我国模具产业发展趋势与对模具钢的需求
来自国内模具行业的报告
2002-01-04 00:00 来源： 我的钢铁
我国未来模具产业的发展为模具钢构筑了一个广阔的舞台，开辟了一个巨大的市场，国产模具钢大有用武之地。这是记者采访了上海市模具工业协会、上海标准件总公司、上海标准件工具厂、上海星火模具总厂以及模具钢生产企业，对我国模具行业对模具钢的需求和模具钢市场发展趋势作了专题调研后得到的感受。
快速发展的中国模具工业
蕴藏着一个巨大的模具钢市场
上海市模具工业协会常务副秘书长、高级工程师刘德普向记者介绍：“九五”以来，我国模具工业迅速发展，被人们称之“永不衰亡的工业”。这是因为模具是工业生产必不可少的基础工艺装备。据统计，工业产品零件粗加工的75%、精加工的50%由模具成型；家用电器行业的80%零件、机电行业的70%以上零件也都要靠模具加工；建材制品、塑料制品、陶瓷制品的大部分亦采用模具成型。随着国民经济的不断发展，必然推动模具业的发展。目前，中国约有17000多个模具生产厂点，职工50多万人。1997年，中国模具总产值200亿元，为1989年的4倍，年均增幅高达19%。1998年总产值为220亿元，比上年增长10%。1999年为240亿元，又比上年递增11?4%。2000年，模具行业的总产值达到280亿元。“九五”期间我国模具工业的年均增速约为13%，预测“十五”期间，我国模具工业每年应有15%左右的增长，才能满足需求。
在“九五”期间，中国模具行业规划投入资金40?5亿元，实际完成投资超过60亿元，使模具的国产化率得到了快速增长。如1996年，中国生产模具160亿元，进口了9?18亿美元，国产化率为67?8%；1999年，模具行业的国产化率上升到78%。模具出口量也随之增加，1995年国产模具出口创汇只有5000万美元，而到了1999年就达到了1?33亿美元，每年递增超过27%。
近几年，中国模具工业技术水平取得了长足的进步，模具制造水平不断提高，以汽车覆盖件为代表的大型复杂冲模，34英寸大屏幕彩电和48英寸背投式电视的塑壳模具，6?5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整仪表板等塑料模具，自动扶梯整体踏板及汽车后桥齿轮箱的大型精密复杂压做模等都能生产。模具CAD/CAE/CAM技术已广泛应用，并开发出有自主知识产权的模具CAD/CAE/CAM软件；电加工、数控加工技术在模具制造上普遍采用；一些骨干模具生产企业开始使用高速加工技术，致使快速经济制模技术得到进一步发展。
确实，作为“永不衰亡的工业”的模具产业具有无限的发展前景，为国产模具钢提供了一个潜在的大市场。
我国模具工业十个发展趋势
为国产模具钢指明了拓展市场的方向
从模具行业的调研来看，如今整个模具制造业的面临是产品品种多、更新快、市场竞争激烈的态势。为适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，使未来模具产业向十个方面的发展：
---- 模具日趋大型化。这是由于模具成型的零件日渐大型化和高生产效率要求而发展的“一模多腔”所形成的趋势。
---- 模具的精度越来越高。十年前，精密模具的精度一般为5微米，现在已达到2-3微米。不久1微米精度的模具将上市，这就要求必须进行超精加工。
---- 多功能复合模具将进一步发展。新型多功能模具是在多工位级进模基础上开发的，除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对模具钢的性能的要求也越来越高。
---- 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，因此，热流道技术的应用在国外十分普遍，许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道貌岸然技术，有的厂使用率甚至达到了80%，效果十分显著。热流道模具在我国也已生产，有些企业使用率上升到20%-30%，且已形成一种发展的趋势。
