世界模具材料生产现状和进展

1、世界模具材料生产地现状和进展上海项目技术大学 朱祖昌第十一届中国国际模具技术和设备展览会于今年585.12.在上海举办.这次展会地参展商来自世界 16个国家和地区 ,参展单位近 1200 家.这次展会继续保持着模具专业展世 界第二和亚洲第一地地位 . 吸引了约 11.8 万多来自 30 个国家和地区地观众 .现代工业 , 模具领先 . 模具工业水平地高低已成为衡量国家制造业水平地重要标志之一.近年来 ,随着汽车和 IT 工业地发展 , 我国模具工业得到快速地发展 ,2005 年模具销售额达 610 亿元,模具出口达 7.38 亿美元 ,同比增长达 25和 51.因此,展览会地举办是对我国 模具

2、工业技术发展地大检阅 , 也是国际和国内模具制造新技术发展和交流地大舞台 .作为模具工业重要物质基础地模具材料在本届展览会上也充分展示了其重要性.展会共设有 30 家模具材料地展台 , 分别来自美国、德国、法国、日本、瑞典、韩国和我国 . 同时 , 在展会期间举办地技术交流会共有 27 场,其中模具材料地讲座就有 6 场.可见,世界制造模 具钢地许多厂商都十分看中中国地市场.除了大家已熟悉地ASSAB大同和日立等企业外，法国地 Arcelor Group,Aubert & Dural,德国地 KIND & Co,Edelstahl 和韩国地昌原<Chang Won Spe

3、cialty Steel ）都在采取果断措施进入中国 . 本文将对本届展览会上参展地 生产模具材料工厂地现状和进展情况加以阐述 .1 、 Arcelor Group< 阿赛洛集团）：法国阿赛洛集团是世界上最大地钢材生产集团之一 ， 该集团 2006 年 6 月已与俄罗斯地 Severstal 集团合并成为世界上最大地钢铁企业 .Indussteel 钢厂是 Arcelor 集团地主要 成员 . 现在有三个生产基地 ， 分别设于法国和比利时 .Creusot 地 Schneider 工厂成立于 1836年.该厂具有先进齐全地生产设备,拥有200T 100MVA地电炉,经VAD和VOD真空精

4、炼,浇铸成钢锭或压铸和连铸能生产厚度达950mm地板材，并确保均匀材质和性能稳定，生产钢材地 70用于出口 . 在全球市场中模具钢和工具钢板材地市场占有率 2003 年占 22,生产 量为 65000 T . 该厂生产地热作模具钢有 1.2343,1.2344,1.2767 和 AH61, 供给地尺寸宽 度w 2000mm厚度w 300mm 冷作模具钢有1.2842,1.2510,1.2363,1.2379 和 Tenasteel ,其宽度与上相同，厚度w 150mm塑料模具钢有预硬 300HB地P20 <1.2311,1.2312） 1.2738和Superplast 300;预硬 4

5、00HB地有1.2714 和Superplast 400.供应地尺寸厚度都为w800mm宽度分别为w 2500mm和w 2000mm.该厂新发展地热作模具钢；冷作模具钢和塑料模具钢有AH 61； Tenasteel 和Superplast 系列钢 , 主要分别介绍如下 .11AH-61 优质热作钢：它是专为铝压铸模所设计 ,可以避免使用时地热磨损和热疲劳发生龟裂从而提高模具使用寿命 . 材料地化学成分列于表 1, 其硫磷含量为 0.001%和 0.008%, 相应非金属夹杂物控制在极低水平 , 当然很好地改善了韧度和高温强度 . 钢材以退火态供货 , 均匀和细小地晶粒地显微组织使热处理后晶粒保

6、持细小 , 碳化物地均匀分布和相对低地偏析 . 该钢地奥氏体化温度为10201050 C,加热应缓慢，保温时间为1mi n/mm.淬火时要有足够地冷速，防止铁素体F和贝氏体B地生成，对薄小工件实行高压气淬，对 大厚工件需采用油淬达到要求地硬度，并同时避免变形和开裂，注意在5070 C区间应停止冷却.淬火后地回火分两次进行：第一次回火在500550C范围，应在淬火后立即进行，到温后保持 2 小时；第二次根据需要硬度选定 , 维持 2 小时 .表 1 AH 61 和 Tenasteel 钢地化学成分 钢号 C Si Mn Cr Mo V S P 其它 AH61 0.40 1.00 0.35 5.0

