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【摘 要】本文探究了国内外模具用钢的发展趋势并对其进行了展望，针对目前我国模具钢生产过程中所存在的不足之处以及与国际先进模具钢制造之间的差距提出了一些行之有效的建议。
【关键词】模具用钢；碳含量；塑料模具钢
目前，模具这项重要的工艺装备已经成为国民经济各大产业中不可或缺的一员，产品的质量和效益以及新产品的开发能力在工业产量批量生产中很大的程度由模具来决定。模具工业以势不可挡的发展姿态正日益受到各国的重视，现今完全可以通过模具生产技术水平的高低来看出这个国家的产品制造水平。近几年来，模具产业以迅猛的发展速度在GDP中抢占的比重越来越大，其不断扩大的行业规模与不断升级的产业结构以及不断提高的生产效率和不断进步的技术水平，使得国民经济中模具产业的地位也愈来愈突出与重要。在电子电器和仪器仪表以及汽车等产品的生产过程中，超过百分之五十的零部件都需要模具成型来制造。
在经济全球化的进程中，中国这一制造大国的地位越来越突出，世界制造正向我国逐步转移，国内模具需求量和档次也在不断地提升；同时我国正不断提高着模具的设计和生产技术水平也增强了我国的国际市场竞争力并使得我国的出口模具数量愈来愈多，档次愈来愈高，内外交替的有利条件都极大地促进了我国模具产业的发展和壮大。
一、我国模具用钢生产的概况
这几年来，迅速发展着的国产模具工业明显的提高了其所占的世界模具产值比例，其模具钢的用量也以肉眼可见的速度增长着。据有关资料显示，在1995年到2005年这十年之间，我国模具总产值增长了五倍之多，到2005年产值更是超过了六百亿元的大关。模具材料是模具制造的首要问题，模具材料的选择就需要考虑到其本身具有的特性以及热处理的结果。含碳量是任何模具钢最关键的成份元素，高含碳量的钢能够在淬火后保持足够的硬和耐磨，也只有高含碳量的钢能够通过添加其它合金元素来提高耐磨性、耐热性和韧性以及改进改进红热性。
模具工业的不断发展，也促进了我国对模具材料的不断发掘，经过几次钢种整顿的标准修订的G B / T 12 9 9 一2 0 0 0 （合金工具钢） 标准中包含了数十个钢种，我国特色的模具钢系列基本形成。我国的模具钢根据用途来分有以下三种：
（一）塑料模具钢。据有关资料显示，我国一半以上的模具用钢都是塑料模具钢。过去一般的塑料模具都是以合金结构钢或碳素钢经过调质后制造，这种模具制造出的塑料产品由于耐磨性等方面的限制而不能保证其外观和质量；采用GrWMn和Gr12moV等合金工具钢制造的精密塑料模和硬度要求高的模具，在机械加工性方面比较差，且难以对复杂的型腔进行加工，热处理变形的问题更是无法得到解决。
（二）热作模具钢。1、高韧性热作模具钢。高韧性热作模具钢是热作模具钢中的一种，其别名叫作锤锻模具钢，这类钢种的碳含量一般保持在0.5%左右，在合金元素总质量分数中仅仅只占了3%左右。国内外研发出了一系列如3Cr2MoWVNi和5Cr2NiMoVSi等提高合金含量的突破了传统的热锻模具钢淬透性的限制的高淬透性模具钢，这些钢以5CrNiMo为基础，适当调整了碳含量与Cr以及Mo的比例并适量加入了Si，使其不会因为模块截面的增大而降低模具心部的均匀性。在一般情况下这种钢作热锻模的使用寿命可达到5CrNiMo钢热锻模具的2倍，而经过渗氮后更是可以将使用寿命提高到2.5倍以上。2、高热强性模具钢。高热强性模具钢一般在热挤压模和压锻模等模具中被应用。模具应该具有较高的高温强度、硬度、热稳定性、抗热疲劳性和断裂韧度以及良好的抗氧化性和耐磨性才能保证模具不会在长时间接触高温工作时升高其本身的温度而导致模具型腔堆塌、磨损和表面氧化以及热疲劳。而传统的热作模具钢3Cr2W8V钢锭在铸模中若铸锭较大和温度过高会引起钢液过热最后发生严重的元素偏析而导致模具脆裂报废事故的频频发生。由于传统模具钢的不稳定性，国内引进了广泛应用于600℃以下的热挤压模和铸压模的具有良好的抗冷热疲劳性能的4Cr5MoSiV1钢，并将韧性较好、热强性和热稳定性较优的3Cr2Mo3V类钢通过适量添加W而成功研制了3Cr3Mo3W2V钢，其在提高热稳定性的情况下也同时保证了较好的强韧性。
