90年代,我國(guó)模具工業(yè)進(jìn)人了快速發(fā)展時(shí)期,這極大地促進(jìn)了模具鋼生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù),已能生產(chǎn)高質(zhì)量的模具鋼,有些鋼種的冶金質(zhì)量已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并有少量出口,在國(guó)際上享有一定的聲譽(yù)。但應(yīng)看到,我國(guó)模具鋼生產(chǎn)、應(yīng)用的總體水平仍然較低,存在許多長(zhǎng)期沒(méi)有解決的問(wèn)題。國(guó)產(chǎn)模具鋼絕大多數(shù)是電爐鋼,鋼的成分偏析大,純凈度低,碳化物級(jí)別偏高,疏松級(jí)別超標(biāo),模塊的縱橫向性能相差懸殊。
隨著工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和少、無(wú)切削工藝廣泛應(yīng)用,對(duì)模具鋼性能提出了更多、更高的要求,常用鋼種已經(jīng)不能完全滿足需要,迫切需要研制和應(yīng)用新型模具鋼。
近年,國(guó)內(nèi)研制了近二百種新型模具鋼種,如超硬高速鋼W10Mo4Cr4V3A1、W6Mo5Cr4VsiA1Nb等;強(qiáng)韌耐磨鋼7Cr7Mo2V2Si、Cr8MoV2Ti等;高速鋼基體鋼 65W3Mo2Cr4VNb、5OMo3Cr4SiMnAl等;中碳超高強(qiáng)度鋼 4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3MoMnVNbB等;時(shí)效鋼25Cr3NiMoAl、10Ni3MnCuAl等;火焰淬火鋼7CrSiMnMoV、7Cr2 SiMnMoV TiRe等;易切削模具鋼8Cr2MnWMoVS、5CrNiMnMoVSCa等。也引進(jìn)了國(guó)際通用的幾種美國(guó)鋼號(hào),如 D2(Cr12MolV1)、H13(4Cr5MoV1Si)、P20(3Cr2Mo)等。新鋼種滿足了模具較高力學(xué)性能、特殊工藝性能和特殊使用性能的需求,解決了模具設(shè)計(jì)、加工、使用中的一些難題,大幅度提高了模具使用壽命,帶來(lái)十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,對(duì)工業(yè)發(fā)展和少、無(wú)切削工藝廣泛應(yīng)用起了極大促進(jìn)作用。但因多種不利因素的影響,新型模具鋼的應(yīng)用量仍然較少,年用量?jī)H相當(dāng)于模具鋼年總用量的1/40~ l/ 50。當(dāng)然其用量仍呈逐年上升態(tài)勢(shì)。
目前我國(guó)模具選材用鋼較為廣泛,除了工具鋼(碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼)外,還有軸承鋼、彈簧鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼、不銹鋼等,鋼種達(dá)數(shù)十種之多,但常用的只有二十余種,而用量更多的只有八種: Cr12、Cr12MoV、CrWMn、3Cr2W8V、5CrMnMo、SCrNIMo、45、40Cr。據(jù)估計(jì),這八個(gè)鋼號(hào)年用量占我國(guó)模具鋼年總用量的80%。
模具鋼材料利用率低,原因是鋼材中圓棒料占85%以上,鋸料、改鍛中消耗量大;模塊、扁鋼、板材等品種很少,精品、制品更少。模具鋼改鍛效果差,絕大多數(shù)改鍛僅以模坯達(dá)到形狀、尺寸為目的,忽視組織改善,以致模坯中仍保留超級(jí)別的碳化物和不利的流線分布。模具選材和熱處理不當(dāng)也是模具鋼應(yīng)用DHA1鋼中一個(gè)突出問(wèn)題。模具設(shè)計(jì)、制造者不熟悉材料和熱處理,熱處理技術(shù)人員不熟悉模具工況條件,常常造成選材或熱處理工藝不與模具相匹配。此外,熱處理工藝執(zhí)行不嚴(yán),熱處理設(shè)備和工藝落后,操作不當(dāng)造成模具變形、開(kāi)裂,是普遍存在的。調(diào)查表明,模具因選材和熱處理不當(dāng)造成早期失效者占70%左右。表面處理在模具上的應(yīng)用,除滲碳、滲氮外,其它擴(kuò)滲處理(滲非金屬,滲金屬)應(yīng)用很少,鍍膜和噴涂處理應(yīng)用更少。一些應(yīng)用又常因種類和工藝選擇不當(dāng),達(dá)不到預(yù)期效果,甚至不但無(wú)益,反而有害,成為模具鋼應(yīng)用技術(shù)中一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。