7、0 1.30 0.90 0.001 0.008 Tenasteel 1.00 0.35 7.50 2.60 0.30 Ti1.2 Tenasteel 冷作模具钢：是一种新型更通用地工具钢 , 具有高地强度、韧度和耐 磨性 ,并具较好地机加工和抗热氧化性 . 采用电炉和真空精炼技术 .化学成分见表 1,相应降 低了 C和Cr含量，另外加入Ti和Nb使碳化物细小均匀，加入MO以得保持耐磨性能.钢材具 有相当低地杂质含量 , 洁净度有所提高 .钢材地退火硬度W 255HB,在1050 C奥氏体下冷却后经二次回火后得到地性能列于表2,相应地韧度指标接近于X160CrMoV12湘当于 Cr12MoV&g

8、t;地两倍,刀具使用寿命可增加25%以上.淬火冷却最好是真空气淬，或在250350C地盐浴炉中进行，形状简单地工件才采用油淬 淬火后立即缓慢冷至-80 C ,待完全均匀后缓慢加热至室温，可使残余奥氏体地量减少，硬度坛加 , 这种冷处理可适用于简单形状工件 .表 2 Tenasteel 地性能改善退火 硬度 加热 温度 两次回 火温度 热处理 后硬度 韧 度TENASTEEL X160CrMoV12W 255HB 1050 C 525 C 60/62HRC 20J/cm2 12 J/cm2550 C 59/61HRC 30 J/cm2 15 J/cm2575C 58/60HRC 35 J/cm2

9、 19 J/cm21.3 Superplast 400:它是一种高硬度 <出厂硬度为 380HB预硬塑料模具材料，特别适用于承受高挤压力和冲击力地模具 ， 钢材具有好地加工性能和优异地焊接性能 . 板材在 20mm至600mm厚范围内，硬度确保于 360400HB内，钢材地屈服强度，抗拉强度为1150和 1250MPa,延伸率10%,钢材地杂质含量非常低，尤其是氧，保证了高地洁净度，适合于镜面抛 光. 适合于制作热塑性塑料地注塑和挤压模具等 .2 、 Aubert & Dural< 奥伯杜瓦公司） 它是世界上生产合金、锰、镍合金领导企业地 Eramet< 埃赫曼）冶金

10、矿业集团地成员 之一 . 公司能够设计、制造、加工和销售特殊钢、铝合金和钛合金等， 同时与集团内地爱和高速钢公司 <Erasteel ）一起共同开发和生产范围广地钢种 .公司拥有 4070吨电弧炉 ，中间 包精炼炉 ，真空脱氧设备 ， 真空感应熔炼炉 <VIM）12 吨，25 吨电渣重熔精炼炉 <ESR），3 吨真 空重熔精炼炉<VAR等熔炼设备；锻造设备主要有12004500吨地连续锻造机械和45006500吨模锻机；HIP设备1200mm ;热处理设备有长200 mm至21M地淬火回火炉能处理数 kg 至 20 吨地产品部件 .Aubert & Dural

11、公司生产地热作模具钢 ， 塑料模具钢 ， 冷作模具钢和玻璃模具钢有 ADC3，SMV3，SMV4，DH13，MEK4，DH13，SMV3，X13T6，XDBD，X15TN，APXV和SRV2,SANCY2,APXV,X25V这些钢种中地 ADC3和 MEK4介绍如下：2.1 ADC3 :是该公司地专利钢种，也可表示成 X36CrMo V5-1,出厂硬度为 235HB,常用 地硬度为<4350） HRC,具有高地抗热龟裂和高韧度、高耐磨性材料锻造温度为 1000/1150 C . 退火温度为 830C ， 保持后缓冷 . 淬火处理工艺如下：首先预热 700C ， 然后升 温至990 C ,

12、在26 bar N2下快速冷却，或急速冷至280C盐浴炉中然后空冷至室温 ,< 两种 冷却方法按工件尺寸确定）回火操作在550 C先施行第一次回火，然后按工件要求在550650C间选定,进行第二次回火，适用于高要求地大型 Al合金,Mg合金地压铸模具和 Al 合金挤压模具 .模具适合进行渗氮处理使表面达 1000 HV 地硬度.同时模具可以进行预热下 地焊接和现场地焊接 .22 MEK4相 当于德 国钢号 1.8523,或 表示成40CrMoV13-9,公开地 成分为：C 0.40%,Cr 3.00%,Mo 1.00% 和 V 0.20%.钢材地相变点为：Ac1 795 C ,Ac3 8

13、35 C ,它通常在预硬条件下供货，硬度为400HB<Rm为1400N/mm2),具有良好地加工性能 ，它具有好地韧 度、耐磨性和尺寸稳定性 . 可用于制造塑料模具 , 光蚀刻花性好 , 模具可进行渗氮处理 , 表面 达800HV地硬度.对于以退火态地供货材料进行淬火处理工艺为：预热700 C ,奥氏体化温度 920 C ,冷却条件为：空冷或气体加压淬火 , 根据零件形状可采用油冷 . 可适合于制作轻合金压铸模具和 大型锤锻模具等 .该公司正在研究压铸用最佳热作模具钢SDC,目前未见相关资料3 、KIND & Co 公司KIND & Co 公司地 Edelstahl we

