求以調(diào)質態(tài)供應。使用硬度為（30~55）HRC。其熱成形溫度為1100~900℃，退火溫度為820~840℃，淬火溫度1020~1050℃，回火溫度為520~700℃按需要硬度確定，退火組織按“退火熱作模具鋼顯微組織圖”評級鑒定。
　　材料適用于制造A1,Mg,Cu合金壓鑄模具和擠壓模具，也適用于要求高硬度、耐磨和拋光性塑料模具。
5、大同特殊鋼株式會社
　　大同特殊鋼公司英文名稱為Daido Steel Co.,Ltd.。1916年設立電氣制鋼所（株）開始生產(chǎn)合金鋼和工具鋼，1921年成立大同制鋼株式會社。1916年工廠生產(chǎn)采用1.5T Heroult型電弧爐，是日本古老一種煉鋼爐，已于1988年由美國金屬學會（ASM）命名為世界上第59個ASM歷史性標志（列日本第二）。大同特殊鋼90年發(fā)展，現(xiàn)特殊鋼鋼材，電子材料，汽車零部件，產(chǎn)業(yè)機器零部件，工程設備和新材料等六個領域日益顯示出其強大實力。它日本擁有17個設備完善工廠和一個技術研究開發(fā)中心。
　　熔煉上，大同特殊鋼與新日本制鐵（株）和法國Usinor-Sacilor一起共同開發(fā)了DC電弧爐（DC arc furnace）,它能減少閃爍50%,能提供大功率和實現(xiàn)高速熔化，減小能量消耗和降低生產(chǎn)成本。大同特殊鋼已建立了潔凈鋼制造系統(tǒng)ELVAC，據(jù)稱列世界綜合鋼鐵制造過程。它包括電弧爐熔煉，鋼包精煉，真空脫氣和連續(xù)鑄造，其核心是鋼包精煉LF（Ladle Furnace Refining）,采用大同自行開發(fā)第二代精煉過程。大同已開始用新發(fā)展結合了RH真空脫氣系統(tǒng)AOD爐（Argon-Oxygen Decarburizing）精煉生產(chǎn)潔凈不銹鋼。大同還采用TEKISON多過程（multi-cycle）軋制系統(tǒng)生產(chǎn)高精度所有尺寸規(guī)格棒材（中小規(guī)格），使工具鋼產(chǎn)品實現(xiàn)尺寸連續(xù)可調(diào)軋制。
　　大同日本除擁有可靠控制VAR（Vacuum Arc Remelting）、ESR設備外，還擁有能重熔鈦及其合金PPC爐(Plasma Progressive Casting Furnace)。大同提供特殊鋼產(chǎn)品有軸承鋼、不銹鋼、工具鋼，此外還有高合金和鈦合金等。其高端產(chǎn)品還有獲世界三大航空發(fā)動機制造廠產(chǎn)品材料認定飛機發(fā)動機主軸,具有制作卓越耐熱性、耐磨性飛機發(fā)動機主軸高速軸承產(chǎn)品，為下一代磁懸列車提供螺釘和內(nèi)部零件開發(fā)兼具非磁性、高強度和耐腐蝕材料和具有廣闊應用前景具有高強度和耐蝕抗力Ni-Ti形狀記憶合金。

　　大同特殊鋼生產(chǎn)冷作模具鋼、有YK30、YK4、GOA、GO4、GO5、GO40F、GM2、DC53和 DC11；熱作模具鋼有DHA、DHA1、DHA2、DH2F、DH62、DH21、DH31-S、DH4、DH41、DH71、DH32、GFA和GF78；塑料模具鋼有PXZ、PDS3、PX4、PX5、NAK55、NAK80、S-Star、G-Star、E-Star、和MASIC等。本文主要介紹DHA-1和一些塑料模具鋼。
5.1 DHA-1
