模具钢的生产技术与现代发展|

模具钢的生产技术与现代发展

模具钢的生产技术与现代发展
自20世纪80年代以来，国内部分特殊钢厂先后引进了炉外精炼（主要是RH、LF+VD、VAD或VHD），电渣重熔、真空自耗、快锻机、精锻机、削皮机和连续退火炉等先进的冶炼、加工和热处理设备，并应用于模具钢的生产，使得模具钢的生产工艺装备有了较大提高。尤其是90年代以来，国内部分特殊钢厂把模具钢作为开发的重点技改项目，引进国外先进的模具扁钢轧制专业化生产线，并对一些厚板轧机进行改造，这些技改工程，大大促进了我国模具钢的发展。但是由于我国的模具钢发展的起步较晚，很多设备还需要完善和配套。近几年来，国外用VAR炉大量用于工模具钢的生产，进一步减低了钢中的气体和夹杂物的含量，并减小偏析，进而提高了 模具钢的使用性能。国内目前还很少有该设备。再者，我国的冶金厂在钢材精整工序、热处理设备、在线质量检测等方面还比较落后，需进一步完善。另外，瑞典、日本和美国等工业先进国家，对于要求高的冷作模具钢和塑料模具钢（主要是含高C、V钢，如美国Crucible公司的CPM3、 "/-3-207-232.">CPM10，Bohler-Uddeholm的VANADIS6等钢，并形成了系列化），已用粉末冶金生产，工艺已经成熟。用粉末冶金生产铸态组织为莱氏体的钢，其碳化物尺寸细小，分布均匀，提高材料的韧性和耐磨性，从而显著延长了模具的使用寿命。
近十多年来，我国模具钢的生产技术有了较大提高。目前国内在模具钢的冶炼工艺方面，为了提高模具钢的质量和性能，一般均采用电炉冶炼+炉外精炼技术，即EF+VHD（VAD）或UHF+LF+VD或EF+ESR工艺生产，有的企业为了提高模具钢的质量，采用EF+VHD（VAD）+ESR工艺，并在电炉初炼、精炼过程和钢锭浇注等工艺过程中进行科研攻关，取得一定效果，大在降低了钢材中气体和夹杂物的含量，提高了钢材的纯净度，有效的减少了钢材的白点、夹杂、缩管等严重的冶金缺陷。
在热加工方面，采用高温扩散退火、多向轧制、多向锻造等技术，提高了模具钢的等向性和组织均匀性。据有关资料介绍，国内近几年来，利用初轧机进行Cr12系列莱氏体钢的模铸钢锭热关、直接加热开坯（即所谓的“以轧代锻工艺”）取得了成功，并且成材率达85%的较高水平，大大降低了生产成本。
在热处理方面，已能进行 塑料模具钢的扁钢和板材的预硬化处理，并能满足一般用户的使用要求，取得一定效果；在钢材的退火方面，还仅限于满足简单的硬度和脱碳层的要求。但是与国外先进水平相比，钢材的纯净度、冷作模具钢的碳化物的不均匀水平、热作模具钢钢材的组织与硬度的均匀性、交货状态的退火组织均匀性控制、塑料模具钢预硬化的硬度与组织均匀性和稳定性等均有一定差距。因此，国产模具钢的质量水平要赶上国外先进水平，模具钢的生产工艺研究和装备水平的改造，还有待于进一步提高。
另外，近些年来，钢在向微细化的方向发展，而制造模具用的工具钢也不例外。瑞典、日本等模具钢质量水平先进的国家，对模具钢的组织微细化进行了研究，通过改善冶炼、热加工方法及后续的热处理等一系列的综合工艺技术（称微细工艺），开发出微细工个钢，结果使钢材的韧性得到显著的提高，成功地生产出非常接近等向性（T/L0.8~0.9，一般为T/L：0.4~0.6）的模具钢，大大提高了模具的使用寿命。因此，我国应进行模具钢的生产工艺方面的研究，以赶上国际先进水平。