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五金模具钢发展趋势抓研发四高新品手表庆阳

拆叠五金网 2019-10-22 15:44:13

近年来,受我国建筑、汽车、电子、装配、科技等产业迅猛发展的拉动,模具产品产销两旺,模具钢行业发展迅速,已成为整个五金行业的增长龙头。从国内来看,机械、汽车、家电和电子信息产业等模具需求大户的持续发展,是中国模具行业高速增长的最大动力;从国际看,一方面是我国中低端模具有着较强的竞争力,国际采购商到我国采购的比例逐年增大,另一方面是发达国家模具生产向我国转移的步伐进一步加快。2013年,我国模具行业产需两旺,今后仍将持续快速增长。

随着我国模具行业的快速发展,对模具钢的数量、质量、品种和性能等方面提出了更高、更新的要求,模具钢市场也得到迅速的发展。目前,我国模具钢还不能完全满足模具工业发展的需求,因而要大力发展模具钢产业。

我国模具钢发展现状:产量已居世界前列但存在四大差距

我国模具工业的发展日益受到人们的关注和重视。国际模协秘书长罗百辉指出,“模具是工业生产的基础工艺装备”,在电子、汽车、电机、电器、仪器和通信等产品中,60%~80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗的优点,是其他加工制造方法所不能比拟的。目前,全世界模具年产值约为800亿美元,日美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。近几年,我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展,在世界模具产值中,比例显著提高,模具钢的用量也在显著增加。目前,我国模具钢的产量已居世界前列。

在GB/T1299-2000《合金工具钢》标准中,模具钢包含了37个钢种,基本上形成了具有我国特色的模具钢系列。按照用途,模具钢一般又可分为塑料模具钢、热作模具钢、冷作模具钢三大类:

塑料模具钢主要品种有S50C、3Cr2NiMnMo、10Ni3MnCuAl等,占模具钢总产量的62%。其中合金塑料模具钢(品种主要有3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo等)占塑料模具钢总量的12%左右,占合金模具钢总量的23%左右。

热作模具钢主要品种有4Cr5MoSiV1(H13)、3Cr2W8V、5CrNiMo、5CrMnMo等4个钢种,占模具钢总产量的21%,占合金模具钢总量的42%。在热作模具钢中主要是以美国AST2MA681标准的通用型钢H13(4Cr5MoSiV1)为主,占热作模具钢总产量的54.2%。而国外已较少用的3Cr2W8V钢在我国的产量虽然逐年减少,但仍占很大比例,达到26.4%。

冷作模具钢主要品种为Cr12(D3)、Cr2WMn(01)、Cr12MoV、Cr12Mo1V1(D2)等,占模具钢总量的17%,占合金模具钢总量的34%。在Cr12系列的模具钢中,仍然以Cr12(D3)钢为主,占该系列钢的46%,而Cr12Mo1V1(D2)钢仅占18.2%。

“我国模具钢的产量虽然已经有了很大的发展,但有的钢种还须进一步开发。”罗百辉表示,我国模具工业的持续发展促使高档模具用钢的进口量不断攀升,主要来自日本、德国、瑞典、奥地利、韩国等国家。目前,我国模具钢生产还比较落后,尤其是用于制造高档次模具的钢材仍须进口。与国际先进水平相比,我国模具钢主要有以下差距:

第一,模具钢品种、规格不全,低档次较多,高档次较少。国外要求高的模具钢相当部分都需要经过真空精炼和电渣重溶,而我国通过电渣重熔的模具钢所占的份额很小。品种方面,我国尚未形成塑料、玻璃、建材、陶瓷等专用的模具钢系列。钢材中,扁钢、模块、精料制品比例较低,钢材的利用率较国外低10%左右。为满足制造大型、精密、复杂、高寿命模具的需要,国外正在发展预硬化钢,而国产钢基本上停留在退火或热轧状态供货的状态,且供货周期较长。这是我国家电行业大量进口模具钢的主要原因。

第二,模具钢的专业化生产程度较低,钢材的质量、稳定性和外观较差。中国模具钢分散在几十个企业生产,大部分生产厂家的生产装备不配套,特别是后续工序,深加工设备落后,从而制约国产模具钢质量和性能的提高。我国模具钢市场80%左右是黑皮圆棒材,扁钢、精料、经过预硬化的材料和制品、标准件少,用户拿到材料以后还要自己改锻改制,材料利用率低,生产周期长,不能适应模具制造业的需要。

第三,模具钢供销渠道有待畅通。模具制造多为单件或小批量生产,并且所需钢材的品种规格多、数量少、需要及时供货,这与钢厂的批量生产相矛盾。国外通过钢材商店可随时解决零售问题。国内近几年来也出现了部分代理商、钢材商店等中间销售环节,但在模具钢销售的服务意识和水平与国外还有一定差距。

第四,我国模具钢标准低。以H13为例,国产H13夹杂物、一次碳化物较多;退火组织中碳化物有明显沿晶界分布现象;心部横向冲击韧性只有纵向的20%~30%,却是按国家标准生产合格的正规产品,暴露我国国家标准GB/T1299-2000与北美压铸协会标准NADCA207-90的差距,是不利于我国模具钢发展的。