　　大同特殊鋼稱DHA-1為耐磨性、抗疲勞性優(yōu)質熱作模具鋼；稱優(yōu)質鋼種DH31-S（super）為高壽命熱作模具鋼；DHA為美國Ford公司推薦標準AMTD-DC2010上介紹鋼種，它們相應化學成分列表5中。
表5  大同一些熱作模具鋼化學成分 %

鋼號	C	Si	Mn	Cr	Mo	V	P	S
DHA1	0.32/0.42	0.80/1.20	≤ 0.50	4.50/5.50	1.00/1.50	0.80/1.20	≤ 0.030	≤ 0.030
DHA	0.39	1.10	0.40	5.00	1.20	0.60
DH31-S	優(yōu)質鋼種（ 0.4C - 5.5Cr – Mo – V ）

　　DHA-1鋼特點有①細小球狀碳化物均勻分布；②優(yōu)良淬透性；③抗高溫回火軟化性強；④優(yōu)質耐高溫沖擊和熱疲勞性和⑤好抗高溫熔損性。該鋼鍛造溫度為1100~900℃,退火溫度為820~870℃,緩冷，退火硬度≤229HB；淬火溫度為1000~1050℃,空冷；回火溫度為550~650℃，空冷。淬火回火后硬度≤53HRC。相應相變點為：Ac為847~918℃；Ar為769~725℃；1030℃奧氏體化后Ms為320℃。
　　該鋼1050℃奧氏體化油冷淬火硬度可達55HRC，此時夏氏沖擊值保持較高水平（經(jīng)600℃ 1 hr回火）；淬火后560℃回火1hr硬度能達到峰值，接近55HRC，經(jīng)600℃回火1 hr硬度為50HRC左右。（以上數(shù)據(jù)僅對一定尺寸試樣而言，供參考）。
該鋼可施行570℃×3 hr鹽浴滲氮處理，可使表面硬度高達1100HV（載荷300g）。
　　DH31-S鋼淬透性，耐熱疲勞開裂性和耐熱熔損性均高于DHA-1。按介紹資料估算，DHA-1鋼1030℃奧氏體化，φ150mm圓棒空冷可淬馬氏體組織；對DJ31~S鋼同樣條件可達φ200mm左右。該鋼退火后硬度≤235HB，切削加工性相對SKD61稍有降低。
5.2大同塑料模具鋼
　　塑料模具鋼可分為預硬系和淬火回火系兩類。預硬系材料是生產(chǎn)廠將材料經(jīng)調(diào)質熱處理至30HRC和40HRC硬度，模具制造商對之進行加工成塑料模具后直接予以使用。人們熟悉預硬態(tài)模具材料是P20和718兩種。對大同特殊鋼生產(chǎn)預硬系材料按合金系分為S-C系，SCM系，SUS系，3%Ni析出硬化系，熱作模具鋼（SKD）系幾種。分別對應于1055碳素鋼PXZ鋼；對應于4145PDS3和常用P20改良品種PX4、PX5；對應于X36CrMo17 G-Star和對應于SUS630改良析出硬化鋼E-Star；3%Ni析出硬化系鋼有NAK55、NAK80；SKD系鋼號為DH2F。大同特殊鋼生產(chǎn)淬火回火系塑料模具鋼有熱作模具鋼DHA1（使用硬度45~50HRC）和AISI D2改良品種DC53和PD613（使用硬度分別為60~62HRC和56~61HRC）；另外有對應于SUS 420改良S-Star（使用硬度為50~53HRC）。
　　PX4是硬度為30~33HRC預硬化鋼，適用于一般樹脂和大批量生產(chǎn)模具材料。它真空脫氣處理，組織均勻程度好，材料表面中心硬度分布均勻性比P20等提高。其切削加工性和鏡面精加工性30HRC級材料中為良好。它以焊接開裂敏感性低成分平衡進行設計、改善了焊接性，有介紹省略預熱和焊后加熱或只200℃進行，易出現(xiàn)焊接開裂。PX5與之相當。
