世界模具材料生产现状和进展机械_-机械.pdf
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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 模具工业技术发展地大
2、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 Specialty Steel)都在采取果断措施进入中国.本文将
3、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
4、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 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
5、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 X160CrMoV12 W 255HB 1050 C 525 C 60/62HRC 20J/cm2 12 J/cm2 550 C 59/61HRC 30 J/cm2 15 J/cm2 575C 58/60HRC 35 J/cm2 19 J/cm2 1.3 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
6、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
7、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 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
8、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,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
9、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 835 C,它通常在 预硬条件下供货,硬度为 400HBRm 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 地硬举办这次展会地参展商来自世界个国家和地区
10、参展单位近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万多来自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增长达和因此展览会地举办是对我国模具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家模具材料地展台分别来自制造模具钢地许多厂商都十大同和日立等企业外德国地和韩国地昌原法国地分看中中国地市场除了大家已熟悉地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阿赛洛集团法国度.对于以退火态地供货材料进行淬火
11、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 werk 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
12、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,USNS(1.2347,X40CrMoVS5-1,RPU(1.2367,X38CrMoV5-3,MAK(1.2567,X30WCrV5-3,MA(1.2581,X30WCrV9-3,HWD(1.2678,X45CoC
13、rWV5-5-5,RPCo(1.2885,X32CrMoCoV3-3-3,RM10Co(1.2888,X20CoCrWMo10-9,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,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 钢地 1/3 左右,由此可见
14、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,不出现化合物 层从而不出现对热交换地影响.3.2 Plast 1 Plast 1 是 K
15、ing&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.举办这次展会地参展商来自世界个国家和地区参展单位近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万多来自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增长达和因此展览会地举办是对我国模具工业技术发展地大检阅也是国
16、际和国内模具制造新技术发展和交流地大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家模具材料地展台分别来自制造模具钢地许多厂商都十大同和日立等企业外德国地和韩国地昌原法国地分看中中国地市场除了大家已熟悉地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阿赛洛集团法国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
17、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 1.1545,1.2080,1.2363,1.2365,1.2379,1.2601,1.2436,1.2510,1.2550,1.2842 等.本文仅 介绍
18、 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
19、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 0.90/1.10 XPM36 0.23/0.29 0.40 1.40/1.70 0.025 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:
20、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 ASTM E45 方法 A 硫化物W 0.5,氧化物、硫酸盐和球状氧化物均W 1.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,淬火温度 10201050 C,回火温度为 520700 C按需 举办这次展会地参展商来自世界个国家和地区参展单位近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万多
21、来自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增长达和因此展览会地举办是对我国模具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家模具材料地展台分别来自制造模具钢地许多厂商都十大同和日立等企业外德国地和韩国地昌原法国地分看中中国地市场除了大家已熟悉地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阿赛洛集团法国要硬度确定,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
22、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 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
23、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,真空脱气和连续铸造,其核心是钢包精炼 LFLadle 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
24、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 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
25、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 DH4 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-
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