14、rk< 特殊钢工厂)成立于1888 年,积累了百余年生产精炼工具钢地经验和不断改进及发展地生产设备 , 产品日益满足顾客对高品质地要求 , 公司专 门研发和生产高级热作模具钢 , 塑料模具钢 , 不锈钢和玻璃模具钢等 . 工厂拥有两台电渣重熔 炉<25T)和进行三维锻打地1000T,2000T锻压设备.2001年购置了欧洲最先进地13 bar真空淬火炉，工作室尺寸为1500 X 1000 X 1000 mm,最大加载质量为2500kg.2003年购置了渗氮炉，工作室尺寸为1500 X 1000 X 1000 mm,最大加载重量为 3500 kg.为此，能对高级模具钢 提供特定要求地

15、热处理来获得最佳性能 .该公司 主要生产地热作模具钢、塑 料模具钢 、和玻璃模具钢等. 前者主要有 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,X20CoCrWMo1

16、0-9>, HMoD(1.2889,X45CoCrMoV5-5-3> 和 TQ1<利钢种)；塑料模 具 钢 除 一 些 热 作 模 具 钢 和 相 当 于 P20 地 钢 外 , 还 有 RF<1.2083,X42Cr13),CRS(1.2085,X33CrS16>,CMR(1.2316,X36CrMo17>,N400(1.2767,X45NiCrMo4> 和 专 利 钢 种 Plast 1 等 ； 玻 璃 模 具 钢 有 USN(1.2343,X38CrMoV5-1>,ZF2(1.2782,X16CrNiSi25-20> 和 FAM<

17、;1.2787,X23CrNi17 )等 , 本文主要介绍 TQ1 和 Plast 1.3.1 TQ-1TQ-1 是 KIND & Co 公司地专利高级模具钢 . 其合金元素地含量设计按优化组合和按最 新地熔炼和锻造制作技术 , 经合理地热处理工艺处理后能获得 高地韧性和很高地高温强度 地结合并具高地抗热疲劳、热冲击开裂和高温耐磨性 . 从而能可靠地增加模具寿命 . 适合于 制造结构复杂和大型地精密压铸模具 , 并可用来制造挤压模具 , 锻模和热变形模具 .该钢地化学成分列于表 2,它是一种Cr-Mo-V合金模具钢，在测试温度600C和水冷条件 下地热冲击实验中，经6000次后裂纹长度

18、仅为 1.2367钢地1/2左右和1.2343(H11>钢地 1/3 左右 , 由此可见 TQ-1 钢地韧性提高是很明显地 .TQ-1钢地退火工艺温度为 820840C ,经46 hr后炉冷，退火后硬度w 220HB.其去应力退火 工艺为：650 C经24 hr后慢冷.淬火工艺为：10101020 C奥氏体化，经保温后空冷，或在 约540C地浴槽中冷却，或在油或聚合物介质中冷却，或在油或聚合物介质中冷至230280C取出，或采用真空气淬，淬火后硬度约54HRC回火工艺为：温度范围为540680C按使用硬度选定 , 为提高韧度需回火 3 次. 该钢可以进行氮化 , 对压铸模具按特定工艺 ,

19、 不出现化合物 层从而不出现对热交换地影响 .3.2 Plast 1Plast 1 是 King & Co 公司地专利塑料模具钢 , 属具有极高耐蚀性 , 极好地机加工性和 尺寸稳定性 , 还具有好地导热性能 , 焊接性 , 耐磨性和韧度 . 常以预硬态供货 , 硬度约 320HB.该钢地化学成分列于表2中,属含Mn地铬不锈钢.该钢和 1.2085 钢相比 , 可加工性、耐蚀性、韧度和可焊接性均有不同程度地提高 , 但其 抛光性与 1.2085 钢相当 .4. Schmiede werke Gr?ditz GmbH（ 德国葛利兹钢厂 > 该厂专注于塑胶模具钢、热作模具钢、冷作模具

20、钢、不锈钢和合金结构钢地生产, 下设7 个分厂 , 工厂拥有高容量地电弧炉 , 钢锭重量可达 140 吨 , 电渣重熔工厂地最大钢锭质量为 84吨,最大直径达1600mm并具有最高地纯净度满足工业上高技术地要求作为全球性地跨国企业 , 葛利兹有 17 个区域性地办事机构和代理机构 .该厂生产地塑料模具钢除 P20,420 等常规地以外 , 有 XPM36, XPM40HH,Tiger Mould 和 GESTSO 等生产地热作模具钢有 ED1.2343,1.2344,1.2344Victory ESR,1.2347,1.2767,1.2606和 1.2885 等 . 冷 作 模 具 钢 有1.

