近幾年，我國鋼材需求量以20%的速度增長，但我國模具用鋼產(chǎn)量增長不明顯，在2010年我國模具行業(yè)1120億元的銷售額，以及各個主機(jī)大企業(yè)的上百億元的模具產(chǎn)值，與2010年我國模具鋼產(chǎn)量未達(dá)到100萬噸的能力相比下，實在是不相適應(yīng)。國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會負(fù)責(zé)人羅百輝表示，“十二五”期間隨著模具制造多樣化、大型化、精密化和預(yù)硬化發(fā)展的趨勢要求在模具鋼生產(chǎn)工藝上，總體向高純凈度、高等向性、高韌性、高均勻性方向發(fā)展，模具鋼材企業(yè)在研制特殊鋼方面應(yīng)加大力度，大力發(fā)展國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具材料。
模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求量升到質(zhì)變
隨著我國模具工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對于高檔模具用鋼進(jìn)口量不斷攀升，預(yù)計模具用鋼進(jìn)口還將大幅度增長，特別是模具型腔部分模具鋼在短時間內(nèi)進(jìn)口的格局很難改變，我國模具用鋼進(jìn)口主要來自日本、德國、瑞典、奧地利、韓國等國家。據(jù)國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，中國每年約有20%份額，10萬噸左右，合約60億元人民幣的精品模具鋼需要進(jìn)口，它幾乎占據(jù)了整個模具鋼的高端市場。而且進(jìn)口的模具鋼價格要比國內(nèi)同類產(chǎn)品高出幾倍或者十幾倍。主要原因是國外模具鋼采用了品質(zhì)純凈、退火組織和沖擊韌性單項指標(biāo)，鋼材品質(zhì)均勻、組織細(xì)小、尺寸精確，如國外H13鋼標(biāo)準(zhǔn)控制指標(biāo)最多達(dá)8項，而我國標(biāo)準(zhǔn)只有3項。目前國產(chǎn)的合金模具鋼與瑞典、德國、美國、日本、法國等國際先進(jìn)水平相比，在品種、質(zhì)量、尺寸規(guī)格及性能等方面存在一定的差距，難以滿足高端市場需求。
模具鋼基本以熱作模具鋼、冷作模具鋼和塑料模具鋼三大系列為主。我國普通模具鋼現(xiàn)在已經(jīng)過剩，但高端、精密和長壽命的精品模具鋼與國外還有不小的差距，主要差在純凈度指標(biāo)上。中國工程院院士、機(jī)械科學(xué)研究總院副總工程師陳蘊(yùn)博表示，一般國產(chǎn)H13鋼制的壓鑄模具壽命為3萬~5萬模次，而進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)H13鋼制的壓鑄模具壽命可達(dá)20萬次。生產(chǎn)實踐證明，規(guī)模不斷壯大的中國模具鋼產(chǎn)業(yè)仍然沒有走出“大而不強(qiáng)”的怪圈。
中國模具工業(yè)協(xié)會副秘書長秦珂表示，雖然我國也有模具材料系列，但重復(fù)鋼種比較多，分類粗，批量小，鋼材質(zhì)量穩(wěn)定性差，沒有了鋼材的可靠性，模具企業(yè)選用存在顧慮。我國的模具鋼在品種、規(guī)格、質(zhì)量及性能等方面和國際先進(jìn)模具鋼生產(chǎn)水平還有一定差距，導(dǎo)致我國每年有相當(dāng)數(shù)量的中、高檔模具特殊鋼必須從國外進(jìn)口，某種角度來說，制約了模具企業(yè)的發(fā)展。
近年來，國外許多鋼廠都推出了性能優(yōu)異的新鋼種。如熱模鋼方面做了大量的工作，新鋼種具有較強(qiáng)的高溫性能，同時還具有較高的韌性，已作為熱作模具的首選。撫順特鋼的銷售經(jīng)理表示，國內(nèi)企業(yè)的冶煉、加工主機(jī)設(shè)備與國外專業(yè)生產(chǎn)廠家相比相差不大，差別較大的環(huán)節(jié)是熱處理設(shè)備和機(jī)加工設(shè)備，這就決定了國內(nèi)模具鋼產(chǎn)品在質(zhì)量、品牌上的不足，決定了國內(nèi)模具鋼產(chǎn)品的價格及附加值遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外模具鋼產(chǎn)品，這也是國內(nèi)冶金企業(yè)急需調(diào)整的環(huán)節(jié)。
