點(diǎn)擊上方↑模具工業(yè)，關(guān)注我們吧關(guān)于提醒廣大讀者、作者謹(jǐn)防詐騙的聲明有刪減，如需全文，請(qǐng)購(gòu)雜志或前往知網(wǎng)下載塑料模具鋼在模具鋼的用量中占有很高比例，主要用于制造生產(chǎn)塑料制品的模具。塑料模的工作特點(diǎn)是：既要承受熾熱的塑料熔融液的沖刷磨損，又要承受氯、氟等有害氣體的腐蝕，其工作環(huán)境復(fù)雜，合金元素種類較多，內(nèi)部的影響機(jī)制多樣化。為提高塑料制品質(zhì)量和擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，塑料模具鋼正向著高精度、高效率、長(zhǎng)使用壽命的方向發(fā)展。目前，新型塑料模具鋼的開(kāi)發(fā)主要有2個(gè)途徑：①根據(jù)鋼的合金化成分設(shè)計(jì)原理并結(jié)合我國(guó)資源與冶金技術(shù)的實(shí)情，研制高性能、低成本的新鋼種；②引進(jìn)國(guó)外一些性能優(yōu)良的鋼種，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研制，以取代價(jià)格昂貴的進(jìn)口鋼材。我國(guó)在“十三五規(guī)劃”中明確提出：在塑料模具鋼方面，針對(duì)718類塑料模具鋼，要實(shí)現(xiàn)大截面模具鋼鍛材的質(zhì)量穩(wěn)定，為模具鋼生產(chǎn)企業(yè)提供高溫均質(zhì)化、鍛造、預(yù)先熱處理技術(shù)輸出工藝參數(shù)。此外，還要基于成分、工藝、組織與服役性能關(guān)系的研究，開(kāi)發(fā)出大截面、高均勻、節(jié)能型貝氏體預(yù)硬型塑料模具鋼和高拋光、易切削、耐腐蝕鏡面塑料模具鋼。國(guó)內(nèi)外塑料模具鋼概況1“現(xiàn)代工業(yè)，模具領(lǐng)先”，目前的鋼鐵強(qiáng)國(guó)如瑞典、德國(guó)、日本、法國(guó)等，其技術(shù)先進(jìn)，模具鋼種類齊全，已經(jīng)形成了幾個(gè)聞名世界的品牌，除熟悉的瑞典一勝百、日本大同等企業(yè)，德國(guó)葛利茲、奧地利博樂(lè)、日本的高周波和日立金屬、瑞典的斯堪納集團(tuán)等也都在業(yè)界聞名遐邇。相對(duì)歐美國(guó)家，我國(guó)的模具鋼研究起步較晚，一開(kāi)始并沒(méi)有塑料模具鋼專用鋼種系列，選用的鋼種較多且雜，包括20鋼、45鋼等碳素結(jié)構(gòu)鋼，T8鋼、T10鋼等碳素工具鋼，40Cr、38CrMoAl等合金結(jié)構(gòu)鋼，Cr12等合金工具鋼，甚至是H13等通用型模具鋼，由于不是專鋼專用，模具使用壽命短、消耗大且模具成型的產(chǎn)品質(zhì)量低，雖然從20世紀(jì)90年代起，我國(guó)塑料模具鋼呈現(xiàn)出高速追趕狀態(tài)，但仍然存在以下3個(gè)主要問(wèn)題：①低端產(chǎn)品市場(chǎng)供大于求，由于低端產(chǎn)品市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻低，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)之間為爭(zhēng)奪市場(chǎng)已陷入惡性競(jìng)爭(zhēng)；②同類高端產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口，進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格達(dá)到國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的3~6倍；③大部分國(guó)內(nèi)特鋼企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)運(yùn)用上無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定控制，不同批次產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊。大截面及高均勻塑料模具鋼2用作大截面模具的塑料模具鋼P(yáng)20鋼最初由美國(guó)提出，屬于中碳Cr-Mo型塑料模具鋼，其中含1.85%Cr、1.30%Mn、0.40%Mo等合金元素可保證淬透性。目前大型塑料制品包括家電外殼、汽車(chē)中控臺(tái)等，其最大尺寸在600mm以上，為使如此大模塊整體硬度均勻，必須進(jìn)一步提高淬透性，傳統(tǒng)的P20和合金結(jié)構(gòu)鋼已不能滿足大型塑料制品的要求。因此，模具鋼生產(chǎn)廠家基于我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)在P20鋼的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，形成企業(yè)自己的牌號(hào)，具體的牌號(hào)及成分如表1所示。KPM30是高周波推出的P20改良型塑料模具鋼，與P20鋼相比，其硬度、切削性能和淬透性都更優(yōu)良，在相同切削長(zhǎng)度的條件下，可使刀具磨損量減少50%，對(duì)厚500mm的試件表面至心部的硬度均勻性明顯改善。一勝百的718系列包括718鋼、718H鋼、718HH鋼等，其中718鋼是在P20鋼的基礎(chǔ)上加入了0.8%~1.2%的Ni，從而使其韌性、塑性以及耐腐蝕性都得以顯著提升。FBEAUDET等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在P20＋0.5%Ni鋼中，加入0.35%V，能夠提高模塊的淬透性，在同等組織條件下，模塊的尺寸可增加88%，此試驗(yàn)結(jié)果同樣適用于718鋼。葛利茲的1.2738鋼在成分上與718鋼一致，其出廠硬度為32~36HRC，可應(yīng)用于保險(xiǎn)杠、儀表盤(pán)、大型垃圾桶等大型模具零件。738HH鋼化學(xué)成分為0.27%C、0.30%Si、1.55%Mn、1.35%Cr、1.00%Ni，以34~38HRC預(yù)硬態(tài)出廠，適用于表面要求更高的保險(xiǎn)杠、儀表盤(pán)、門(mén)板等大型汽車(chē)覆蓋件的模具零件。在國(guó)內(nèi)“十一五”期間，首先由上海大學(xué)先進(jìn)模具材料及應(yīng)用技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合寶鋼特鋼、宏晟重工等企業(yè)試制成功了大截面預(yù)硬型塑料模具鋼SDP2738。SDP2738在718鋼的基礎(chǔ)上降低Ni含量增加Mn含量，降低了生產(chǎn)成本，并采用精確的空冷及水冷淬火技術(shù)，使模塊最大厚度達(dá)到1250mm且截面硬度波動(dòng)≤4HRC，應(yīng)用于汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠、大型家電等模具用材料，可替代進(jìn)口的718HH等大截面預(yù)硬化塑料模具鋼。上海大學(xué)研發(fā)的另一種大截面貝氏體預(yù)硬型塑料模具鋼SDP1（專利授權(quán)：ZL2.5），生產(chǎn)周期較718鋼縮短一半，厚度可達(dá)1100mm，成品硬度波動(dòng)≤3HRC，可替代進(jìn)口的718、2738、P20等鋼，適用于家用電器大截面塑料模、汽車(chē)內(nèi)飾模具等。江來(lái)珠發(fā)明的一種貝氏體大截面塑料模具鋼通過(guò)合金成分優(yōu)化，加入0.005%~0.008%N和微量Ti元素，Ti/N=3/4，并將碳含量控制在0.20%~0.30%，軋/鍛后不必進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理即可獲得整個(gè)截面的粒狀貝氏體和良好的力學(xué)性能，模塊最大厚度可達(dá)500mm。易切削塑料模具鋼3降低塑料模具制造成本、縮短模具制造周期、提高力學(xué)性能將成為產(chǎn)品研發(fā)的主要趨勢(shì)，針對(duì)以上問(wèn)題，除了提高切削技術(shù)和切削刀具質(zhì)量外，模具材料本身的加工性能也必須進(jìn)行優(yōu)化。