世界模具材料生產(chǎn)的現(xiàn)狀和進(jìn)展(編輯修改稿)
2024-09-05 19:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式會(huì)社。 Heroult型電弧爐，是日本最古老的一種煉鋼爐，已于1988年由美國(guó)金屬學(xué)會(huì)（ASM）命名為世界上第59個(gè)ASM歷史性標(biāo)志（列日本第二）。大同特殊鋼經(jīng)過(guò)90年的發(fā)展，現(xiàn)在在特殊鋼鋼材，電子材料，汽車(chē)零部件，產(chǎn)業(yè)機(jī)器零部件，工程設(shè)備和新材料等六個(gè)領(lǐng)域日益顯示出其強(qiáng)大的實(shí)力。它在日本擁有17個(gè)設(shè)備完善的工廠和一個(gè)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心。 在熔煉上，大同特殊鋼與新日本制鐵（株）和法國(guó)UsinorSacilor一起共同開(kāi)發(fā)了DC電弧爐（DC arc furnace）,它能減少閃爍50%,能提供大功率和實(shí)現(xiàn)高速熔化，減小能量消耗和降低生產(chǎn)成本。大同特殊鋼已建立了潔凈鋼制造系統(tǒng)ELVAC，據(jù)稱列世界第一綜合鋼鐵制造過(guò)程。它包括電弧爐熔煉，鋼包精煉，真空脫氣和連續(xù)鑄造，其核心是鋼包精煉LF（Ladle Furnace Refining）,采用大同自行開(kāi)發(fā)的第二代精煉過(guò)程。大同已開(kāi)始用新發(fā)展的結(jié)合了RH真空脫氣系統(tǒng)的AOD爐（ArgonOxygen Decarburizing）精煉生產(chǎn)潔凈不銹鋼。大同還采用TEKISON多過(guò)程（multicycle）軋制系統(tǒng)生產(chǎn)高精度的所有尺寸規(guī)格的棒材（中小規(guī)格），使工具鋼產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)尺寸連續(xù)可調(diào)軋制。 大同在日本除擁有可靠控制的VAR（Vacuum Arc Remelting）、ESR設(shè)備外，還擁有能重熔鈦及其合金的PPC爐(Plasma Progressive Casting Furnace)。大同提供的特殊鋼產(chǎn)品有軸承鋼、不銹鋼、工具鋼，此外還有高合金和鈦合金等。其高端產(chǎn)品還有獲得世界三大航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠產(chǎn)品材料認(rèn)定的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸,具有制作卓越耐熱性、耐磨性的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸高速軸承產(chǎn)品，為下一代磁懸列車(chē)提供螺釘和內(nèi)部零件開(kāi)發(fā)的兼具非磁性、高強(qiáng)度和耐腐蝕材料和具有廣闊應(yīng)用前景的具有高強(qiáng)度和耐蝕抗力的NiTi形狀記憶合金。 大同特殊鋼生產(chǎn)的冷作模具鋼、有YKYKGOA、GOGOGO40F、GMDC53和 DC11；熱作模具鋼有DHA、DHADHADH2F、DH6DH2DH31S、DHDH4DH7DH3GFA和GF78；塑料模具鋼有PXZ、PDSPXPXNAK5NAK80、Sstar、Gstar、Estar、和MASIC等。本文主要介紹DHA1和一些塑料模具鋼。 DHA1 大同特殊鋼稱DHA1為耐磨性、抗疲勞性優(yōu)質(zhì)的熱作模具鋼；稱專(zhuān)利鋼種DH31S（super）為高壽命熱作模具鋼；DHA為美國(guó)Ford公司推薦標(biāo)準(zhǔn)AMTDDC2010上介紹的鋼種，它們相應(yīng)的化學(xué)成分列表5 中。 表5 大同一些熱作模具鋼的化學(xué)成分 % 鋼號(hào) C Si Mn Cr Mo V P S DHA1 ≤ ≤ ≤ DHA DH31S 專(zhuān)利鋼種（ – Mo – V ） DHA1鋼的特點(diǎn)有①細(xì)小球狀碳化物均勻分布；②優(yōu)良的淬透性；③抗高溫回火軟化性強(qiáng)；④優(yōu)質(zhì)的耐高溫沖擊和熱疲勞性和⑤好的抗高溫熔損性。該鋼的鍛造溫度為1100~900℃,退火溫度為820~870℃,緩冷，退火硬度≤229HB；淬火溫度為1000~1050℃,空冷；回火溫度為550~650℃，空冷。淬火回火后硬度≤53HRC。相應(yīng)的相變點(diǎn)為：Ac為847~918℃；Ar為769~725℃；1030℃奧氏體化后的Ms為320℃。 該鋼1050℃奧氏體化油冷的淬火硬度可達(dá)55HRC，此時(shí)的夏氏沖擊值保持在較高水平（經(jīng)600℃ 1 hr回火）；淬火后在560℃回火1hr硬度能達(dá)到峰值，接近55HRC，經(jīng)600℃回火1 hr硬度為50HRC左右。