　　NAK55和NAK80是0.1C-3Ni-1Cu-1Al析出硬化型鋼，前者加S，具有良好切削加工性,后者未加S,具有良好鏡面加工性和放電加工性.同屬37~43HRC預硬化鋼，經(jīng)特殊熔煉生產(chǎn)，潔凈度高，性能穩(wěn)定。兩者具有良好焊接性,焊接部位硬度起先出現(xiàn)下降，焊接后經(jīng)500℃×5hr時效處理和風冷后，其硬度值和熱影響區(qū)硬度值均與基材硬度相同。該鋼經(jīng)520℃ 5 hr氣體軟氮化后，其表層硬度可達750HV，能提高服役壽命。
　　S-Star是具超鏡面性、高硬度和耐腐蝕馬氏體型不銹塑料模具鋼，經(jīng)特殊熔煉而成，其化學成分為0.38C-0.9Si-13.5Cr-0.1Mo-0.3V，其交貨硬度可≤229HB下或（30~34）HRC預硬狀態(tài)下。經(jīng)機加工后終熱處理為：經(jīng)500℃和800℃兩次預熱后加熱至1020~1070℃奧氏體化，然后油冷、空冷或氣淬，淬火硬度可達56HRC，回火視耐蝕性或硬度要求200~400℃或490~510℃范圍進行，一般要求2次，回火后空冷，達53HRC左右，也可進行冷處理。適合于制造照相機機身、唱片、透鏡和表殼塑料模具。
6、日立金屬株式會社
　　日立金屬株式會社英文名為Hitachi Metals,Ltd.,1956年（昭和31年）設立，接受加工五個工廠有戶田（Tobata）、深川(Fukagawa)、桑名(Kuwana)、若松(Wakamatsu)和安來(Yasugi)。其中安來工廠前身安來制鋼所起始于1899年成立雲(yún)伯鐵鋼合資會社，1915年擴大發(fā)展成為制造高速鋼和高級特殊鋼專業(yè)工場。
　　發(fā)展至今日立金屬株式會社產(chǎn)品涵蓋電子、汽車、機械、建筑和環(huán)境等領域，如IT部品和材料，磁性應用部件，平板顯示屏，計算機和半導體集成電路器件，汽車零部件和材料，環(huán)保系統(tǒng)產(chǎn)品，航空航天和核電工業(yè)材料等。
　　日立金屬生產(chǎn)冷作模具鋼高速鋼、  Co高速鋼、粉末高速鋼和基體高速鋼外,有SLD（相當于Cr12MoV），SLD-Magic，SLD-8，APK-1，CRD，YCS3，SGT，ACD37和火焰淬火鋼HMD1，HMD5。熱作模具鋼有DAC（SKD61），DBC（SKD62），YEM（SKD7，為3Cr3Mo系），優(yōu)質鋼種YEM-K（3 Cr系），含W熱作模具鋼HDC，YDC，MDC（對應SKD5，SKD4，SKD8），此外DAC系列鋼還有DAC10，DAC55和DAC3以及FDAC等。塑料模具鋼有HPM1（P21改進型，快削型）HPM50（P21改進型）；HPM7（P20改進型）HPM2（P20改進型，快削型）；HPM38（SUS 420J2改進型），HPM77（SUS420J2改進型，快削型）；PSL（SOS630改進型）和FDAC（SKD61快削型），還有含CrNiAl元素析出硬化鋼CENA1，以上屬預硬型塑模鋼，硬度為30HRC和40HRC兩種。淬火回火型塑模鋼除時效處理鋼，粉末高速鋼和基體高速鋼外，主要有HPM38和HPM38S（SUS420J2改進型，硬度為50~55HRC），HPM31（SKD11改進型，硬度為56~60HRC），ZCD-M（SKD11改進型，硬度為60~63HRC）和ZDP4（高合金粉末模具鋼，硬度為60~65HRC）。鋼種中HPM為high quatity plastil Mold steels縮寫。