為改善預(yù)硬鋼的被切削性能，研究者在鋼中添加S、Sn、Pb、Bi、Ca、Cu、Ti、Mg等易切削元素。國(guó)外易切削鋼的研究起步較早，1920年美國(guó)首次研制成功易切削鋼并成功生產(chǎn)，距今已有90多年的發(fā)展歷史，目前國(guó)際易切削鋼市場(chǎng)，一半以上由日本和美國(guó)占領(lǐng)，尤其在易切削塑料模具鋼領(lǐng)域，日本占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，有代表性的牌號(hào)及化學(xué)成分如表2所示。日本高周波鋼廠目前主推以下2種易切削塑料模具鋼：①KAP90F是H13改進(jìn)型Cu系易切削鋼，Cu含量為0.23%~0.28%，其他合金元素含量為0.39%C、1.00%Si、0.45%Mn、5.30%Cr、1.10%Mo、0.55%V，出廠硬度為38~42HRC，主要用作推桿及模具標(biāo)準(zhǔn)件；②KAP65（成分未公開(kāi)）是Ni-Al化合物析出形成硬化的高級(jí)塑料模具鋼，硬度達(dá)40HRC，主要用作精密成型制品。日本大同的NAK55是S-Cu系易切削時(shí)效硬化型塑料模具鋼，出廠硬度為37~43HRC，S和Cu的加入使其硬度和切削性能俱佳，可用于高品質(zhì)、高硬度精密模具。CorroplastFM鋼是德國(guó)蒂森克虜伯鋼廠研發(fā)的，在1.2085鋼的基礎(chǔ)上加入了0.1%S，提高了Mn含量，降低了C含量，從而在保證耐蝕性的條件下，提高了淬透性。DFRIE研究發(fā)現(xiàn)，加工1.2085鋼的刀具在加工22個(gè)凹槽后，出現(xiàn)嚴(yán)重的破損，不能夠繼續(xù)使用；而加工CorroplastFM鋼的刀具在加工52個(gè)凹槽之后，情況依舊良好，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的破損，CorroplastFM鋼的切削性能優(yōu)于1.2085鋼。葛利茲鋼廠的1.2312鋼是在P20的基礎(chǔ)上添加了約0.06%S，從而成為硫系易切削塑料模具鋼，交貨狀態(tài)為29~34HRC，最大截面尺寸約為400mm，硬度均勻性較好，主要用于生產(chǎn)要求稍高的模架、模芯，加工性能良好。我國(guó)在1953年開(kāi)始研究易切削鋼，先研制易切削鋼是S系，隨后是Ca系和Ti系，之后又研制稀土易切削鋼。Cr2MnWMoVS鋼是由華中科技大學(xué)和首鋼特鋼聯(lián)合開(kāi)發(fā)的易切削精密模具鋼，硫含量為0.08%~0.15%，S在鋼中以MnS型非金屬夾雜存在時(shí)，在切削加工中不僅可以減小切削力，還能潤(rùn)滑刀具，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，但如果形成低熔點(diǎn)的FeS-Fe的共晶或MnS和FeS的固溶體，可能會(huì)產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象。葉月華等研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)控制錳硫含量比≥4可以避免熱脆現(xiàn)象，此時(shí)鋼中的硫和錳全部形成MnS。此外，硅的存在有損切削性能，還會(huì)增大脫碳傾向，其含量要控制在0.4%以下。P20S、P20BS、P20SRe、P20BSCa均系上世紀(jì)90年代由華中科技大學(xué)研發(fā)的，都屬于P20的改進(jìn)鋼種。其中P20BSCa的合金元素為0.37%C、0.78%Si、1.43%Mn、0.99%Cr、0.22%Mo、0.09%V、0.0023%B、0.075%S、0.0002%Ca，其合金化特點(diǎn)是添加Cr、V、微量B作為強(qiáng)韌化元素，有效保證淬透性，適量的Mo能起到凈化晶界的作用，從而抑制回火脆性的發(fā)生，S-Ca復(fù)合體系是在S系易切削鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)適量Ca的加入，對(duì)MnS夾雜物的大小和形態(tài)起到變質(zhì)作用，使MnS夾雜物由條狀變?yōu)榧忓N狀，進(jìn)一步提升切削性能和潤(rùn)滑作用。