---- 随着塑料成型工艺的不断改进和发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔必须淬火，浇口密封性好，模温能准确控制。因此，对模具钢的性能要求十分严。
---- 标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具的制造成本。因此，模具标准件的应用在“十五”期间必将得到较大的发展。
---- 快速经济模具的前景十分广阔。如今已进入多品种小批量的时代，在21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。由此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面则是花样变化频繁，要求模具的生产周期越短越好。因此，开发快速经济模具将越来越引起人们的关注和重视。
---- 随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展，压铸模的比例将不断提高。同时，对压铸的使用寿命和复杂程度将提出更高的要求。
---- 以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。
---- 模具技术含量将不断提高。高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场变化和发展的趋势。
模具业的未来发展趋势，将使国内的模具市场越来越广阔，需求越来越旺盛。这里的业内人士预测。在“十五”期间，模具的需求量将以年增15%左右的速度递增。以汽车行业对模具需求为例，2001年,我国汽车年产量预计为250万辆,汽车保有量可达2000万辆。而到2005年，汽车车型将达到175种,需要更新和改造车型的将有440种，约有80%的模具要进行更换。一种型号的轿车就需要4000套模具,价值达4500万美元。再有，塑料制品、家电产品的发展，对模具需求亦相当可观。特别是大型、精密、复杂的长寿命模具，仅进口额每年高达8亿多美元。
可见，模具市场之巨大。
国产模具钢要尽快适应模具市场的变化趋势
模具工业的快速发展，带动了国内模具钢的产量、品种、规格及品质水平的提高。近十多年来，我国冶金行业研制开发和引进了大量的钢种，如美国的ASTM标准的A2、D2、H13、H10、H11和P20、01、S5、S7等，瑞典的718、8407及日本的SKD11、SKD61、PMS钢等，以满足国内模具行业的需求。
然而，国产模具钢仍然还不能全部满足国内模具市场的需求。比如，由于合金模具钢在品种、质量、尺寸规格及性能等方面还与国际先进水平相比存在一定的差距，导致我国每年有4%的中高档模具必须从国外进口。近年来，我国模具进口额都在递增，如1997年和1998年分别达到63000万美元和66300万美元；1999年，我国用于进口中高档次模具的外汇达到了8?75亿美元，是目前世界模具进口最多的国家之一。
从调查来看，由于模具市场的快速发展，模具制造厂家对模具钢也提出了越来越高的要求，希望国产模具钢要具有优异的力学性能，同时具有良好的工艺性和综合使用性能，并针对模具服役的工况，要求模具钢有较高的耐用度，使模具能达到较高的使用寿命。上海一些模具生产厂认为，同国外相比，国产模具钢还存在一定的差距，尤其是高质量、高性能的新型模具钢，有的国内尚属空白。以冷作模具钢为例，目前我国只有Cr12、Cr12MoV、CrWMn。我国的Cr12MoV钢中，钼和钒的含量较低，比D2钢综合性能差。CrWMn含碳量较高，且不含钒，容易产生严重的网状碳化物，影响使用性能。如今国外根据冷冲压件向高精度、标准化发展的趋势,早已开发了高性能模具钢，其中有二次硬化钢0CM、DC53、Vasco、Die;火焰淬火钢SX105 70L;空淬微变形钢A4等。这些新型模具钢我国也急需研制开发。
