浅谈我国汽车模具材料的现状

目前，我国汽车工业的发展可以说是日新月异，呈现出空前的繁荣景象。但是，作为汽车制造工艺装备的模具行业，其设计水平、制造水平，却还与发展要求有着较大的差距，尤其是汽车模具材料亟待国产化。

汽车工业是一个国家工业水平的代表，汽车模具工业又是汽车工业加工的基础。由于汽车生产节奏快、效率高，要求其生产线上的模具必须保证制件尺寸稳定、使用可靠，还应满足规定的寿命。否则，冲压生产线上一套子模出现问题，就可能会造成整条生产线停工的恶果。这就要求模具设计要合理，选用的模具钢要满足模具使用的技术指标。有些汽车制件不仅尺寸大，而且形状复杂，使得模具的热处理很困难，如冲压模具需淬硬处理，需要容积很大的真空淬火炉。这类设备除了特钢冶金厂外，一般的专业热处理企业没有。此外，汽车用大尺寸工程塑料制件的模具型腔、型芯也存在这样的问题，所以有些大型冷冲模具的硬件大部份采用镶拼结构解决。

目前，我国各大钢铁公司都在生产模具钢，较有口碑的品牌钢有长城钢厂（现属攀钢集团）的冷作钢Cr12Mo1V1、抚顺特钢的塑胶模具钢3Cr2NiMo、大冶钢厂的热作钢4Cr5MoSiV1。

虽然国内有些钢厂接受外国各钢种的钢坯订单，但国内模具钢市场的品种却不齐全。就以汽车模具钢为例，为解决大型模具淬火困难的问题，应冶炼、锻轧6Cr5NiMoV火焰淬火钢，此钢种经预硬（调质）处理硬度为290～320HB。用于冲压模具时，经中性火焰900℃在工作型面加温空冷却后，硬度可达60HRC，硬层3～4mm。此种钢材还可用于大型塑胶模具作型芯及型腔，如需提高硬度也可采用火焰淬硬的工艺方法。广东省顺德永同公司曾开发出此种钢材（如图1、图2所示），实际使用效果很好，只是尺寸太小，仅能供小型冲、塑模使用。

图1 用于塑胶模具的模块可抛光到镜面

图2 用火焰淬火钢镶拼的模具，在1万t压机上压制的热交换不锈钢花纹板，
其技术要求：整板沟槽深度H±0.1，不同尺寸的板H不同，H=2.5～6.5mm

再如，我国钢标GB/T 1299-2000中虽有统一数字代号的T20503：Cr5Mo1V，但各特钢公司就没生产过此钢材的扁钢或模块并在市场上进行销售。像Cr8Mo2Si1V也应该大量冶炼轧制，如图3所示的零件压制如果使用Cr8Mo2Si1V作模具其韧性要比Cr12Mo1V1好。如图4所示的制件为级进模，其各步的子模可选用理想的冷作模具钢制作凸凹模，将会更为合理。

图3 零件压制如果用Cr8Mo2Si1V作模具其韧性就比Cr12Mo1V1好

图4 制件为级进模，其各步的子模可选用理想的冷作模具钢制作凸凹模

我公司这几年也承接了一些汽车模具的订单，图5所示为承接美国某公司汽车制件的部分样件。在采购模具材料时，我们感到国内模具钢市场可选的国产钢种实在不多。例如，3Cr2Mo及3Cr2NiMo的条钢或模块，厚度在200mm以下时质量很好，厚度在600mm以上，基体内部就会出现大小不同的气孔。可是有些汽车的塑胶件尺寸很大，如果用有气孔的模具钢做动、定模，会严重影响模具质量，因此只能选购进口的模块。不过，现在国内有些铸造企业的铸钢技术完全可以铸造大型3Cr2Mo或3Cr2NiMor的铸件，汽车大型塑胶件可采用整板注塑模具注射。

图5 承接美国某些公司汽车制件的部分样件

目前，我国各大钢厂都在生产莱氏体钢Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1，各类模具厂凡涉及冲压模具的用钢也都采用这样的钢材。而6Cr5NiMoV、Cr5Mo1V、Cr8Mo2Si1V属高合金钢，两类钢在冶炼及锻轧工艺方面难易程度外行人不宜评论，但后者可节省部分合金材料，一旦这些钢材种类齐全了，在设计汽车模具时其用材会更趋于合理化。

根据我国汽车工业发展的势头，汽车模具的国产化已势在必行，那么模具钢的国产化也将势在必行。

原载AI《汽车制造业》