（三）冷作模具钢。高碳高合金耐磨冷作模具钢的主要品种有Cr12MoV和Cr2WMn等，其在模具钢总量和合金模具钢总量中分别占了17%和34%。我国的模具钢制造水平正在以较快的速度发展着，但在品质、质量和尺寸规格以及性能等方面还是无法和拥有者国际先进水平的日本和瑞士等国家相比，国内生产的中高档的大尺寸的模块和模具扁钢尚不能完全满足自身需求，而这些模具只能由国外来提供。
二、国外模具钢的发展
模具制造业的不断发展也提高了模具钢性能要求。国外的模具材料是从碳素工具钢到低合金工具钢再到高合金工具钢这一由低端到高端的方向发展的，并在目前相继开发出了高淬透性特大型锻压模具钢和高热强性模具钢以及高温热作模具钢等新型热作模具钢，一些新型的冷作模具钢也在一些有着特殊要求的冷作模具需求量增加的趋势下在各国相继发展。
国外新型模具钢主要发展趋势是易切削、抛光性好和预硬化型、整体淬硬型和耐腐蚀以及无磁等的塑料模具钢。国外的模具制造业的制造周期也正缩短着，其标准化程度也在逐步提高，而模具材料为了满足模具制造业的发展也迅速地向多品种和精细化等方向发展着。
三、我国模具钢产业的不足以及建议
与国外模具钢产业相比，我國模具钢的品种和规格还不够全面，高档次模具钢的生产还不能完全满足国内的需求。而我国模具钢专业化生产受到生产工艺不配套和生产材料差等因素的限制也使得其程度较低。国产模具钢的推广及应用也由于不畅通的模具钢供销渠道而受到了影响。对于这些问题，我国应该在模具材料的发展中作出以下措施：
（一）大力地对性能优良的新型模具进行推广和应用，同时对模具钢的钢种系列进行不断地完善。我国开发的一部分具有一定特色的新型模具钢的性能也已经达到甚至超过了国际同内钢的水平，可以预见，在解决了推广数量和应用范围的这类钢将会有广阔的发展前景，同时我国也应该根据自己的需要来选择性地开发先进的模具钢以完善本国的模具钢系列。
（二）我国在对模具的基础理论方面的研究应该进行加强，提高合金工模具钢的等向性和横向的韧性以及塑性来提高模具的使用寿命。除此之外，我国应该不局限于国外先进模具钢品种的仿制，更应该研究开发出属于我国自己的模具钢来提高我国模具钢的制造与使用方面在国际上的地位。
（三）以新的冶金设备和工艺对模具钢的纯净度和致密性等方面加以提高和改善。我国某些特殊钢厂采用的非常先进的真空冶炼和炉外精炼等新工艺以及快锻机和精锻机等新设备生产出来的模具钢在减少元素偏析和提高其韧性和疲劳性能方面已经大大高于传统工艺所生产出来的模具钢。
总而言之，我国与国外模具钢产业还存在一定的差距，但是这个差距不是不能够弥补的。近几年来，我国的模具钢也取得了不小的成就，相信在不久的将来，我国整个的模具钢产业将会达到世界先进水平，走入世界，走向未来！
参考文献：
[1] 王晶. 模具材料的分类及其应用[J]. 科技资讯. 2010（23） [2] 潘金芝，任瑞铭，戚正风. 国内外模具钢发展现状[J]. 金属热处理. 2008（08）
[3] 于波，王霆. 模具用钢及其展望[J]. 模具技术. 2008（05）
[4] 于波. 我国模具材料的发展概况及其选用[J]. 热处理技术与装备. 2009（02）