SDPCu是由上海大學(xué)研發(fā)的塑料模具鋼，其熱處理工藝為淬火1030℃＋回火500~600℃，淬回火硬度為35~45HRC，該塑料模具鋼是通過(guò)加入Cu元素的方法提高4Cr13的切削性能，達(dá)到4Cr13S易切削鋼的水平，同時(shí)耐腐蝕性和皮紋蝕刻性能也得到提高，可替代進(jìn)口的M333鋼。耿鴻明等研究發(fā)現(xiàn)，Cu能提高切削性能的原因在于產(chǎn)生了銅-石墨復(fù)合相，復(fù)合相能夠起到固體潤(rùn)滑劑的作用潤(rùn)滑刀具，在刀刃上形成一層固體潤(rùn)滑膜，降低切削過(guò)程中的切削熱和減少刀具的磨損。耐腐蝕型塑料模具鋼4塑料制品內(nèi)含大量的合成樹(shù)脂及填料、填塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、色料等添加劑，這些添加劑在熔融狀態(tài)下會(huì)析出含氯、氟等元素的腐蝕性氣體，甚至在高濕度的空氣中，模具也會(huì)被腐蝕。目前，提高塑料模具鋼耐蝕性的主要方式是在鋼中添加Cr、N等元素。國(guó)外模具制造商通常將馬氏體不銹鋼用作塑料制品成型材料，其中420馬氏體不銹鋼是經(jīng)典鋼種，是典型的Cr13型馬氏體不誘鋼，即2Cr13馬氏體不銹鋼。Cr13型馬氏體不銹鋼是指Cr含量在13%左右，含碳量（≤0.45%）較低的不銹鋼，也包括為改善不銹鋼性能添加其他合金元素的馬氏體不銹鋼。目前，占據(jù)高端不銹耐蝕鋼市場(chǎng)的鋼種，大多為420不銹鋼及其改良型，具體牌號(hào)及化學(xué)成分如表3所示。葛利茲鋼廠在420鋼的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，相繼開(kāi)發(fā)了1.2083系列和1.2316系列，1.2083鋼一般以退火態(tài)交貨，合金元素主要有0.40%C、13%Cr，主要用于耐腐蝕型塑料模具，且拋光性能優(yōu)良。1.2083VictoryESR在合金成分上與1.2083鋼基本保持一致，但在冶金時(shí)采用了更先進(jìn)的電渣重熔技術(shù)，從而能夠獲得更潔凈、組織均勻致密的鋼錠，應(yīng)用上與1.2083鋼類似，但可應(yīng)用于粗糙度要求更高的模具。1.2083VictoryESR＋N在1.2083VictoryESR的基礎(chǔ)上添加了0.25%V，降低了0.02%C，添加了適量的N，使鋼的耐蝕性進(jìn)一步提高。1.2085鋼是一種耐腐蝕型預(yù)硬塑料模具鋼，其出廠硬度為28~33HRC，合金元素包括0.33%C、16%Cr、0.25%Ni、0.07%S，S的加入提高了鋼的加工性能，主要用于鑲件、模架等。大同特殊鋼的G-STAR是1.2085鋼的改良版，其合金元素包括0.35%C、16%Cr、1%Mo及適量的S，出廠時(shí)為預(yù)硬態(tài)31~34HRC，主要用于耐腐蝕模架模座。日立金屬的HPM38鋼是13Cr系含Mo耐蝕鋼，出廠狀態(tài)為淬火回火態(tài)，使用硬度為50~55HRC，主要用作磁帶外殼、醫(yī)療器械、碗碟等模具。CENAl預(yù)硬型不銹耐蝕鋼實(shí)現(xiàn)了耐蝕性和拋光性能的完美搭配，其中的Cr、Al、Ni等元素以CrNiAl、Cr、NiAl等形式析出，起到析出硬化作用，常用作耐腐蝕、高鏡面要求、高光無(wú)痕成型模具。一勝百的MIRRAX40是耐腐蝕的預(yù)硬型模具鋼，出廠硬度可達(dá)到360~400HB，合金元素含量為0.21%C、0.9%Si、0.45%Mn、13.5%Cr、0.2%Mo、0.25%V、0.6%Ni、適量的NoN和Ni的加入可有效提高耐蝕性，適用于腐蝕性塑料的注射模與吹塑模。CORRAX的含碳量?jī)H為0.03%，鎳含量為9.2%，鋁含量為1.6%，可時(shí)效硬化至40~51HRC，具有優(yōu)異的耐蝕性。STAVAXESR是耐蝕性和拋光性俱佳的塑料模具鋼材料，研究表明：回火溫度越高，其耐蝕性能越差；慢冷試樣的耐蝕性能比快冷的耐蝕性能差。