21、1545,1.2080,1.2363,1.2365,1.2379,1.2601,1.2436,1.2510,1.2550,1.2842等.本文仅介绍 XPM36和 1.2344 Victory ESR 两种.4.1 XPM36该钢地化学成分列于表3.其特性如下：模具横截面上硬度均匀；很好地抛光性能和机加工性能；大大增加导热率；具有高地韧度；可以适用于氮化,镀铬和刻花；改进了地可焊性 .供货条件为经淬火和二次回火处理，硬度值为<3236）HRC或<3640）HRC与使用条件相关）.该厂供给地棒料尺寸可至1300mm板块厚度可达 1000mm.其热成形温度为1100850 C;退火温度

22、为 710740C ;淬火温度为870890 C;回火温度在600680C内按硬度选定.材料地显微组织为细地贝氏体.适用于厚度大于400 mm地塑料模具，电视机壳和后壁地模具，仪器仪表外壳、控制板和 大型壳体部件地模具 .表3 葛利兹1.2344和XPM36钢地化学成分钢号 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 0.90/1.10XPM36 0.23/0.29 < 0.40 1.40/1.70 < 0.025 &l

23、t; 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该钢化学成分见表 3.其特性如下：好而均匀地加工性和抛光性；高地塑性和韧度，并且所有方向都具有极好地塑性和韧度；在低和高地温度下都具好地抗磨粒磨损能力；优良地整体淬硬性；好地高温强度和抗疲劳能力；淬火变形小.材质洁净度 <按ASTME45方法A硫化物W 0.5,氧化物、硫酸盐和球状氧化物均W1.该钢出厂硬度为 229HB,也可按要求以调质态供应.使用硬度为<3055） HRC.其热成形温度 为1100900 C ,退火温度为 820840 C ,淬火

24、温度 10201050 C ,回火温度为 520700 C按需要硬度确定 , 退火组织按“退火热作模具钢显微组织图”评级鉴定材料适用于制造 A1,Mg,Cu 合金地压铸模具和挤压模具 , 也适用于要求高硬度、耐磨和 抛光性地塑料模具 .5 、大同特殊钢株式会社大同特殊钢公司地英文名称为Daido Steel Co.,Ltd.1916年设立电气制钢所 <株）开始生产合金钢和工具钢 ,1921 年成立大同制钢株式会社 .1916 年工厂生产采用地 1.5T Heroult型电弧炉,是日本最古老地一种炼钢炉 ，已于1988年由美国金属学会<ASM命名为 世界上第59个ASM历史性标志 &

25、lt;列日本第二）大同特殊钢经过 90年地发展,现在在特殊钢 钢材,电子材料 ,汽车零部件 , 产业机器零部件 ,项目设备和新材料等六个领域日益显示出其 强大地实力 . 它在日本拥有 17个设备完善地工厂和一个技术研究开发中心.在熔炼上 , 大同特殊钢与新日本制铁 <株）和法国 Usinor-Sacilor 一起共同开发了 DC 电弧炉 <DC arc furnace ） , 它能减少闪烁 50%,能提供大功率和实现高速熔化 , 减小能量消 耗和降低生产成本大同特殊钢已建立了洁净钢制造系统ELVAC,据称列世界第一综合钢铁制造过程 . 它包括电弧炉熔炼 , 钢包精炼 , 真空脱气和

26、连续铸造 , 其核心是钢包精炼 LF<Ladle Furnace Refining ）, 采用大同自行开发地第二代精炼过程 . 大同已开始用新发展地结合了 RH真空脱气系统地 AOD炉 <Argon-Oxygen Decarburizing）精炼生产洁净不锈钢 .大同还采用TEKISON多过程<multi-cycle ）轧制系统生产高精度地所有尺寸规格地棒材<中小规格），使工具钢产品实现尺寸连续可调轧制 .大同在日本除拥有可靠控制地VARvVacuum Arc Remelting ）、ESR设备外，还拥有能重熔钛及其合金地 PPC炉（Plasma Progressive

27、 Casti ng Furnace.大同提供地特殊钢产品有轴承钢、不锈钢、工具钢 , 此外还有高合金和钛合金等 . 其高端产品还有获得世界三大航空 发动机制造厂产品材料认定地飞机发动机主轴 , 具有制作卓越耐热性、耐磨性地飞机发动机 主轴高速轴承产品 , 为下一代磁悬列车提供螺钉和内部零件开发地兼具非磁性、高强度和耐 腐蚀材料和具有广阔应用前景地具有高强度和耐蚀抗力地Ni-Ti 形状记忆合金 .大同特殊钢生产地冷作模具钢、有YK30 YK4 GOA GO4 GO5 GO40F GM2 DC53和DC11;热作模具钢有 DHA DHA1 DHA2 DH2F DH62 DH21 DH31-S DH

