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世界模具鋼的發展概況

來源:未知作者:admin發布時間:2017-05-31 08:44

?模具是從錘、斧、鑿等手工業工具逐步發展而來的。人類從鐵器時代開始,就采用鋼鐵材料制造手工工具。考古學家在埃及金字塔中就已經發現了約五千年前的鐵制工具殘片。經過漫長的發展過程,早期的工具鋼是屬于簡單的普通碳素工具鋼。自從18世紀中期歐洲進人蒸汽機時代后,工業品由手工制造變為機器制造。金屬切削機床的使用,切削加工的速度提高,成形負荷增大,對工具材料的質量、使用性能、工藝性能的要求越來越高,碳素工具鋼已無法滿足需要。19世紀末期英國的一些工廠研制出了一批具有良好性能的合金鋼,如1895年泰勒(F~W.Taylor)發現有些合金工具鋼提高淬火溫度可以得到紅硬性,使工具能在較高的切削速度下使用,提出了“高速鋼”的概念,成為現在W18Cr4V型高速鋼的雛型。20世紀20年代一系列的合金模具鋼出現,主要有冷作模具鋼、熱作模具鋼,并進行了易切削模具鋼的研究。20世紀50年代以后,隨著石化工業的迅速發展,塑料迅速成為一種重要的工業材料,為了滿足塑料制品成型模具的需要,世界各國迅速發展了一批不同類型的專用塑料模具鋼,目前先進工業國家已經形成專用的鋼種系列。
  近年來,工業生產技術迅猛發展,各種新材料不斷出現,模具的工作條件日益苛刻,對模具鋼的性能、質量、品種等方面的要求不斷提高,先進工業國家近年來開發了各種具有不同特性、適應不同要求的新型模具鋼,不僅品種增加、質量提高,而且生產工藝和生產裝備也有很大改進,主要有以下幾個特點:
  (1)研制出先進的各種類型的冷、熱作模具鋼,并有較完整的系列。它們各具
  特點,適應冷、熱作模具的特殊要求。
  (2)塑料模具鋼高速發展并系列化。20世紀70年代以后工程塑料品種大量開發,塑料已經成為一個重要的工業材料得到廣泛地應用。從航天器到艦艇,從建筑材料到農業生產,從家用電器到兒童玩具都離不開塑料制品,而塑料制品大部分采用模壓成型,不少工業發達國家塑料模具的產值已經居模具產值的第一位,塑料模具鋼也迅速發展并成為一個專用鋼種系列。
  (3)模具鋼的品種規格迅速向多樣化、精料化、制品化方向發展。近年來,由于模具工業標準化、系列化程度不斷提高,設計和制造過程中C/①&CAM技術廣泛應用,使得模具制造業的生產效率和材料利用率大大提高,模具制造周期大大縮短。主要有以下幾個特點:首先是品種規格多樣化。模具制造中,相當部分的模具大部分是由幾塊扁平形部件組裝而成的。在國外,模具制造需要的各種各樣扁鋼和厚板已經標準化、系列化,并制定了詳細的技術規范。如鍛造扁鋼、熱軋扁鋼、熱軋板材、冷拉扁鋼等,都由模具鋼廠供應可直接使用的成材;其次是日趨精料化。
  由鋼廠直供不同要求經過機械加工的高精度、無脫碳層的精料。國外有些主要的模具鋼生產廠的模具鋼精料已占60%左右;再次是向制品化方向發展。由鋼廠供應經過淬、回火和精加工的模板、模塊等制品,模具制造廠可以直接采購標準模塊,只對模具的型腔或刃部進行精加工后即可與標準模架配套組裝后交貨。由于模具成型后不需要再進行最終熱處理就可以直接使用,這樣既保證模具的使用性能,又可以避免由于熱處理而引起的模具變形、氧化、脫碳、開裂等質量問題。該類制成品適宜制造形狀復雜、大型、精密、長壽命的塑料模具,應用越來越廣泛。
  (4)模具鋼性能高級化。目前工業發達國家為了提高模具的質量和使用壽命,把提高模具鋼的質量和性能放在重要位置,應用了一系列先進工藝方法。比如,生產高純凈度模具鋼,不但可以改進鋼的原有性能,而且可以賦予鋼新的性能,提高鋼材的內在質量,這是延長模具壽命的根本途徑之一。日本有的鋼廠把鋼中含硫、磷質量分數從0.03%降到0.01%以下,沖擊韌度提高一倍以上。再如生產等向性模具鋼,改善鋼的橫向韌性和塑性,使其與縱向性能接近。由于模具大部分是多向受力,這樣就可以大幅度提高模具的使用壽命。同時,采用了許多新工藝、新技術和新裝備,提高了模具鋼的各種性能。如采用精煉、大斷面無缺陷連鑄、高剛度連軋機及高精度軋制等等生產工藝。
 

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