在國(guó)內(nèi)，Cr系模具鋼是目前應(yīng)用最廣泛的耐蝕塑料模具鋼，常見(jiàn)的主要有：2Cr13、3Cr13、3Cr17、4Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2、9Cr18Mo、X36CrMo17、0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)等，其中4Cr13屬于中碳高鉻型不銹鋼，其合金成分為0.36%~0.45%C、Si≤0.60%、Mn≤0.80%、12%~14%Cr、0.60%Ni、S≤0.03%、P≤0.04%，Cr可提高鐵-鉻合金的淬透性并顯著提高耐蝕性，因?yàn)镃r的腐蝕電位比鐵低，鈍化能力比鐵更強(qiáng)。在鐵鉻合金中，Cr含量增加會(huì)導(dǎo)致合金的腐蝕電位和臨界鈍電位向負(fù)電位方向移動(dòng)。致鈍電流密度逐漸減小，即表明合金中鉻含量越高則越易鈍化，耐蝕性越好。PCR鋼是由上海材料研究所研制的馬氏體時(shí)效析出硬化不銹鋼，其中加入了約0.3%Zr，可有效細(xì)化晶粒，該鋼經(jīng)過(guò)高溫固溶和時(shí)效處理后，具有良好的耐腐蝕性能，其耐蝕性大大優(yōu)于美國(guó)17-4PH鋼。高氮鋼作為一類新鋼種，目前沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義。曼德里將高氮鋼定義為一定條件下，氮在鋼中的溶解達(dá)到飽和的鋼；BERNS則將其定義為“不銹鋼中含0.9%的氮或工具鋼中含2%的氮”。SW333是寶鋼特鋼自主研制的含氮耐蝕塑料模具鋼，其成分特征是降低碳含量增加氮含量，其成分的改進(jìn)減少了M23C6型高鉻含量的碳化物的析出，增加了Cr2N型氮化物的析出[32,33]，使基體中的鉻含量提高，從而改變腐蝕電位，提高耐蝕性。陳卓等人研究表明，SW333鋼的腐蝕速率低于4Cr13鋼，自腐蝕電位高于4Cr13鋼，即SW333鋼耐腐蝕性要優(yōu)于4Cr13鋼。SDP333（3Cr13N）鋼是由上海大學(xué)在3Cr13鋼的基礎(chǔ)上研發(fā)的，其淬回火硬度為35~45HRC，以氮元素代替了部分碳元素，提高了耐蝕性能、機(jī)加工性能，其綜合性能優(yōu)于4Cr13鋼，可取代進(jìn)口的M333鋼。張永軍等研究發(fā)現(xiàn)，高氮馬氏體不銹鋼3Cr13N耐腐蝕的主要原因是M23C6型夾雜物數(shù)量較馬氏體不銹鋼3Cr13少。鏡面拋光用塑料模具鋼5隨著人們生活品質(zhì)的提高，對(duì)塑料制品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，主要通過(guò)拋光降低模具型腔的表面粗糙度值保證成型塑件的質(zhì)量。在生產(chǎn)過(guò)程中，光滑的模具型腔表面不僅使成型的制品更加美觀，還有利于脫模、縮短生產(chǎn)周期等優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，模具鋼的良好鏡面拋光性（成型面表面粗糙度值Ra≤0.11μm）主要取決于鋼的硬度、純凈度、晶粒度、夾雜物形態(tài)、組織致密性和均勻性等因素。國(guó)外生產(chǎn)廠家針對(duì)客戶的需求，推出了大量的高鏡面甚至超高鏡面的塑料模具鋼，具體牌號(hào)及化學(xué)成分如表4所示。日本大同鋼廠目前主推以下4種鏡面拋光用塑料模具鋼：①PAT868（成分未公開(kāi)）是該廠最新研發(fā)的多用途塑料模具鋼，經(jīng)硬化后可達(dá)到46~50HRC，拋光性能可達(dá)到鏡面級(jí)別，且擁有優(yōu)良的韌性；②S-STAR鋼合金元素含量為0.38%C、Si≤1%、13.5%Cr、0.1%Mo、0.3%V，可預(yù)硬至31~34HRC，經(jīng)拋光后鏡面度可達(dá)到12000#以上，可用于超鏡面耐腐蝕精密模具；③NAK80是大同主推的高鏡面性預(yù)硬鋼，屬于Ni-Al-Cu系列合金，成分為0.15%C、0.3%Si、1.5%Mn、0.3%Mo、3%Ni、1%Al、1%Cu，經(jīng)過(guò)油石、砂紙和金剛石研磨膏依次拋光后，鏡面度可達(dá)到5000#以上，主要用于高性能、精密塑料模及透明塑料制品等重視鏡面研磨性的模具；④NAK-PRM作為一種超鏡面性、高韌性、耐腐蝕性預(yù)硬鋼，拋光后鏡面度可達(dá)到8000#以上。