28、4 DH41 DH71 DH32 GFA 和 GF78;塑料模具钢有PXZ、PDS3 PX4 PX5 NAK55 NAK80 S-star、G-star、E-star、和MASIC等.本文主要介绍 DHA-1和一些塑料模具钢.5.1 DHA-1大同特殊钢称 DHA-1 为耐磨性 抗疲劳性优质地热作模具钢;称专利钢种DH31-S<super ）为高寿命热作模具钢；DHA为美国Ford公司推荐标准 AMTD-DC2018上介绍地钢种, 它们相应地化学成分列表 5 中 .表 5 大同一些热作模具钢地化学成分 %钢号 C Si Mn Cr Mo V P SDHA 1DHADH31-S 0.32/

29、0.420.39 0.80/1.201.1 < 0.500.44.50/5.505.0 1.00/1.501.2 0.80/1.200.6 < 0.030 < 0.030DHA-1钢地特点有细小球状碳化物均匀分布；优良地淬透性；抗高温回火软化性强；优质地耐高温冲击和热疲劳性和好地抗高温熔损性该钢地锻造温度为1100900 C ,退火温度为 820870 C ,缓冷,退火硬度w 229HB;淬火温度为 10001050 C ,空 冷；回火温度为 550650 C ,空冷.淬火回火后硬度w53HRC相应地相变点为：Ac为847918C； Ar 为 769725C； 1030C奥氏

30、体化后地 Ms为 320C .该钢1050 C奥氏体化油冷地淬火硬度可达 55HRC此时地夏氏冲击值保持在较高水平 经600 C 1 hr回火）；淬火后在 560C回火1hr硬度能达到峰值,接近55HRC经600C回 火1 hr硬度为50HRC左右. 以上数据仅对一定尺寸试样而言 ，供参考）该钢可施行570CX 3 hr地盐浴渗氮处理，可使表面硬度高达 1100HV!荷300g）.DH31-S 钢地淬透性 ,耐热疲劳开裂性和耐热熔模性均高于 DHA-1 按介绍资料估算 ,DHA- 1钢1030 C奥氏体化，$ 150mm圆棒空冷可淬得马氏体组织；对 DJ31S钢同样条件可达$ 200mm左右.

31、该钢退火后硬度w 235HB,切削加工性相对SKD61稍有降低.5.2 大同地塑料模具钢塑料模具钢可分为预硬系和淬火回火系两类 预硬系材料是生产厂将材料经调质热处理 至30HRC和40HRC地硬度，模具制造商对之进行加工成塑料模具后直接予以使用.人们最熟悉地预硬态模具材料是 P20 和 718 两种. 对大同特殊钢生产地预硬系材料按合金系分为 S-C 系,SCM系,SUS系,3%Ni地析出硬化系，热作模具钢SKD系几种分别对应于1055碳素钢 地PXZ钢；对应于 4145地PDS3和常用 P20改良品种 PX4 PX5对应于 X36CrMo17地G- Star和对应于SUS630改良地析出硬化

32、钢 E-Star ； 3%Ni地析出硬化系钢有 NAK55 NAK80 SKD系地钢号为DH2F.大同特殊钢生产地淬火回火系塑料模具钢有热作模具钢DHA1使用硬度4550HRC）和 AISI D2改 良品种 DC53和 PD613使用硬度分别为 6062HRC和 5661HRC ;另外有对应于 SUS 420改良地S-Star使用硬度为 5053HRC .PX4 是硬度为3033HRC地预硬化钢，适用于一般树脂和大批量生产地模具材料.它通过真空脱气处理 , 组织地均匀程度好 , 材料表面中心地硬度分布均匀性比 P20 等提高 . 其切削加 工性和镜面精加工性在 30HRC级地材料中最为良好.它

33、以焊接开裂敏感性低地成分平衡进行 设计、改善了焊接性，有介绍即使省略预热和焊后加热或不过只在200 C进行，也不易出现焊接开裂 .PX5 与之相当 .NAK55和NAK80是 0.1C-3Ni-1Cu-1AI析出硬化型钢，前者加S,具有良好切削加工性，后 者未加S,具有良好地镜面加工性和放电加工性.同属3743HRC地预硬化钢，经特殊熔炼生产， 洁净度高 ， 性能稳定 . 两者具有良好地焊接性 ， 在焊接部位硬度起先出现下降 ， 焊接后经 500CX 5hr地时效处理和风冷后，其硬度值和热影响区地硬度值均与基材地硬度相同.该钢经520 C 5 hr地气体软件氮化后，其表层硬度可达750HV,从

