我國汽車模具材料的現(xiàn)狀

ainet.cn 2009年03月01日

汽車工業(yè)是一個國家工業(yè)水平的代表，汽車模具工業(yè)又是汽車工業(yè)加工的基礎(chǔ)。目前，我國汽車工業(yè)的發(fā)展可以說是日新月異，呈現(xiàn)出空前的繁榮景象。但是，作為汽車制造工藝裝備的模具行業(yè)，其設(shè)計水平、制造水平，卻還與發(fā)展要求有著較大的差距，尤其是汽車模具材料亟待國產(chǎn)化。

由于汽車生產(chǎn)節(jié)奏快、效率高，要求其生產(chǎn)線上的模具必須保證制件尺寸穩(wěn)定、使用可靠，還應(yīng)滿足規(guī)定的壽命。否則，沖壓生產(chǎn)線上一套子模出現(xiàn)問題，就可能會造成整條生產(chǎn)線停工的惡果。這就要求模具設(shè)計要合理，選用的模具鋼要滿足模具使用的技術(shù)指標。有些汽車制件不僅尺寸大，而且形狀復(fù)雜，使得模具的熱處理很困難，如沖壓模具需淬硬處理，需要容積很大的真空淬火爐。這類設(shè)備除了特鋼冶金廠外，一般的專業(yè)熱處理企業(yè)沒有。此外，汽車用大尺寸工程塑料制件的模具型腔、型芯也存在這樣的問題，所以有些大型冷沖模具的硬件大部份采用鑲拼結(jié)構(gòu)解決。

目前，我國各大鋼鐵公司都在生產(chǎn)模具鋼，較有口碑的品牌鋼有長城鋼廠（現(xiàn)屬攀鋼集團）的冷作鋼Cr12Mo1V1、撫順特鋼的塑膠模具鋼3Cr2NiMo、大冶鋼廠的熱作鋼4Cr5MoSiV1。

雖然國內(nèi)有些鋼廠接受外國各鋼種的鋼坯訂單，但國內(nèi)模具鋼市場的品種卻不齊全。就以汽車模具鋼為例，為解決大型模具淬火困難的問題，應(yīng)冶煉、鍛軋6Cr5NiMoV火焰淬火鋼，此鋼種經(jīng)預(yù)硬（調(diào)質(zhì)）處理硬度為290～320HB。用于沖壓模具時，經(jīng)中性火焰900℃在工作型面加溫空冷卻后，硬度可達60HRC，硬層3～4mm。此種鋼材還可用于大型塑膠模具作型芯及型腔，如需提高硬度也可采用火焰淬硬的工藝方法。廣東省順德永同公司曾開發(fā)出此種鋼材（如圖1、圖2所示），實際使用效果很好，只是尺寸太小，僅能供小型沖、塑模使用。

圖1 用于塑膠模具的模塊可拋光到鏡面

圖2 用火焰淬火鋼鑲拼的模具，在1萬t壓機上壓制的熱交換不銹鋼花紋板，

其技術(shù)要求：整板溝槽深度H±0.1，不同尺寸的板H不同，H=2.5～6.5mm

再如，我國鋼標GB/T 1299-2000中雖有統(tǒng)一數(shù)字代號的T20503：Cr5Mo1V，但各特鋼公司就沒生產(chǎn)過此鋼材的扁鋼或模塊并在市場上進行銷售。像Cr8Mo2Si1V也應(yīng)該大量冶煉軋制，如圖3所示的零件壓制如果使用Cr8Mo2Si1V作模具其韌性要比Cr12Mo1V1好。如圖4所示的制件為級進模，其各步的子?？蛇x用理想的冷作模具鋼制作凸凹模，將會更為合理。

圖3 零件壓制如果用Cr8Mo2Si1V作模具其韌性就比Cr12Mo1V1好

圖4 制件為級進模，其各步的子模可選用理想的冷作模具鋼制作凸凹模

我公司這幾年也承接了一些汽車模具的訂單，圖5所示為承接美國某公司汽車制件的部分樣件。在采購模具材料時，我們感到國內(nèi)模具鋼市場可選的國產(chǎn)鋼種實在不多。例如，3Cr2Mo及3Cr2NiMo的條鋼或模塊，厚度在200mm以下時質(zhì)量很好，厚度在600mm以上，基體內(nèi)部就會出現(xiàn)大小不同的氣孔。可是有些汽車的塑膠件尺寸很大，如果用有氣孔的模具鋼做動、定模，會嚴重影響模具質(zhì)量，因此只能選購進口的模塊。不過，現(xiàn)在國內(nèi)有些鑄造企業(yè)的鑄鋼技術(shù)完全可以鑄造大型3Cr2Mo或3Cr2NiMor的鑄件，汽車大型塑膠件可采用整板注塑模具注射。

圖5 承接美國某些公司汽車制件的部分樣件

目前，我國各大鋼廠都在生產(chǎn)萊氏體鋼Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1，各類模具廠凡涉及沖壓模具的用鋼也都采用這樣的鋼材。而6Cr5NiMoV、Cr5Mo1V、Cr8Mo2Si1V屬高合金鋼，兩類鋼在冶煉及鍛軋工藝方面難易程度外行人不宜評論，但后者可節(jié)省部分合金材料，一旦這些鋼材種類齊全了，在設(shè)計汽車模具時其用材會更趨于合理化。