日立金屬的HPM-PRO（成分未公開(kāi)）作為P21的改良預(yù)硬鋼，是40HRC精密加工用鋼，鏡面度可達(dá)到8000#以上，韌性和精密蝕紋性好，可用于手機(jī)框體、汽車(chē)車(chē)燈相關(guān)部分模具。高周波的KAP88（成分未公開(kāi)）具有40HRC的高硬度，屬于Ni-AI化合物析出形成硬化的高級(jí)塑料模具鋼，經(jīng)過(guò)研磨和拋光后其鏡面度可達(dá)到8000#以上，主要用于精密塑料模及結(jié)構(gòu)零件等。瑞典斯堪納集團(tuán)的ASPM及ASPM-VIP均為鏡面級(jí)預(yù)硬塑料模具鋼，二者成分基本相同，均為0.27%C、0.25%Si、1.50%Mn、1.40%Cr、1.1%Ni、0.55%V，但ASPM-VIP采用了電渣重熔技術(shù)，具有比ASPM更高的純凈度。前者適用于透明塑件、家用電器及汽車(chē)類高拋光、高蝕刻要求、尺寸穩(wěn)定的塑料模，后者可用于拋光和蝕刻要求更高的透明件等。一勝百的POLMAX具有優(yōu)異的拋光性、良好的可加工性、良好的耐蝕性和磨損性能，其出廠硬度為200HB，經(jīng)過(guò)1000~1050℃的奧氏體化后，硬度可高達(dá)46~52HRC，主要用于成型透鏡和CD的模具零件等。國(guó)內(nèi)的鏡面拋光用模具鋼根據(jù)Ni含量的不同可分為低鎳和高鎳系列。25CrNi3MoAl是由華中科技大學(xué)研發(fā)的低鎳時(shí)效硬化高精密塑料模專用鋼，該鋼原設(shè)計(jì)成分中S≤0.03%，但納入YB/T094-1997標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，改為含S≤0.1%，以改善其切削性能。06Ni鋼和上海材料研究所的10Ni3MnCuAl-Mo(PMS)鋼也是國(guó)產(chǎn)優(yōu)秀的低鎳時(shí)效硬化型鏡面塑料模具鋼。18Ni(250)、(300)、(350)系列是比較常見(jiàn)的高鎳馬氏體時(shí)效鋼，根據(jù)Ti含量的不同，分200、250、300、350和400ksi五個(gè)級(jí)別，其實(shí)質(zhì)是經(jīng)過(guò)特殊固溶處理之后，產(chǎn)生一種超低碳Fe-Ni板條馬氏體基體，在時(shí)效處理時(shí)會(huì)析出彌散相使鋼得以強(qiáng)化，但由于鎳的含量較高，價(jià)格昂貴，實(shí)際使用并不多。SDP80是由上海大學(xué)研發(fā)的時(shí)效硬化型高鏡面塑料模具鋼，通過(guò)調(diào)整微觀組織構(gòu)成，控制Ni、Al、Cu等合金元素的添加，提高材料的機(jī)加工性能和皮紋蝕刻性能，適用于高拋光或皮紋蝕刻要求較高的模具，可替代進(jìn)口的NAK80。結(jié)束語(yǔ)6“十一五”和“十二五”期間，在國(guó)家的大力支持下，國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批技術(shù)先進(jìn)的大型特鋼企業(yè)，如寶鋼特鋼、中信泰富、長(zhǎng)城特鋼、東北特鋼等。一方面，這些企業(yè)在成分設(shè)計(jì)、合金化原理以及煉鋼技術(shù)上取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，部分產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平；另一方面，在塑料模具鋼的牌號(hào)上，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外優(yōu)秀鋼種和國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)，國(guó)標(biāo)中塑料模具鋼的種類已較完善。