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钢材的生产技术及装备进步


  在热加工方面,采用高温扩散退火、多向轧制、多向锻造等技术,提高了模具钢的等向性和组织均匀性。在热处理方面,已能进行塑料模具钢的扁钢和板材的预硬化处理;在钢材退火方面,还仅限于满足简单的硬度和脱碳层的要求。我国生产的工模具钢与国外的先进水平相比,东莞钢材的纯净度、冷作模具钢碳化物的不均匀度水平、热作模具钢钢材的组织与硬度的均匀性、交货状态的退火组织均匀性控制、塑料模具钢预硬化的硬度与组织均匀性和稳定性等方面均有一定的差距。因此,国产工模具钢的质量水平要赶上国际上的先进水平,尚需加倍努力。
  自20世纪80年代以来,国内部分特殊钢厂先后引进了炉外精炼、电渣重熔、真空自耗、快锻机、精锻机、削皮机和连续退火炉等先进的冶炼、加工和热处理设备,并应用于工具钢材的生产,我国的钢材生产工艺装备有了较大的提高。国内部分特殊钢厂把开发模具钢作为重点技改项目,引进国外先进的模具扁钢轧制专业化生产线,并对一些厚板轧机进行改造,这些技术改造工程极大地促进了我国模具钢的发展。近几年来,国际上将VAR炉大量用于工模具钢的生产,进一步降低了钢中的气体和夹杂物的含量,并减少了偏析,进而提高了模具钢的冶金质量和使用性能,但目前国内还很少有该设备。
  现在,瑞典、日本、美国等工业先进国家,钢材对于要求高的冷作模具钢材和塑料模具钢采用粉末冶金生产,工艺已经成熟。用粉末冶金生产铸态组织为莱氏体的钢,其碳化物尺寸细小,分布均匀,提高了材料的韧性和耐磨性,从而显著延长了模具的使用寿命。
  近些年来,我国模具钢的生产技术有了较大提高,目前,在模具钢冶炼方面,一般均采用电炉冶炼+炉外精炼技术,即EF+VHD(VAD)或UHF+LF+VD或EF+ESR生产工艺,有的采用EF+VHD+ESR工艺,并在电炉初炼、精炼过程和钢锭浇注过程中进行科研攻关,取得了一定的效果,大大降低了钢材的气体和夹杂物的含量,提高了钢材的纯净度,有效地减少了钢材的白点、夹杂、缩管等严重的冶金缺陷。
  另外,近些年来,钢在向微细化的方向发展。瑞典、日本等工模具钢水平先进的国家,对模具钢的组织微细化进行了研究,通过改善冶炼、钢材热加工方法及后续的热处理等一系列的综合工艺技术(称微细工艺),开发出微细工具钢,使钢材的韧性得到了显著的提高,成功地生产出非常接近等向性的模具钢材,大大提高了模具的使用寿命。
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