[5] 吴华春，李名尧. 激光相变硬化在模具表面处理中的应用现状[J]. 热加工工艺. 2011（02）
[6] 王晶. 模具材料的分类及其应用[J]. 科技资讯. 2010（23）
【关键词】模具用钢；碳含量；塑料模具钢
目前，模具这项重要的工艺装备已经成为国民经济各大产业中不可或缺的一员，产品的质量和效益以及新产品的开发能力在工业产量批量生产中很大的程度由模具来决定。模具工业以势不可挡的发展姿态正日益受到各国的重视，现今完全可以通过模具生产技术水平的高低来看出这个国家的产品制造水平。近几年来，模具产业以迅猛的发展速度在GDP中抢占的比重越来越大，其不断扩大的行业规模与不断升级的产业结构以及不断提高的生产效率和不断进步的技术水平，使得国民经济中模具产业的地位也愈来愈突出与重要。在电子电器和仪器仪表以及汽车等产品的生产过程中，超过百分之五十的零部件都需要模具成型来制造。
在经济全球化的进程中，中国这一制造大国的地位越来越突出，世界制造正向我国逐步转移，国内模具需求量和档次也在不断地提升；同时我国正不断提高着模具的设计和生产技术水平也增强了我国的国际市场竞争力并使得我国的出口模具数量愈来愈多，档次愈来愈高，内外交替的有利条件都极大地促进了我国模具产业的发展和壮大。
一、我国模具用钢生产的概况
这几年来，迅速发展着的国产模具工业明显的提高了其所占的世界模具产值比例，其模具钢的用量也以肉眼可见的速度增长着。据有关资料显示，在1995年到2005年这十年之间，我国模具总产值增长了五倍之多，到2005年产值更是超过了六百亿元的大关。模具材料是模具制造的首要问题，模具材料的选择就需要考虑到其本身具有的特性以及热处理的结果。含碳量是任何模具钢最关键的成份元素，高含碳量的钢能够在淬火后保持足够的硬和耐磨，也只有高含碳量的钢能够通过添加其它合金元素来提高耐磨性、耐热性和韧性以及改进改进红热性。
模具工业的不断发展，也促进了我国对模具材料的不断发掘，经过几次钢种整顿的标准修订的G B / T 12 9 9 一2 0 0 0 （合金工具钢） 标准中包含了数十个钢种，我国特色的模具钢系列基本形成。我国的模具钢根据用途来分有以下三种：
（一）塑料模具钢。据有关资料显示，我国一半以上的模具用钢都是塑料模具钢。过去一般的塑料模具都是以合金结构钢或碳素钢经过调质后制造，这种模具制造出的塑料产品由于耐磨性等方面的限制而不能保证其外观和质量；采用GrWMn和Gr12moV等合金工具钢制造的精密塑料模和硬度要求高的模具，在机械加工性方面比较差，且难以对复杂的型腔进行加工，热处理变形的问题更是无法得到解决。
（二）热作模具钢。1、高韧性热作模具钢。高韧性热作模具钢是热作模具钢中的一种，其别名叫作锤锻模具钢，这类钢种的碳含量一般保持在0.5%左右，在合金元素总质量分数中仅仅只占了3%左右。国内外研发出了一系列如3Cr2MoWVNi和5Cr2NiMoVSi等提高合金含量的突破了传统的热锻模具钢淬透性的限制的高淬透性模具钢，这些钢以5CrNiMo为基础，适当调整了碳含量与Cr以及Mo的比例并适量加入了Si，使其不会因为模块截面的增大而降低模具心部的均匀性。在一般情况下这种钢作热锻模的使用寿命可达到5CrNiMo钢热锻模具的2倍，而经过渗氮后更是可以将使用寿命提高到2.5倍以上。2、高热强性模具钢。高热强性模具钢一般在热挤压模和压锻模等模具中被应用。模具应该具有较高的高温强度、硬度、热稳定性、抗热疲劳性和断裂韧度以及良好的抗氧化性和耐磨性才能保证模具不会在长时间接触高温工作时升高其本身的温度而导致模具型腔堆塌、磨损和表面氧化以及热疲劳。而传统的热作模具钢3Cr2W8V钢锭在铸模中若铸锭较大和温度过高会引起钢液过热最后发生严重的元素偏析而导致模具脆裂报废事故的频频发生。由于传统模具钢的不稳定性，国内引进了广泛应用于600℃以下的热挤压模和铸压模的具有良好的抗冷热疲劳性能的4Cr5MoSiV1钢，并将韧性较好、热强性和热稳定性较优的3Cr2Mo3V类钢通过适量添加W而成功研制了3Cr3Mo3W2V钢，其在提高热稳定性的情况下也同时保证了较好的强韧性。