我國制造業(yè)已進(jìn)入一個高速發(fā)展期。未來的5~10年，汽車、化工、電子等行業(yè)的迅速發(fā)展，將帶動機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而模具工業(yè)作為機(jī)械制造業(yè)零件產(chǎn)品的成型工藝裝備更是要先行發(fā)展，這將給模具材料生產(chǎn)從冶煉質(zhì)量、生產(chǎn)工藝及熱處理技術(shù)帶來發(fā)展的空間。但由于自主知識產(chǎn)權(quán)的模具新材料較少，模具壽命低，模具企業(yè)很難找到一種可靠的國產(chǎn)模具新鋼種來代替進(jìn)口模具鋼。國內(nèi)優(yōu)質(zhì)、高壽命熱作模具鋼新鋼種的開發(fā)和推廣工作處于一種相對停滯的狀態(tài)。
一般來講，模具用材料占模具產(chǎn)值的20%左右，但其質(zhì)量的優(yōu)劣將最直接影響模具的使用和性能。模具材料的發(fā)展是一項長期的系統(tǒng)工程，要求研制、生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)一條龍。我國模具鋼市場上80%以上是黑皮圓鋼棒料，扁鋼及預(yù)硬化處理后的模具鋼較少，大部分模具鋼仍需經(jīng)改鍛后使用，鍛造工藝控制不嚴(yán)格，內(nèi)在質(zhì)量較差，鋼材利用率較低;雖然國內(nèi)大多數(shù)模具鋼生產(chǎn)廠都已采用先進(jìn)的冶煉設(shè)備和工藝生產(chǎn)，如爐外精練、真空脫氣、電渣重熔、精鍛精軋等方法，但與國外先進(jìn)模具鋼生產(chǎn)廠相比尚有差距。因此模具鋼企業(yè)要擴(kuò)大采用先進(jìn)工藝生產(chǎn)模具鋼的比重，加強(qiáng)新工藝、新設(shè)備的引進(jìn)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，改善管理，生產(chǎn)純凈度高、均勻性好、大規(guī)格的模具鋼。十二五期間，一方面是模具行業(yè)必然會對模具材料提出更高的技術(shù)要求，另一方面面對長期依賴進(jìn)口大量模具材料來支撐我國的模具工業(yè)發(fā)展的情況，大力發(fā)展我國模具材料新技術(shù)、新工藝、新品種。
開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料是重點
“十二五”期間隨著模具制造業(yè)的發(fā)展，對模具鋼也提出了新的技術(shù)要求。模具制造多樣化、大型化、精密化和預(yù)硬化發(fā)展的趨勢還要求在研制特殊鋼方面加大力度，大力發(fā)展國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具材料。據(jù)國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，我國模具鋼的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
一是模具向高精度大型化方向發(fā)展，對無變形的預(yù)硬化塑料模具鋼和大規(guī)格、大噸位的模具鋼的需求不斷增加。
二是向高純凈度、高等向性、超細(xì)化組織、長壽命方向發(fā)展，對模具使用壽命的要求越來越高。
三是向制品化方向發(fā)展，盡可能縮短模具加工周期，因此要求模具鋼的生產(chǎn)企業(yè)能提供經(jīng)過機(jī)加工或熱處理的模具鋼。
四是向模具鋼的系列化和個性化方向發(fā)展。隨著產(chǎn)品的不斷更新對模具鋼的性能也提出了更高的要求，如工作溫度、耐腐蝕性能、切削性能、蝕刻性能、拋光性能等。模具鋼根據(jù)不同工礦條件，形成系列化，不斷滿足個性化的要求。
在塑料模具鋼方面，要發(fā)展超大規(guī)格汽車保險杠預(yù)硬化塑料模具鋼，單重達(dá)到35噸的特大型預(yù)硬化塑料模具鋼模塊產(chǎn)品，替代進(jìn)口;開發(fā)厚度≥400mm的大規(guī)格沉淀硬化型超鏡面塑料模具鋼模塊;開發(fā)新型耐腐蝕塑料模具鋼，滿足特種塑料(含氟、氯等)對模具鋼的耐腐蝕性能的高要求。
在熱作模具鋼方面，要開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型低成本、高壽命熱作模具鋼，開發(fā)超純凈、組織均勻的熱作模具鋼，極低的S、P含量及超細(xì)化組織，添加具有紅硬性作用的合金元素提高模具在高溫下的硬度，提高熱壓鑄模具和熱擠壓模具的使用壽命。
在冷作模具鋼方面，要針對汽車高強(qiáng)度鋼板(抗拉強(qiáng)度>800MPa)冷沖壓成型的模具材料及表面處理技術(shù)工藝。開發(fā)低合金高強(qiáng)度、高耐磨性、高韌性的冷作模具鋼。通過降低碳含量及合金元素總量提高韌性和耐磨性。