　　本文介紹冷作鋼SLD-Magic，熱作鋼DAC55和塑模鋼HPM38。
6.1冷作模具鋼SLD—Magic
　　 它是具有高服役壽命和易于加工新一代模具鋼,具有以下特性：①與SLD8鋼（為SKD11改進型8%Cr鋼）比，其耐磨性62HRC時可提高35%；②加工切削性比上述鋼提高35%；③韌度與上述鋼相當，比SKD11有提高；④熱處理變形比上述鋼可降低約40%，形狀誤差改善；⑤表面處理性能改善，進行TD，CVD等處理后,處理層結合性提高30%；⑥上述8%Cr和10%Cr鋼碳化物量減少，改善切削加工性，但耐磨性和耐咬合性比SKD11差。本材料與SKD11相當，同時韌度有提高，這樣模具壽命會較大幅度增加；⑦使用后尺寸改變小，與SKD11相當，經(jīng)熱處理后進行低溫回火或冷處理、穩(wěn)定化處理后尺寸改變更小；⑧對碳化物形態(tài)進行控制,與SKD11相比，疲勞強度提高。

　　該鋼退火硬度≤255HBW。淬火加熱溫度1010~1040℃，施行空冷淬火，淬火硬度可達64HRC。回火溫度：低溫回火150~250℃進行，然后空冷，或480~530℃進行,然后空冷,獲≥58HRC硬度, 注意，這時會500℃回火時出現(xiàn)硬度峰值，一般會達60~62 HRC。
6.2熱作模具鋼DAC55
　　DAC是A1，Zn壓鑄用廣泛應用材料，具有優(yōu)良強度、韌度和耐熱性熱作模具材料。近年來向高韌度和等方向性（Isotropy）發(fā)展。DAC55屬高性能壓鑄模具鋼，具有更長使用壽命和中大型模具適用高淬透性，耐熱疲勞性和韌度高5%Cr系列材料。

　　材料特點：①耐熱疲勞裂紋性優(yōu)良；②可50~53HRC高硬度下使用；③耐裂紋擴展性優(yōu)良；④高高溫強度；⑤高淬透性。應用場合：中大型壓鑄模具，精密壓鑄模具和擠壓型壓鑄模具。
　　熱處理條件：淬火加熱溫度1010~1030℃,急冷；回火溫度550~640℃；使用硬度：43~53HRC。當1020℃淬火時550℃~500℃范圍出現(xiàn)二次硬化峰值，硬度可達53HRC。注意淬冷速度與 夏 氏沖擊值密切有關，可查相關曲線圖。
　　模具推薦使用硬度：當耐熱裂為主時（如小件，擠壓型模具）采用50~53HRC；一般條件下為46~50HRC；當以韌度為主時，則選43~46HRC較合適。
6.3 HPM38
　　HPM38 是13Cr系含Mo不銹鋼，特殊熔煉制成，適合于要求高硬度，耐腐蝕和鏡面加工性高塑料模具。
　　HPM38特點主要有：①鏡面加工性優(yōu)良；②比SUS 420 J2具有更好耐蝕性，可以不鍍鉻條件下使用；③熱處理變形極小，適用于精密模具；④預硬狀態(tài)下（29~33HRC）下供貨，可以直接使用。使用場合為：1）一般透明制品用模具，如透鏡、化妝品外殼；2）添加阻燃劑樹脂模具，如家電用品，辦公用品，通訊器件模具；3）不能進行鍍鉻模具，如食品容器和醫(yī)療器械模具。
　　對鏡面加工性要求更高模具可應用HPM38S鋼，其潔凈度比HPM38更高，可適合于表面粗糙度0.01µm以下模具，如用于制造光碟和非球面透鏡模具，其使用硬度為50~55HRC。HPM38也可該硬度下使用，適合制作CD外殼、醫(yī)療器械，食品容器模具等。
　　HPM38熱處理條件：淬火加熱溫度1000~1050℃，空冷；回火溫度200~500℃，空冷；硬度可達50~55HRC。它52HRC條件下，屈服強度1618MPa，抗拉強度1912Mpa，延伸率為13%，斷面收縮為35%。
