隨著我國改革開放的深入發(fā)展，外國模具已進(jìn)入我國鋼材市場并占有一定的市場，特別是沿海地區(qū)，外國模具鋼占有國內(nèi)模具時(shí)常相當(dāng)大的份額，因此了解國外模具材料發(fā)展?fàn)顩r及國內(nèi)市場銷售國外模具鋼的情況，對模具制造者有一定的幫助。
㈠、模具鋼鋼種的發(fā)展
模具鋼根據(jù)用途可以分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。各工業(yè)發(fā)達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)中都列出了本國標(biāo)準(zhǔn)，并不斷更新充實(shí)。隨著模具工作條件的苛刻，各國還相繼發(fā)展了不少適應(yīng)新要求的新鋼種。
目前各國使用量較大的集中在十幾種通用模具鋼上?，F(xiàn)將三類模具鋼的發(fā)展情況概述如下。
⒈ 冷作模具鋼
冷作模具鋼是應(yīng)用比較廣泛的一類模具鋼，主要用于制造剪切、沖壓、冷擠壓、冷鐓、壓印、輥壓等用途的模具，一般要求具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，一定的韌性和熱硬性，以及良好的工藝性能。國外通用型冷作模具鋼是：低合金油淬模具鋼o1(9crwmnv)、中合金空淬模具鋼a2(cr5mo1v)和高碳高鉻模具鋼d3(cr12)、 "/-3-183-186.">d2(cr12mo1v1)等
為了滿足冷作模具的特殊要求，各國有針對性地發(fā)展了一些新型的模具鋼，主要有：
⑴高韌性、高耐磨性模具鋼 cr12型模具鋼，耐磨性好，但是韌性差，抗回火軟化能力不足。近30年來，國外相繼發(fā)展了一些高韌性、高耐磨性模具鋼，其碳鉻含量低于cr12型鋼，增加了鉬、釩合金含量，鋼中形成了大量mec型高彌散度碳化物，其耐磨性優(yōu)于cr12mo1v1鋼，韌性和抗回火軟化性能則高于cr12型鋼。比較有代表性的鋼號有日本大同特殊公司的 dc53（cr8mo2vsi）、日本山陽特殊鋼公司的qcm8（8cr8mo2vsi）、美國礬合金剛公司的vasco die(8cr8mo2vsi)，分別用于冷擠壓模具、冷沖模具及高強(qiáng)度螺栓的滾螺紋模具上，并取得了良好的使用效果。
⑵低合金空淬微變形模具鋼 這類鋼的特點(diǎn)是合金含量較低，一般小于5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），但是淬透性和淬硬性都較好，￠100mm的軸類都可以空冷淬透，淬火后變形小、工藝性好，價(jià)格低，主要用于制造精密復(fù)雜模具。新研制低合金空淬微變形模具鋼有日本大同特殊鋼公司的g04、日本日立金屬公司的adc37、美國的a4（mn2crmo）、a6(7mn2crmo)
⑶火焰淬火模具鋼 20世紀(jì)70年代，國外開始研發(fā)一些適應(yīng)火焰淬火需要的冷作模具鋼。由于采取氧乙炔噴嘴進(jìn)行局部加熱空冷淬火，難以嚴(yán)格地控制和測定溫度，因此要求火焰淬火模具鋼具有淬火加熱溫度寬、淬透性好等特點(diǎn)?；鹧婢植考訜岽慊鹁哂泄に嚭啽悖梢钥s短模具制造周期、節(jié)約能源、降低制造費(fèi)用等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于沖壓、冷礅、下料、剪切等冷作模具。
火焰淬火模具剛研發(fā)很可快，代表性的鋼號有大同特殊鋼公司的g05，日本日立金屬公司的hmd1、hmd5，日本山陽特殊公司的qf3和日本愛知制鋼公司的sx105v（7crsimnmov）等
⑷粉末冶金冷作模具材料 采用粉末冶金工藝生產(chǎn)的高碳高合金模具材料，由于鋼液霧化形成的微細(xì)鋼粉凝固很快，，完全可以避免一般工藝生產(chǎn)的高碳冷作模具鋼在澆注后緩慢凝固，產(chǎn)生粗大碳化物和偏析等缺陷。因此，粉末冶金模具鋼具有磨削性能好、韌性好、等向性好、特處理工藝性能好等特性。
由于粉末冶金模具鋼具有良好的特性，近十幾年來在國外發(fā)展較快，而且發(fā)展了一系列的粉末冶金模具鋼鋼號，如美國坩堝鋼公司發(fā)表的cpm9v、cpm10v、cpm440v等，德國發(fā)表的320crvmo13.5等。由于這些鋼中含有大量彌散度高的、高硬度的mec型碳化物，其耐磨性能介于硬質(zhì)合金鋼和高合金冷作模具鋼之間。由于韌性好，因此制成的模具壽命可以與硬質(zhì)合金鋼模具相似；由于工藝性能好，因此適于制造形狀復(fù)雜、工作條件苛刻的長壽命模具。其使用壽命可比模具鋼模具提高幾倍至十幾倍。