34、而能提高服役寿命.S-Star 是具超镜面性、高硬度和耐腐蚀地马氏体型不锈塑料模具钢，经特殊熔炼而成 ，其化学成分为 0.38C-0.9Si-13.5Cr-0.1Mo-0.3V,其交货硬度可在w 229HB下或在3034）HRC预硬状态下.经机加工后地最终热处理为：经500 C和800 C两次预热后加热至10201070 C奥氏体化，然后油冷、空冷或气淬，淬火硬度可达 56HRC,回火视耐蚀性或硬度 要求在200400C或490510C范围进行,一般要求2次,回火后空冷，达53HRC左右,也可进 行冷处理 . 适合于制造照相机机身、唱片、透镜和表壳地塑料模具 .6 、日立金属株式会社日立金属株

35、式会社地英文名为 Hitachi MetaIs，Ltd，.1956年昭和 31 年）设立 ，接受加工地五个工厂有户田 Tobata ）、深川（Fukagawa、桑名（Kuwana、若松（Wakamatsu和 安来 （Yasugi. 其中安来工厂前身地安来制钢所起始于1899 年成立地云伯铁钢合资会社，1915 年扩大发展成为制造高速钢和高级特殊钢地专业工场 .发展至今地日立金属株式会社地产品涵盖电子、汽车、机械、建筑和环境等领域， 如 IT 部品和材料 ， 磁性应用部件 ， 平板显示屏 ， 计算机和半导体集成电路器件 ， 汽车零部件和材料 ， 环 保系统产品 , 航空航天和核电工业材料等 .日

36、立金属生产地冷作模具钢除去高速钢、 Co 高速钢、粉末高速钢和基体高速钢外 , 有 SLD<相当于 Cr12MoV） ,SLD-Magic,SLD-8,APK-1,CRD,YCS3,SGT,ACD37 和火焰淬火钢 HMD1,HMD5热作模具钢有 DAC<SKD6）1 ,DBC<SKD62，丫EM<SKD7为 3Cr3Mo 系）,专利钢种 YEM-K<3 Cr系）,含 W热作模具钢 HDC,YDC,MDC对应SKD5,SKD4,SKD8，此夕卜DAC系列钢 还有 DAC10QAC55和 DAC3以及 FDAC等.塑料模具钢有HPM1<P21改进型，快削型）H

37、PM50<P21改进型）；HPM7<P2（改进型）HPM2<P2（改进型，快削型）；HPM38<SUS 420J2改 进型）,HPM77<SUS420J2改进型，快削型）；PSL<SOS63（改进型）和FDAC<SKD6快削型）， 还有含CrNiAl元素地析出硬化钢 CENA1以上属预硬型塑模钢，硬度为30HRC地和40HRC地 两种淬火回火型塑模钢除时效处理钢，粉末高速钢和基体高速钢外，主要有 HPM38和HPM38S<SUS420J2改进型，硬度为 5055HRC） ,HPM31<SKD11 改进型，硬度为 5660HRC ,ZCD-M

38、<SKD11改进型，硬度为 6063HRC和ZDP4<W合金粉末模具钢，硬度为 6065HRC 钢种中 HPM为 high quatity plastil Mold steels缩写本文介绍冷作钢SLD-Magic,热作钢DAC55和塑模钢HPM38.6.1 冷作模具钢SLD- Magic:它是具有高服役寿命和易于加工地新一代模具钢，具有以下特性：与 SLD8钢<为SKD11改进型地8%Cr钢）比，其耐磨性在 62HRC时可提高35% 加工切削性比上述钢提高35%韧度与上述钢相当，比SKD11有提高；热处理变形比上述钢可降低约 40%,形状误差改善；表面处理性能改善，进行TD

39、,CVD等处理后，处理层地结合性提高30%上述8%Cr和10%Cr钢因为碳化物量减少，虽然改善切削加工性，但耐 磨性和耐咬合性比 SKD11差.本材料与SKD11相当，同时韧度有提高，这样模具寿命会较大幅 度增加；使用后尺寸改变小，与SKD11相当，经热处理后进行低温回火或冷处理、稳定化处理后尺寸改变更小；因为对碳化物形态进行控制，与SKD11相比,疲劳强度提高该钢地退火硬度W 255HBW淬火加热温度10101040 C ,施行空冷淬火，淬火硬度可达64HRC.回火温度：低温回火在 150250C进行,然后空冷，或在480530C进行，然后空冷，获 得58HRC硬度，注意，这时会在500 C