7、高周波鋼業(yè)株式會社
　　高周波鋼業(yè)株式會社英文名稱為Nippon Koshuha Steel Co.,Ltd.,原來為日本高周波重工業(yè)（株）于1936年1月設立，1950年5月成立日本高周波鋼業(yè)（株）。它作為神戶制鋼所集團一個成員，主要從事高級特殊鋼和超合金制造和銷售，鑄鐵制品制造和銷售，模具工具制造和銷售。生產(chǎn)鋼種有軸承鋼、高速鋼、合金工具鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼、馬氏體時效鋼，碳素結構鋼，合金結構鋼和高級特殊鋼。                                                                                                                         
　　超合金材料有鐵基、鈷基和鎳基材料，此外還有恒彈性材料和電磁材料等。

　　特殊鋼生產(chǎn)主要富山制造所（Toyama Plant）,擁有先進生產(chǎn)設備和進行先進工程管理,滿足多樣化和高性能化需求。熔煉設備有40T 和10T弧光電爐，爐外精煉爐，真空脫氣，真空感應爐、高頻感應爐和ESR爐等。鍛造設備有600T，1500T和3000T高速油壓設施。熱處理設備有線材、棒材連續(xù)正火爐和真空爐等。
　　高周波鋼業(yè)冷作模具鋼有K3M，KS3，KRCX，F(xiàn)H5，KD11，KD11S，KD12，KD31T和KPS6。熱作模具鋼有KTV，TD3，KDA，KDB，KDA1，KDA1S，KDAMAX，KDF，KDF4和UH660。塑料模具鋼有KPM1，KPMAX，KPM30，KAP65，KAP88，420M，KAP90和SM3。
本文介紹KD11S，KDAMAX和KPM30。
7.1 KD11S冷作工具鋼
　　KD11S是具有優(yōu)良切削加工性常用新型冷作工具鋼，保持了SKD11鋼基本特性優(yōu)質鋼。切削性能提高主要控制了碳化物形態(tài)，能延長切削工具壽命和提高機加工效率，如對銑床加工，一定切削長度下切削速度比SKD11可相應提高50%。當進行車床加工時，切削加工表面粗糙度改善。熱處理后仍可進行切削加工，如熱處理后到60HRC下,仍可進行攻牙加工。刀具斷損時攻牙數(shù)相SKD11有明顯提高。
　　該鋼熱處理條件與SKD11相同，熱處理后變形情況也與SKD11相同，推薦熱處理工藝條件為: ①淬火：500/600℃次預熱→800/850℃第二次預熱→1020/1040℃奧氏體化加熱→油冷至200℃提出空冷；也可進行空冷淬硬或氣淬。②回火：低溫回火溫度為170~200℃；高溫回火溫度為500~530℃。注意，熱處理后切削加工是針對高溫回火件而言。
　　該鋼熱處理后相SKD11具有高疲勞強度和耐磨性。

7.2 KDA MAX熱作工具鋼
　　KDA MAX是一種高強度熱作工具鋼，具有優(yōu)質抗模具R形轉角處開裂和抗水冷孔開裂性能，為此它適用于制造復雜形狀模具或壁薄，應力易集中R形轉角模具。它能抑止水冷孔處因生銹引起水中脆化開裂，測試表明，30℃水中浸漬50hr也難以銹蝕。相應與SKD61相比，模具水冷孔開裂可改進1.3~10倍。對抗激冷激熱龜裂測試，采用高頻加熱方法，從100℃加熱至600℃然后再冷至100℃，使加熱和冷卻時溫差為500℃，對SKD61和KDAMAX鋼出現(xiàn)開裂次數(shù)約提高2.5倍，同時KDA MAX開裂長度比SKD61短40%，裂紋擴展速度減慢。對1R缺口測試片100和600℃之間往復1500次開裂長度對KDA MAX和SKD61鋼分別為1.73和4.21mm,前者只為后者0.41。
