國內(nèi)熱作模具鋼

一汽從20世紀50年代引進模具材料到試驗研究，生產(chǎn)實踐，再引進，再研究，再生產(chǎn)的過程，正是我國模具發(fā)展的一個縮影。

（1）一汽的模具

一汽的鍛壓設(shè)備是齊全的：模鍛錘、熱模鍛壓機、平鍛機、摩擦壓力機、高速鐓鍛機。生產(chǎn)模鍛件8萬噸／每年，需要模具材料50CrNiMo近千噸，模具材料消耗也是很大的。

   I 1956年一汽從前蘇聯(lián)引進50CrNiMo模具材料。

   II 1958年蘇聯(lián)停止供應(yīng)模具材料后，自己先后開始研制雙金屬5Cr2MnMo／45Mn2電渣堆焊模塊、4Cr2MoVNi／30CrMnSi電渣重熔模塊，但分別由于心部裂紋、表面裂紋嚴重而停止生產(chǎn)。

   III  又開始采用整體模塊鋼，從日本、德國等國進口，SKT4、2713。

   IV 20世紀80年代末，一汽棄雙金屬改用整體4Cr2MoVNi(B2)鍛鋼模具，廣泛應(yīng)用在錘鍛模和大型機鍛模。此前后又研究出適用于中、小機鍛模的模具材料——3Cr2WMoVNi(B3)

（2）其它科研單位、院校、工廠、嘗試過一些鋼種：為提高熱沖、熱軋、熱鍛及中、小機械壓力機用模具鋼的性能，以替代目前采用的5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2W8V鋼種，國內(nèi)多年來進行了許多研究，如7 0年代研制的35Cr3Mo3W2V(HMl)、3Cr3Mo3VNb(HM3)、4Cr3MoW4VNb(GR)等，在熱穩(wěn)定性、熱疲勞性等方面均有所提高。

此外，國內(nèi)還研制了5Cr4W2Mo2SiV、5Cr4Mo6Ni2WV、7W4Cr2MoNiV、5Cr4W5MoV等鋼種，用于熱精鍛或熱擠壓模，效果也較好。80年代研制的高熱高強韌性鋼28C r2NiMoWVSi、6Cr2Mn2SiMoV、65W8Cr4VFiC(LM 1)、65Cr5Mo3Mo3W2rSiTi(LM2)、4Cr2Mo2WV(TM)、4Cr3Mo2NiVNb(HD)，后面兩種鋼用來代替3Cr2W8V效果較好。為提高大截面機鍛模與錘鍛模的熱強性，近年研制的鋼種有5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMoVSi、55NiCrMoV、ER8、3Cr2MoWVNi、4Cr2MoVNi，最后一種鋼在第一汽車制造廠錘鍛模上應(yīng)用，其模具壽命提高30%-50%。正是后面兩種，在一汽使用已經(jīng)十幾年了，應(yīng)用效果還不錯。

結(jié)論：

綜上所述，我國模具材料應(yīng)立足國內(nèi)資源，適合中國國情。筆者認為，一汽從誕生那天起，近半個世紀引進、生產(chǎn)、研究、再生產(chǎn)。證明了適合汽車廠、機車車輛工廠、工程機械廠等鍛壓用的熱作模具鋼：

   1 B3鋼(3Cr2WMoVNi)可適用于中小型機鍛模。

   2 B2鋼(4Cr2MoVNi)可適用于錘鍛模、大型機鍛模。

模具鋼的概念：

模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模壓鑄模等模具的鋼種。模具是機械制造、無線電儀表、電機、電器等工業(yè)部門中制造零件的主要加工工具。模具的質(zhì)量直接影響著壓力加工工藝的質(zhì)量、產(chǎn)品的精度產(chǎn)量和生產(chǎn)成本、而模具的質(zhì)量與使用壽命除了靠合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工精度外，主要受模具材料和熱處理的影響。

模具鋼的介紹：

模具鋼大致可分為（冷作模具鋼）、（熱作模具鋼）和（塑料模具鋼）3類，用于鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由于各種模具用途不同，工作條件復(fù)雜，因此對模具用鋼，按其所制造模具的工作條件，應(yīng)具有高的硬度、強度、耐磨性，足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由于這類用途不同，工作條件復(fù)雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。

　　冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼，按其所制造具的工作條件，應(yīng)具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼，碳質(zhì)量分數(shù)在0.80%以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質(zhì)量分數(shù)通常不大于5%。但對于一些耐磨性要求很高，淬火后變形很小模具用鋼，最高鉻質(zhì)量分數(shù)可達13%，并且為了形成大量碳化物，鋼中碳質(zhì)量分數(shù)也很高，最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高，其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。

熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應(yīng)力外，還要承受反復(fù)受熱和冷卻的做用，而引起很大的熱應(yīng)力。熱作模具鋼除應(yīng)具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外，還應(yīng)具有良好的高溫強度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性，以保證整個截面具有一致的力學(xué)性能。對于壓鑄模用鋼，還應(yīng)具有表面層經(jīng)反復(fù)受熱和冷卻不產(chǎn)生裂紋，以及經(jīng)受液態(tài)金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼，碳質(zhì)量分數(shù)在0.30%~0.60%，屬于亞共析鋼，也有一部分鋼由于加入較多的合金元素（如鎢、鉬、釩等）而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等?！∷芰夏＞甙崴苄运芰夏＞吆蜔峁绦运芰夏＞?。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性等性能。此外，還要求具有良好的工藝性，如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導(dǎo)熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。一般情況下，注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼；熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。

　　——熱加工性能，指熱塑性、加工溫度范圍等冷加工性能，指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。

　　冷作模具鋼大多屬于過共析鋼和萊氏體鋼，熱加工和冷加工性能都不太好，因此必須嚴格控制熱加工和冷加工的工藝參數(shù)，以避免產(chǎn)生缺陷和廢品。另一方面，通過提高鋼的純凈度，減少有害雜質(zhì)的含量，改善鋼的組織狀態(tài)，以改善鋼的熱加工和冷加工性能，從而降低模具的生產(chǎn)成本。

　　為改善模具鋼的冷加工性能，自20世紀30年代開始，研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或?qū)е履＞咪撝刑嫉氖脑?，發(fā)展了各種易切削模具鋼，以進一步改善其切削性能和磨削性能，減少刀具磨料消耗、降低成本。