40、回火时出现硬度峰值，一般会达6062 HRC.6.2 热作模具钢DAC55DAC 是 A1，Zn 压铸用最广泛应用地材料 ， 具有优良地强度、韧度和耐热性地热作模具材 料.近年来向高韧度和等方向性 <lsotropy 1发展.DAC55属高性能压铸模具钢，具有更长地 使用寿命和中大型模具适用地高淬透性，耐热疲劳性和韧度高地5%Cr系列材料.材料地特点：耐热疲劳裂纹性优良；可在5053HRC地高硬度下使用；耐裂纹扩展性优良；高地高温强度；高地淬透性应用场合：中大型压铸模具，精密压铸模具和挤压型压铸模具 热处理条件：淬火加热温度10101030 C ,急冷；回火温度 550640 C；使用硬

41、度：4353HRC当1020C淬火时在 550C 500 C范围出现二次硬化峰值 ，破度可达53HRC注意淬 冷速度与 氏冲击值密切有关 ， 可查相关曲线图 模具推荐使用硬度：当耐热裂为主时<如小件，挤压型模具）采用 5053HRC 一般条件下为4650HRC当以韧度为主时，则选4346HRC较合适63 HPM38HPM38是13Cr系含Mo不锈钢，经过特殊熔炼制成，最适合于要求高硬度，耐腐蚀和镜面 加工性高地塑料模具 HPM38地特点主要有：镜面加工性优良；比 SUS 420 J2具有更好地耐蚀性，可以不镀 铬条件下使用；热处理变形极小，适用于精密模具；在预硬状态下<2933HR

42、C下供货，可以直接使用使用场合为：一般透明制品用模具，如透镜、化妆品外壳；添加阻燃剂地树脂模具 ，如家电用品 ，办公用品 ，通讯器件地模具； 不能进行镀铬地模具 ，如食品容器 和医疗器械地模具 .对镜面加工性要求更高地模具可应用HPM38S钢,其洁净度比HPM38更高,可适合于表面粗糙度0.01 ym以下地模具，如用于制造光碟和非球面透镜地模具，其使用硬度为 5055HRC.HPM3也可在该硬度下使用,适合制作CD外壳、医疗器械,食品容器模具等HPM38 地热处理条件：淬火加热温度 10001050C ,空冷；回火温度 200500C ,空冷； 硬度可达5055HRC它在52HRC条件下，屈服

43、强度1618MPa，抗拉强度1912Mpa,延伸率为13%, 断面收缩为 35%.7 、高周波钢业株式会社高周波钢业株式会社地英文名称为 Nippon Koshuha steel Co.,Ltd.,原来为日本高周波重工业 株）于 1936 年 1 月设立,1950 年 5月成立日本高周波钢业 株）.它作为神户制 钢所集团地一个成员 , 主要从事高级特殊钢和超合金地制造和销售 , 铸铁制品地制造和销售 , 模具工具地制造和销售 , 生产地钢种有轴承钢、高速钢、合金工具钢、碳素工具钢、不锈 钢、耐热钢、马氏体时效钢 , 碳素结构钢 , 合金结构钢和高级特殊钢 , 超合金材料有铁基、钴 基和镍基地材

44、料 , 此外还有恒弹性材料和电磁材料等 .特殊钢生产主要在富山制造所Toyama Plant ）, 拥有先进地生产设备和进行先进地项目管理，满足多样化和高性能化需求.熔炼设备有40T和10T地弧光电炉，炉外精炼炉，真空 脱气，真空感应炉、高频感应炉和ESR炉等.锻造设备有600T,1500T和3000T高速油压设施.热处理设备有线材、棒材地连续地正火炉和真空炉等 .高周波钢业地冷作模具钢有 K3M,KS3,KRCX,FH5,KD11,KD11S,KD12,KD31T和KPS6.热作模具 钢有 KTV,TD3,KDA,KDB,KDA1,KDA1S,KDAMAX,KDF,KDF4和 UH660.塑

45、料模具钢有 KPM1,KPMAX,KPM30,KAP65,KAP88,420M,KAP9和 SM3.本文介绍 KD11S,KDAMA和 KPM30.7.1 KD11S 冷作工具钢KD11S 是具有优良切削加工性地常用新型冷作工具钢，保持了 SKD11钢地基本特性地专利钢 . 切削性能地提高主要因为控制了碳化物形态 , 从而能延长切削工具地寿命和提高机加 工效率，如对铳床加工，在一定切削长度下切削速度比SKD11可相应提高50%.当进行车床加工时 , 切削加工地表面粗糙度改善 . 而且在热处理后仍可进行切削加工 , 如在热处理后得到 60HRCT ,仍可进行攻牙加工.刀具断损时地攻牙数相对于SK

46、D11有明显提高.该钢地热处理条件与 SKD11相同，热处理后地变形情况也与SKD11相同,推荐地热处理工艺条件为：淬火：500/600 C第一次预热t 800/850 C第二次预热宀1020/1040 C奥氏体 化加热t油冷至200 C提出空冷；也可进行空冷淬硬或气淬.回火：低温回火温度为170200C ;高温回火温度为500530C .注意，热处理后地切削加工是针对高温回火件而言.该钢热处理后相对于 SKD11具有高地疲劳强度和耐磨性.7.2 KDA MAX 热作工具钢KDA MAX是一种高强度热作工具钢，具有优质地抗模具R形转角处开裂和抗水冷孔开裂性能,为此它适用于制造复杂形状地模具或壁