　　該鋼淬火處理工藝如下：≤500℃次預熱→800~830℃第二次預熱→1020/1040℃奧氏體化加熱→油冷至100/150℃取出空冷或加壓氣淬冷卻。回火工藝為：＜300 ℃裝爐回火，回火溫度為570~650℃,空冷到室溫后,再570~650℃進行第二次回火，回火后空冷。
該鋼另一個特點是具有高淬透性，1030℃奧氏體化CCT曲線上，出現(xiàn)貝氏體臨界冷速約為3.5℃/min,比KDA1S鋼小相當多,為此, 該鋼適用于中大型模具。
　　該鋼還具有優(yōu)良抗熔損性,50HRC條件下,700℃ADC12熔鋁中保持1hr,其熔損失重僅為SKD61鋼2/3，即可減小約30%。
7.3 KPM30塑料模具鋼
　　KPM30鋼是改進SCM440系塑料模具鋼某些特性預硬（30HRC）型模具鋼，并具有優(yōu)良切削加工性，它與27HRCP20鋼相比，相同切削長度條件下立銑刀磨耗量約可減少50%，可以預期會顯著延長加工刀具壽命和提高加工效率。此外，它還具下列特點：①具有優(yōu)良焊接性能，與P20鋼相比焊接開裂敏感覺性明顯下降；②具有好鏡面加工性，焊接部位鏡面加工性也好；③具有高淬透性，與P20鋼相比，對500mm厚150mm試件，表面至心部硬度均勻性明顯改善。有數(shù)據(jù)表明，硬度均勻落于30~31HRC范圍，而P20鋼則落于23~27HRC范圍。這些特點使HPM30適合于制作中大型模具。
8、日本山陽特殊制鋼株式會社
　　山陽特殊制鋼英文名稱為Sanyo Special Steel Co.,Ltd.，創(chuàng)業(yè)于1933年。1935年設立山陽制鋼株式會社，開始生產(chǎn)軸承鋼。1959年更名為山陽特殊制鋼株式會社。鋼廠主要生產(chǎn)特殊鋼棒材、線材、管材和半成品等。涉及軸承用鋼、工模具用鋼、汽車零部件用鋼、運輸機械、工程建筑機械、石油化工設備、火力發(fā)電、電器機械等領域用鋼。此外還生產(chǎn)耐蝕、耐熱用超合金，金屬粉末，金屬粉末冶金制品，復合材料和磁性材料等。
　　冶煉設備擁有電弧爐，二次精煉，RH真空脫氣設備和電渣重熔、真空電弧—自耗電極重熔等裝量，鍛造方面有1500T，3000T壓機，并擁有專用熱擠壓技術。熱處理方面擁有球化退火，批量處理爐和連續(xù)處理爐等。多年積累技術精煉提純，使鋼材達到超低含量非金屬夾雜物高純凈度鋼，特別將氧、硫和磷含量控制低水平，并控制加入合金元素量偏差，使生產(chǎn)鋼材力學性能穩(wěn)定和熱處理變形穩(wěn)定，減少熱龜裂，開裂等發(fā)生。
　　山陽特殊鋼生產(chǎn)冷作模具鋼有QK3M、QK5M、QKS3、QC1、QC11、QCD2、QCM8、QCM10、QF1、QF3和QF5。熱作模具鋼有QD4、QD61、QDA61、QDN、QD62、QD62HC、QDH、QD10、QD6F、QDT、QXD7和QT41。塑料模具鋼有預硬化PCM40和淬火回火后55~62HRC使用QCM8。本文主要介紹QCM8和QDH鋼。
8.1 QCM8冷作模具鋼