在取得較大進(jìn)展的同時(shí)，國(guó)內(nèi)的塑料模具鋼市場(chǎng)也存在一些不足：①高端模具鋼與國(guó)外同類產(chǎn)品質(zhì)量相差較遠(yuǎn)，因?yàn)檫@些鋼企沒(méi)有完全掌握模具失效規(guī)律與組織、性能之間定性、定量的關(guān)系；②國(guó)內(nèi)不同企業(yè)的同類產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，目前國(guó)內(nèi)的塑料模具鋼市場(chǎng)相對(duì)混亂，不同鋼企沒(méi)有統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)流程。針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼今后的發(fā)展方向進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)。在大截面、高均勻塑料模具鋼方面，順應(yīng)塑料模大規(guī)模發(fā)展的趨勢(shì)，其總體需求量繼續(xù)增加。鑒于調(diào)質(zhì)硬化鋼在生產(chǎn)過(guò)程中工藝復(fù)雜、能耗高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)鍛造或軋制后空冷直接達(dá)到所需硬度的非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼將會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。在易切削塑料模具鋼方面，國(guó)產(chǎn)鋼和國(guó)外優(yōu)秀產(chǎn)品存在較大差距，主要因?yàn)橐苯鹳|(zhì)量不穩(wěn)定，夾雜物的種類、數(shù)量及形態(tài)控制較差。國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)表明，通過(guò)連鑄工藝生產(chǎn)易切削鋼可有效減少偏析的存在，并改善夾雜物的形態(tài)及分布。所以，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)連鑄工藝的研究，進(jìn)一步改善現(xiàn)有易切削鋼的質(zhì)量。在耐蝕塑料模具鋼方面，降低生產(chǎn)成本是關(guān)鍵。增加Mn、Cu、C、N等其他元素來(lái)降低耐蝕鋼中Ni的含量將是重要的研究方向。我國(guó)在高氮鋼的研究上還處于落后地位，加強(qiáng)對(duì)高氮鋼的研究將會(huì)提升我國(guó)耐蝕塑料模具鋼的整體競(jìng)爭(zhēng)力。在鏡面拋光用塑料模具鋼方面，控制夾雜和開(kāi)發(fā)穩(wěn)定的拋光技術(shù)將是關(guān)鍵。在提升冶金質(zhì)量的同時(shí)，將機(jī)械拋光工藝、電化學(xué)拋光工藝、超聲波拋光工藝與電沉積工藝和噴涂陶瓷工藝等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最終使鋼在成分和組織確定的情況下，達(dá)到最佳的鏡面效果。綜上所述，我國(guó)應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)高端模具鋼的發(fā)展和研究，結(jié)合自身能源、技術(shù)等優(yōu)勢(shì)，努力向模具強(qiáng)國(guó)發(fā)展。國(guó)內(nèi)塑料模具鋼市場(chǎng)應(yīng)逐步規(guī)范，完善塑料模具鋼應(yīng)用體系，建立統(tǒng)一的檢測(cè)、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并逐步形成自己的系列（如美國(guó)的P系列），使我國(guó)塑料模具鋼的生產(chǎn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化。

▍原文標(biāo)題：國(guó)內(nèi)外塑料模具鋼研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

▍原文作者：韓永強(qiáng)，吳曉春

▍作者單位：上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

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