（以上數(shù)據(jù)僅對(duì)一定尺寸試樣而言，供參考）。 該鋼可施行570℃3 hr的鹽浴滲氮處理，可使表面硬度高達(dá)1100HV（載荷300g）。 DH31S鋼的淬透性，耐熱疲勞開(kāi)裂性和耐熱熔模性均高于DHA1。按介紹資料估算，DHA1鋼1030℃奧氏體化，φ150mm圓棒空冷可淬得馬氏體組織；對(duì)DJ31~S鋼同樣條件可達(dá)φ200mm左右。該鋼退火后硬度≤235HB，切削加工性相對(duì)SKD61稍有降低。 塑料模具鋼可分為預(yù)硬系和淬火回火系兩類(lèi)。預(yù)硬系材料是生產(chǎn)廠將材料經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理至30HRC和40HRC的硬度，模具制造商對(duì)之進(jìn)行加工成塑料模具后直接予以使用。人們最熟悉的預(yù)硬態(tài)模具材料是P20和718兩種。對(duì)大同特殊鋼生產(chǎn)的預(yù)硬系材料按合金系分為SC系，SCM系，SUS系，3%Ni的析出硬化系，熱作模具鋼（SKD）系幾種。分別對(duì)應(yīng)于1055碳素鋼的PXZ鋼；對(duì)應(yīng)于4145的PDS3和常用P20改良品種PXPX5；對(duì)應(yīng)于X36CrMo17的 GStar和對(duì)應(yīng)于SUS630改良的析出硬化鋼EStar；3%Ni的析出硬化系鋼有NAK5NAK80；SKD系的鋼號(hào)為DH2F。大同特殊鋼生產(chǎn)的淬火回火系塑料模具鋼有熱作模具鋼DHA1（使用硬度45~50HRC）和AISI D2改良品種DC53和PD613（使用硬度分別為60~62HRC和56~61HRC）；另外有對(duì)應(yīng)于SUS 420改良的SStar（使用硬度為50~53HRC）。 PX4是硬度為30~33HRC的預(yù)硬化鋼，適用于一般樹(shù)脂和大批量生產(chǎn)的模具材料。它通過(guò)真空脫氣處理，組織的均勻程度好，材料表面中心的硬度分布均勻性比P20等提高。其切削加工性和鏡面精加工性在30HRC級(jí)的材料中最為良好。它以焊接開(kāi)裂敏感性低的成分平衡進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善了焊接性，有介紹即使省略預(yù)熱和焊后加熱或不過(guò)只在200℃進(jìn)行，也不易出現(xiàn)焊接開(kāi)裂。PX5與之相當(dāng)。 ，前者加S，具有良好切削加工性,后者未加S,~43HRC的預(yù)硬化鋼，經(jīng)特殊熔煉生產(chǎn)，潔凈度高，性能穩(wěn)定。兩者具有良好的焊接性,在焊接部位硬度起先出現(xiàn)下降，焊接后經(jīng)500℃5hr的時(shí)效處理和風(fēng)冷后，其硬度值和熱影響區(qū)的硬度值均與基材的硬度相同。該鋼經(jīng)520℃ 5 hr的氣體軟件氮化后，其表層硬度可達(dá)750HV，從而能提高服役壽命。 SStar是具超鏡面性、高硬度和耐腐蝕的馬氏體型不銹塑料模具鋼，經(jīng)特殊熔煉而成，其交貨硬度可在≤229HB下或在（30~34）HRC預(yù)硬狀態(tài)下。經(jīng)機(jī)加工后的最終熱處理為：經(jīng)500℃和800℃兩次預(yù)熱后加熱至1020~1070℃奧氏體化，然后油冷、空冷或氣淬，淬火硬度可達(dá)56HRC，回火視耐蝕性或硬度要求在200~400℃或490~510℃范圍進(jìn)行，一般要求2次，回火后空冷，達(dá)53HRC左右，也可進(jìn)行冷處理。適合于制造照相機(jī)機(jī)身、唱片、透鏡和表殼的塑料模具。 日立金屬株式會(huì)社 日立金屬株式會(huì)社的英文名為Hitachi Metals,Ltd,.1956年（昭和31年）設(shè)立，接受加工的五個(gè)工廠有戶田（Tobata）、深川(Fukagawa)、桑名(Kuwana)、若松(Wakamatsu)和安來(lái)(Yasugi)。其中安來(lái)工廠前身的安來(lái)制鋼所起始于1899年成立的云伯鐵鋼合資會(huì)社，1915年擴(kuò)大發(fā)展成為制造高速鋼和高級(jí)特殊鋼的專(zhuān)業(yè)工場(chǎng)。 發(fā)展至今的日立金屬株式會(huì)社的產(chǎn)品涵蓋電子、汽車(chē)、機(jī)械、建筑和環(huán)境等領(lǐng)域，如IT部品和材料，磁性應(yīng)用部件，平板顯示屏，計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體集成電路器件，汽車(chē)零部件和材料，環(huán)保系統(tǒng)產(chǎn)品，航空航天和核電工業(yè)材料等。 日立金屬生產(chǎn)的冷作模具鋼除去高速鋼、 Co高速鋼、粉末高速鋼和基體高速鋼外,有SLD（相當(dāng)
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