（三）冷作模具钢。高碳高合金耐磨冷作模具钢的主要品种有Cr12MoV和Cr2WMn等，其在模具钢总量和合金模具钢总量中分别占了17%和34%。我国的模具钢制造水平正在以较快的速度发展着，但在品质、质量和尺寸规格以及性能等方面还是无法和拥有者国际先进水平的日本和瑞士等国家相比，国内生产的中高档的大尺寸的模块和模具扁钢尚不能完全满足自身需求，而这些模具只能由国外来提供。
二、国外模具钢的发展
模具制造业的不断发展也提高了模具钢性能要求。国外的模具材料是从碳素工具钢到低合金工具钢再到高合金工具钢这一由低端到高端的方向发展的，并在目前相继开发出了高淬透性特大型锻压模具钢和高热强性模具钢以及高温热作模具钢等新型热作模具钢，一些新型的冷作模具钢也在一些有着特殊要求的冷作模具需求量增加的趋势下在各国相继发展。
国外新型模具钢主要发展趋势是易切削、抛光性好和预硬化型、整体淬硬型和耐腐蚀以及无磁等的塑料模具钢。国外的模具制造业的制造周期也正缩短着，其标准化程度也在逐步提高，而模具材料为了满足模具制造业的发展也迅速地向多品种和精细化等方向发展着。
三、我国模具钢产业的不足以及建议
与国外模具钢产业相比，我國模具钢的品种和规格还不够全面，高档次模具钢的生产还不能完全满足国内的需求。而我国模具钢专业化生产受到生产工艺不配套和生产材料差等因素的限制也使得其程度较低。国产模具钢的推广及应用也由于不畅通的模具钢供销渠道而受到了影响。对于这些问题，我国应该在模具材料的发展中作出以下措施：
（一）大力地对性能优良的新型模具进行推广和应用，同时对模具钢的钢种系列进行不断地完善。我国开发的一部分具有一定特色的新型模具钢的性能也已经达到甚至超过了国际同内钢的水平，可以预见，在解决了推广数量和应用范围的这类钢将会有广阔的发展前景，同时我国也应该根据自己的需要来选择性地开发先进的模具钢以完善本国的模具钢系列。
（二）我国在对模具的基础理论方面的研究应该进行加强，提高合金工模具钢的等向性和横向的韧性以及塑性来提高模具的使用寿命。除此之外，我国应该不局限于国外先进模具钢品种的仿制，更应该研究开发出属于我国自己的模具钢来提高我国模具钢的制造与使用方面在国际上的地位。
（三）以新的冶金设备和工艺对模具钢的纯净度和致密性等方面加以提高和改善。我国某些特殊钢厂采用的非常先进的真空冶炼和炉外精炼等新工艺以及快锻机和精锻机等新设备生产出来的模具钢在减少元素偏析和提高其韧性和疲劳性能方面已经大大高于传统工艺所生产出来的模具钢。
总而言之，我国与国外模具钢产业还存在一定的差距，但是这个差距不是不能够弥补的。近几年来，我国的模具钢也取得了不小的成就，相信在不久的将来，我国整个的模具钢产业将会达到世界先进水平，走入世界，走向未来！
参考文献：
[1] 王晶. 模具材料的分类及其应用[J]. 科技资讯. 2010（23） [2] 潘金芝，任瑞铭，戚正风. 国内外模具钢发展现状[J]. 金属热处理. 2008（08）
[3] 于波，王霆. 模具用钢及其展望[J]. 模具技术. 2008（05）
[4] 于波. 我国模具材料的发展概况及其选用[J]. 热处理技术与装备. 2009（02）
[5] 吴华春，李名尧. 激光相变硬化在模具表面处理中的应用现状[J]. 热加工工艺. 2011（02）
[6] 王晶. 模具材料的分类及其应用[J]. 科技资讯. 2010（23）