⒉熱作模具鋼
熱作模具鋼要求鋼在模具的較高工作溫度下具有良好的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗冷熱疲勞性能、抗氧化性和抗特殊介質(zhì)的腐蝕性能，用于制造鍛壓、熱擠壓、壓鑄、熱鐓鍛和高溫超塑成形用模具。
國外通用的熱作模具鋼有三種類型：即低合金熱作模具鋼，如55nicrmov6和56nicrmo7等；中合金熱作模具鋼，如h13(4cr5mosiv1)和h11(4cr5mosiv)；鎢系、鉬系熱作模具鋼，如h21(3cr2w8v)、h10(4cr3mo3vsi)等。
為了適應(yīng)熱作模具發(fā)展的需要，國外相繼開發(fā)了一些新型熱作模具鋼，主要分為以下幾種類型：
⑴高淬透性特大型鍛壓模具鋼 通用型的鍛壓模具鋼如5crnimo、5crnimov等，由于淬透性的限制，一般只適于制造厚度為300~mm的模具，而大型鍛壓設(shè)備有時(shí)模具重達(dá)幾十噸，隨著模具截面的增大，要求進(jìn)一步提高模具材料的淬透性，以使模具的心部能夠得到較高的均勻的性能。國外發(fā)展了一系列土高合金含量的高淬透性模具鋼。代表的鋼號有國際標(biāo)準(zhǔn)iso中的40nicrmov7、法國nf標(biāo)準(zhǔn)中的40ncd16等，適于制造模塊截面較大的大型鍛壓模具，其淬透性能高于通用型鍛壓模具鋼。
⑵高熱強(qiáng)性模具鋼 由于熱作模具的工作溫度不斷提高，工作條件日益苛刻，傳統(tǒng)的高熱強(qiáng)性熱作模具鋼，其代表鋼號有以下四種類型：
①中合金高熱強(qiáng)性熱作模具鋼。一般是在3cr3mo3siv(h10)、4cr5mosiv1(h13)鋼、瑞典的qr080（3cr3mo2vmn）鋼，該類鋼與3cr2w8v鋼相比較具有更好的高溫強(qiáng)度和抗回火軟化能力，在生產(chǎn)中使用效果良好。
②沉淀硬化型熱作模具鋼。沉淀硬化型熱作模具鋼碳含量較低，一般在2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右。另外含有鈮、釩、鉬、鋁等一些沉淀化的合金元素，模具淬回火后，組織為板條狀型腔加工。模具在使用過程中，與高溫工件接觸，模具表面被工件加熱到鋼的沉淀硬化溫度（500~600℃），使其工作表面合金碳化物和金屬間化合物析出，模具表面的硬度可提高到-45~48hrc，從而提高了模具型腔表面的耐磨性而心部仍保持原有的組織和高韌性，模具的使用壽命得到提高。
沉淀硬化型熱作模具鋼的代表性鋼號有：日本大同特殊公司的dh76（2cr3ni3v）,日本日立金屬公司的yhd3、yhd26、yhd28。
③奧氏體型熱作模具鋼。奧氏體型熱作模具鋼為了適應(yīng)工作溫度達(dá)700~800℃熱作模具需要而研制的，因?yàn)橐话銦嶙＞咪?，?dāng)工作溫度超過650℃時(shí)，就會產(chǎn)生回火現(xiàn)象，鋼的熱強(qiáng)性急劇下降。這類鋼經(jīng)固溶時(shí)效處理后，在700~800℃仍能保持較好的強(qiáng)度，可以用于制造高溫工作條件下的模具。缺點(diǎn)是這類鋼導(dǎo)熱性差、熱膨脹系數(shù)大，抗熱疲勞性能較差，不適宜用于急熱冷條件下工作的模具，如采用水冷卻的模具。這類鋼代表性的鋼號有日立金屬公司的5mn18cr10v2鋼、日本大同特殊鋼公司的5mn15ni5cr8mo2v2鋼等。
④基體鋼和低碳高速鋼?；w鋼是降低高速鋼的碳含量，其化學(xué)成分只相當(dāng)于淬火后的高速鋼的基體組織的成分，該鋼由于淬火后過剩碳化物數(shù)量少、細(xì)小均勻，所以鋼的韌性和抗熱疲勞性能得到改善。既可以用于熱作模具材料，也可用于制造高性能的冷作模具材料。代表性的鋼號有美國釩合金公司的vasco ma(5cr4w3mo2v)等。
低碳高速鋼是為了改善高速鋼的韌性和抗疲勞性差而研制的，將高速鋼的碳含量降低至0.3%~0.6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），在降低部分熱硬度和耐磨性的情況下，改善其韌性和抗冷熱疲勞性能。代表性的鋼號有美國標(biāo)準(zhǔn)astm標(biāo)準(zhǔn)鋼號h25（3cr4w15v）、h26(5w18cr4v)、h42(6w6mo5cr4v2)等。低碳高速鋼和基本鋼一樣，其綜合性能較好，既可以用于熱作模具鋼材料，也可以用于制作高性能的冷作模具