47、薄，应力易集中地 R形转角地模具.它能抑止水冷孔处因生锈引起水中脆化地开裂，测试表明，在30C水中浸渍 50hr也难以锈蚀.相应与SKD61 相比 , 模具地水冷孔开裂可改进 1.310 倍. 对抗激冷激热地龟裂测试 , 采用高频加热 方法，从100 C加热至600 C然后再冷至100 C ,使加热和冷却时地温差为500 C ,对SKD61和KDAMAX出现开裂地次数约提高2.5倍,同时KDA MAX地开裂长度比 SKD61地短40%,裂纹地扩展速度减慢.对1R缺口测试片在100和600C之间往复1500次地开裂长度对 KDA MAX 和SKD61钢分别为1.73和4.21mm,前者只为后者地

48、 0.41.该钢地淬火处理工艺如下：w 500C第一次预热t 800830C第二次预热t 1020/1040 C奥氏 体化加热t油冷至 100/150 C取出空冷或加压气淬冷却 .回火工艺为：V 300 C装炉回火， 回火温度为570650C ,空冷到室温后，再在570650C进行第二次回火，回火后空冷.该钢地另一个特点是具有高地淬透性,在1030C奥氏体化地 CCT曲线上,出现贝氏体地临界冷速约为3.5 C/min,比KDA1S钢地小相当多,为此，该钢适用于中大型模具该钢还具有优良地抗熔损性，在50HRC条件下，在700C ADC12熔铝中保持1hr,其熔损 失重仅为SKD61钢地2/3,即

49、可减小约30%.7.3 KPM30 塑料模具钢KPM30钢是改进SCM440系塑料模具钢地某些特性地预硬30HRC型模具钢，并具有优良地切削加工性，它与27HRC地 P20钢相比，在相同切削长度条件下立铳刀地磨耗量约可减 少50%,可以预期会显著延长加工刀具地寿命和提高加工效率.此外,它还具下列特点：具有优良地焊接性能，与P20钢相比焊接开裂地敏感觉性明显下降；具有好地镜面加工性，焊接部位地镜面加工性也好；具有高地淬透性，与P20钢相比，对500mm厚 150mm试件,表面至心部地硬度均匀性明显改善.有数据表明，硬度均匀落于 3031HRC范围，而P20钢则落于2327HRC范围.这些特点使H

50、PM30适合于制作中大型模具.8 、日本山阳特殊制钢株式会社山阳特殊制钢地英文名称为 Sanyo Special Steel Co.，Ltd.， 创业于 1933 年.1935 年 设立山阳制钢株式会社 ， 开始生产轴承钢 .1959 年更名为山阳特殊制钢株式会社 . 钢厂主要 生产特殊钢棒材、线材、管材和半成品等 . 涉及轴承用钢、工模具用钢、汽车零部件用钢、 运输机械、项目建筑机械、石油化工设备、火力发电、电器机械等领域用钢. 此外还生产耐蚀、耐热用超合金 ， 金属粉末 ， 金属粉末冶金制品 ， 复合材料和磁性材料等 .冶炼设备拥有电弧炉 ， 二次精炼 ，RH 真空脱气设备和电渣重熔、真空

51、电弧自耗电极重 熔等装量 ，锻造方面有 1500T，3000T 压机， 并拥有专用热挤压技术 .热处理方面拥有球化退火 ， 批量处理炉和连续处理炉等 . 通过多年积累地技术精炼提纯 ， 使钢材达到超低含量地非金属 夹杂物地高纯净度钢 ， 特别将氧、硫和磷地含量控制在低地水平 ， 并控制加入合金元素量地 偏差，使生产钢材地力学性能稳定和热处理变形地稳定 ，减少热龟裂 ，开裂等地发生 .山阳特殊钢生产地冷作模具钢有QK3M、QK5M、QKS3、QC1、 QC11、 QCD2、QCM8、QCM1 0 QF1 QF3 和 QF5.热作模具钢有 QD4 QD61 QDA61 QDN QD62 QD62HC QDH QD10 QD6F QDT QXD7和QT41.塑料模具钢有预硬化地 PCM40和淬火回火后在 5562HRC 使用地QCM8本文主要介绍QCM8 QDHi.8.1 QCM8 冷作模具钢QCM8是在SKD11和基体高速钢相结合地产物，这种专利钢种具有以下一些特点：QCM8钢含有极少共晶碳化物，既使有