　　QCM8是SKD11和基體高速鋼相結合產(chǎn)物，這種優(yōu)質鋼種具有以下一些特點：①Q(mào)CM8鋼含有極少共晶碳化物，既使有，其顆粒也細小多。這樣淬火回火以后，60HRC硬度下也具有高韌度和優(yōu)良抗疲勞性能。按該公司資料，V形缺口沖擊韌度可達80J/cm2,比 SKD11約高出四倍。②鋼淬火工藝條件與SKD11相同，450~550℃范圍回火后硬度可達60HRC以上，高于SKD11鋼，但這時沖擊韌度較低些（仍比SKD11鋼高出2倍多）。③具有優(yōu)良耐磨性能。④具有良好淬透性和更小熱處理變形。出現(xiàn)貝氏體臨界冷速小于SKD11鋼。⑤比SKD11鋼更合適進行TD法和滲氮處理。⑥可進行高精度線切割加工，不易開裂。
　　該鋼1030℃奧氏體化，AC1b為825℃， AC1e為885℃ Ms點為200℃，相應淬火工藝參數(shù)為：次預熱500~650℃，第二次預熱800~850℃，淬火加熱溫度為1030~1050℃，氣淬或分級淬250~500℃鹽浴中（每25mm保持10~20分），也可進行油淬至200℃出油空冷。回火溫度為500℃或更高，回火后空冷，一般進行2次。
　　該鋼可應用于精沖模具，冷鍛模具，冷擠模，拉伸模，卷邊模，成形軋輥或磨粒磨損塑料成形模具等。
8.2 QDH熱作模具鋼
　　QDH是獲優(yōu)質鋼種，兼具SKD7(3%Cr3%Mo型)鋼高溫強度和抗高溫軟化能力，又具SKD61（5% Cr1% Mo型）淬透性。該鋼冶煉過程中采用了山陽特殊鋼獨特LF中間包工藝及RH真空脫氣，使其雜質含量降至極低，明顯減少模具龜裂。同時其熱處理變形比SKD61小以及具更佳表面滲氮性能。
　　QDH鋼退火處理溫度為820~870℃，緩慢冷卻，退火硬度≤229HB。經(jīng)深度機械加工后退火工藝為：緩慢加熱到860~870℃爐冷到500℃下空冷，如厚度＞250mm，則隨爐冷至300℃后空冷。
　　淬火工藝：650℃次預熱，800~820℃第二次預熱（大件），淬火加熱溫度1020~1050℃，鹽浴爐或真空條件下淬火，當工件厚度大于150 mm時應選用鹽浴爐分級或油淬方法。淬火后硬度≤55HRC。
　　回火工藝：溫度按需要硬度選取，回火一般2次，大尺寸模具應進行3次。按資料介紹600℃回火后，硬度約52HRC。
　　該鋼主要用于溫鍛模具，銅鍛模具，銅壓鑄模具，鋁擠出模具等。

結束語：
　　本文以近兩年來模具等展會上收集世界各模具材料制造廠資料和樣本為依據(jù)加以匯綜撰寫而成，（介紹鋼種一般為這些公司常推薦或雜志上刊出），以達到較好反映當前模具材料生產(chǎn)現(xiàn)狀及進展，這次刊登為Arcelor, Aubert&Dural, Kind&CO, Schmiede Werke Groditz GmbH和日本大同，日立，高周波及山陽（各以字母排列為序）等八家。對模具材料活躍其它廠家，時間關系，以后再作論述，尤對美國一些制造商，尚需化時間去接觸了解。
　　有些公司熔煉方面情況，有選自公司介紹資料，有些來自各公司網(wǎng)站資料，可能會有一定出入。本文列入是為國內(nèi)鋼廠參考，本文希望國內(nèi)鋼廠迎頭趕上，生產(chǎn)出國產(chǎn)超級或優(yōu)級模具鋼。縱觀全局，超級或優(yōu)級鋼材成分設計，形成我國特有優(yōu)質鋼種，去與國外鋼廠相競爭，可能是一條相當重要出路。對H13鋼成分研究和設計，本文作者已作過努力，盡了點綿薄之力。今后殷切希望更多學者、專家一起耕耘。
 
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