国外模具钢发展趋势:高质化品种多样化精细化制品化

近年来,国外模具钢出现高合金、高质、优化、低级钢强化和扩充材料领域的趋向,模具材料由低级向高级发展,发展的趋势是由碳素工具钢到低合金工具钢再到高合金工具钢,因而相继出现了一系列新型模具钢,模具标准钢号的合金化程度也日趋提高。

目前,国外相继开发的新型热作模具钢包括:高淬透性特大型锻压模具钢,如国际标准ISO中的40NiCrMoV7等;高热强性模具钢,如美国的H10A、日本日立金属公司的YHD3等;高温热作模具钢,如美国的T2M、T2C,日本的Nimowal等。

为了满足冷作模具的特殊要求,各国发展的新型冷作模具钢有:高韧性、高耐磨性模具钢,如美国钒合金钢公司的8Cr8Mo2Vsi钢;低合金空淬微变形钢,如美国ASTM标准钢号A14、A16,日本的G04和ACD37等;火焰淬火模具钢,如日本爱知的SX5、SX105V等钢;粉末冶金冷作模具钢,如美国的CPM10V、德国的320CrVMo13.5等。

据罗百辉介绍,国外新型塑料模具钢的发展趋势主要有以下几个方面:易切削、抛光性好的塑料模具钢,如美国的412、M-300,瑞典的STAVAX-13等;预硬化型塑料模具钢,如美国的P20、445,德国的MOVTREX-A(2312)等;整体淬硬型塑料模具钢,如美国的A2、D3和H13等;耐腐蚀塑料模具钢,如国标ISO中的110CrMo17,瑞典ASSAB公司的4Cr13等;无磁塑料模具钢,如日本大同特殊钢公司的NAK301等。

“国外模具制造业正在向通用化、标准化、系列化、高效率、短制造周期、CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机辅助制造)应用日益普及的方向发展。”罗百辉指出,为了适应模具制造业发展的需要,模具钢日益向品种多样化、精细化、制品化的方向迅速发展。随着模具工作条件的日益苛刻,对模具钢的质量,特别是钢的纯净度、等向性提出了更高的要求。因此,国外普遍采用“电炉+炉外精炼工艺”生产纯净度高的模具钢,对于大截面锻压模块和大型的钢材规定采用真空处理。对于纯净度要求更高的模具钢,大部分采用电渣重熔,以进一步提高钢的纯净度、致密度、等向性和均匀性,减少偏析,因此,质量有了较大提高。为了增强竞争力,国外模具钢的生产从分散趋向于集中,且多家公司进行跨国合并,建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地,形成几个世界著名的模具钢生产和科研中心。

我国模具钢未来发展趋势:抓紧研发“四高”新品走中高端路线

未来,我国模具制造业发展空间巨大。据官方保守预测,2010年~2015年,我国模具行业年均增速将在10%左右,2015年~2020年在8%左右。而根据《模具行业“十二五”发展规划》,到2015年,我国模具总销售额将达到1740亿元左右,其中出口模具占15%左右,即40亿美元左右;国内市场国产模具自配率达到85%以上,中高档模具的比例达到40%以上;扩大模具标准件的品种,提高其精度,提高生产集中度,实现大规模生产,模具标准件使用覆盖率将从目前的约55%提高到2015年的65%,2020年达到70%以上。

随着汽车、家电、机电、建材等行业迅速发展,我国模具市场规模不断扩大,模具钢需求也必然持续增加,特别是塑料模具钢、大型模块钢、中高档模具钢的需求将不断增加。模具属于消耗品,用量较大。据调研报告显示,汽车行业90%以上的零件由模具成型,同时使用冷作、热作、塑料模具钢,平均每万辆汽车消耗模具0.12吨;家电行业零件的80%靠模具成型,使用量最大的是塑料模具钢。考虑到以后中高端模具钢逐步实现进口替代,罗百辉认为,我国模具钢的产量增速将略高于模具行业,预计2010年~2015年,国内模具钢产量年均增速将达到12%左右,2015年~2020年年均在12%左右。

今后我国模具钢的发展方向为:模具日趋大型化,尤其是模具成型零件日趋大型化,为提高生产效率,一模多腔,因此大型模块钢需求量将逐年增加;模具的精度越来越高,要求钢材质量好、尺寸精度高、稳定性好;塑料模具钢、压铸模具钢的需求量不断增加;中高档模具钢的需求量不断增加,低档模具钢日益过剩。另外,随着模具标准件应用的日益广泛,模具标准化、商品化程度的提高,对模具钢产品质量、品种规格和交货周期将提出更高的要求。罗百辉提出,钢铁企业要根据国内模具制造业发展的趋势和模具市场的需求,抓紧研发高精度、高韧性、耐腐蚀、高质量的模具钢新品种,使国产的热作和冷作模具钢达到世界先进水平。

总之,预计未来5年,我国模具钢产业将有较大发展空间,尤其是中高端产品领域。对于我国大型钢铁企业来说,未来发展模具钢产业要做好以下几个方面的研究:加强基础理论研究,提高模具钢的质量和性能;推行模具钢品种规格多样化、精料化和制品化;加快信息技术的应用,提高专业化排产;重点发展塑料模具钢,走中高端路线,树立模具钢品牌,并创新“钢材商店”销售模式。

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