⑶高蚊熱作模具材料 隨著一些新的熱加工技術(shù)的發(fā)展，上述熱作模具鋼不能滿足需要，就需要研制新型高溫模具材料，如鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和難熔合金做高溫?zé)嶙髂＞卟牧稀?/p>
日本日立金屬公司近年來研制出一種鎳基造合金nimowal，專門用于鎳基高問合金材料等溫鍛造模具，在1050℃下的高溫強(qiáng)度可以與鉬基難熔合金相近，而抗氧化性良好，可以用做大氣下對高性能鎳基高溫合金進(jìn)行等溫鍛造的模具材料。
美國常用的用于等溫模具的鍛態(tài)鎳基合金有waspaloy、udimet700、as-troloy、in718 、uniemp和鑄態(tài)鎳基合金ini100、in713c、mar~m200等，其超塑性溫度高達(dá)950~1100℃，一般在1000℃以下使用的模具采用高熱強(qiáng)性的鍛態(tài)或鑄態(tài)的鎳基高溫合金制造。
在1000℃以上工作的模具，一般采用鉬基合難熔合金制造。美國常用的三種等溫模壓模具用的鉬基合金是：tzm、tzc、mhc等，該類合金在1000℃以上的高溫下仍具有較高的熱強(qiáng)性。
⒊塑料模具鋼
隨著塑料制品的迅速發(fā)展推廣應(yīng)用，塑料模具的生產(chǎn)和技術(shù)在近30年來取得了迅速發(fā)展，塑料模具鋼也取得迅速發(fā)展。國際上一些工業(yè)先進(jìn)的塑料模具的總產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的近40%，而且這個(gè)比例還在不斷上升，塑料模具鋼也已形成一個(gè)專用鋼系列。如美國的astm標(biāo)準(zhǔn)中的p系列包括了7個(gè)鋼號，其他一些特殊鋼公司也都研發(fā)了塑料模具專用鋼系列，如日本日立金屬公司就列入了15個(gè)鋼號。
國外新型塑料模具鋼發(fā)展趨勢有以下幾個(gè)方面：
⑴預(yù)硬型塑料模具鋼 精密復(fù)雜塑料模具無論采用何種熱處理技術(shù)都無法保證模具不變形。預(yù)硬型塑料模具鋼是在冶金廠時(shí)即進(jìn)行了預(yù)先的調(diào)制熱處理。得到了模具要求的硬度和性能。然后把模具加工成形不再進(jìn)行熱處理，從而保證精密復(fù)雜模具的精度。代表性的鋼有瑞典的瑞典公司的718鋼（3cr2mnnimo）、美國的p20鋼、日本的pds5等。
⑵時(shí)效硬化型塑料模具鋼 對于精密、復(fù)雜、長壽命的塑料模，為了避免在熱處理的過程中產(chǎn)生變形，研發(fā)了一系列的時(shí)效硬化型塑料模具鋼。代表性鋼鋼號有美國的p21（2ni4alcrv），日本大同公司特殊鋼公司的nak55（2ni3alcumo5）、nak80等。這類鋼經(jīng)過固溶處理后，硬度為30hrc左右，然后由用戶加工成模具，成形后進(jìn)行時(shí)效處理，由于金屬間化合物的析出，使模具的硬度土高到40~50hrc。由于時(shí)效溫度低、變形小而有規(guī)律，適用于制造形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高、超鏡面以及大型塑料模具。
⑶耐蝕塑料模具鋼 在生產(chǎn)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕介質(zhì)的塑料制品時(shí)（如聚氯乙烯、含氟塑料、阻燃塑料等），模具材料必須具有較好的抗腐蝕性能。一般采用馬氏體不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼。代表性的鋼號有國際標(biāo)準(zhǔn)iso中的110crmo17,瑞典進(jìn)口公司的 "/-3-323-455.">stavax esr、s136（4cr13），德國蒂森克魯伯公司的gs083等。
⑷無磁塑料模具鋼 無磁模具鋼適用無磁性的粉末壓鑄模和要求無磁性的塑料模具，代表性的鋼號有日本日立金屬公司的hpm75鋼、日本大同特殊鋼公司的nak301鋼等。
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