国产热作模具钢同样存在差距。目前我国通用型钢中种只有二个钢号：5CrMnMoT和5crMiMo ,其合金含量较低,热强性、淬透性和抗回火软化性能均比55CrNiMoV6低。而国外除了有6个通用型钢种外,还新发展了QR090系的YHD3、H26等。就说H10钢具有较好的高温强韧性,在国外已广泛应用,我国虽然将该钢号纳入国家标准,但一直很少生产和应用。
还有塑料模具钢的差距则更大。就品种而方，目前在国家标准中仅一个钢号，而美国有7个钢号，形成较完整的用钢系列。所以模具生产企业希望国内钢厂研制开发用于塑料模架的S48C、S50C;用于高镜面塑料模具的PMS、18Ni；用于切易削塑料模具的5NiSCa；用于通用型塑料模和镜面度较高的预硬塑料模的SM1、SM3；用于高镜面耐触塑料模的PCR、PCL等新型模具钢。还需开发CrMnN系无磁模具钢、高温玻璃模具钢等特种模具用钢。
再有，由于高新技术产业和现代信息产业的飞速发展，对现代模具的技术要求越来越高，比如计算机的机壳、接插件、元器件以及许多数字化电子产品，都必须采用精密塑料模具和精密冲压模具。集成电路的设计与制造，需要精密级进冲模和精密的集成电路塑封模。因此对模具钢的要求也越来越高。据业内人士介绍，现代模具对模具钢提出的要求是：
---- 现代模具对模具钢的抛光程度、加工后热处理稳定性、使用寿命等要求极高。国产传统的模具钢如Cr12、Cr12MoV、5CrMnMo，以及近年开发的模具新钢种H13、P20、L6和D2等的生产方法和销售方式，已满足不了模具市场的需求。
---- 国内新建的现代化模具厂主要配备孔型加工及工作面的磨削加工和抛光设备，因此对模具钢（模块）通常有热处理和机加工的要求。如热作模具钢要求一次热处理和六面机加工；扁形模具钢的圆角精度要求小于0?5mm；塑料模具材料因材质较软，通常要求精加工后调质状态供货，等等，但这些要求目前一些钢厂还难以全部满足。
---- 对模具钢供货时间提出更高的要求。快节奏、现代化生产，要求模具制造周期很短，一般在30天左右。其中设计和备料期不超过10天，并要求同时进行，而要求模具钢的交货期仅5天上下的期限。且模具制造企业对模具钢基本是实现“零库存”管理模式，哪天开模，哪天购料。这就必须要求钢厂满足近终用户现代化生产的供坯需求。
---- 要求钢厂对模具钢质量和使用寿命作出保证和承诺。由于现代、大型、复杂、长寿命的模具加工费用极其昂贵，因此制造商对模具钢质量用其使用寿命极为关注，宁愿多花钱，也要确保钢材质量。国内满足不了，就从国外进口。
我国目前在模具钢的生产和供应上与上述要求还存在一定的差距，如现在钢厂只供应粗料，用户要求扁钢，钢厂提供的90%是圆棒，由用户改锻和切削，增加了用户的生产成本。
模具工业在发展，她给国产模具钢市场带来了广阔的发展前景。据预测，在“十五”期间，全国模块材料年总需求量超过30万吨，其中约50%为铸钢模块材料，锻造和轧制模块材料为15万吨。
我国潜在模具市场在盼望更多更好更高质量的新型模具钢，以满足模具业的快速发展。为此一些钢厂正在努力研制开发，有的钢厂通过内控成份、吹氩脱气、电磁搅拌及保护浇铸等工艺技术，使生产的模具钢内部组织细密、均匀，达到纯净钢质的要求。有的钢厂利用电炉、电渣及引进的2000吨快锻等设备，增加模块热处理、机加工、无损检测等先进手段，并引进必要的当代国际的先进技术和装备，将建成一条年产4万吨模具钢专业生产线,使国产模具钢在品种、规格、质量上一个新的台阶，为我国模具产业的向更高层次发展作出更大的贡献。（mysteel资讯部组稿，包斯文）
快速发展的中国模具工业
蕴藏着一个巨大的模具钢市场
上海市模具工业协会常务副秘书长、高级工程师刘德普向记者介绍：“九五”以来，我国模具工业迅速发展，被人们称之“永不衰亡的工业”。这是因为模具是工业生产必不可少的基础工艺装备。据统计，工业产品零件粗加工的75%、精加工的50%由模具成型；家用电器行业的80%零件、机电行业的70%以上零件也都要靠模具加工；建材制品、塑料制品、陶瓷制品的大部分亦采用模具成型。随着国民经济的不断发展，必然推动模具业的发展。目前，中国约有17000多个模具生产厂点，职工50多万人。1997年，中国模具总产值200亿元，为1989年的4倍，年均增幅高达19%。1998年总产值为220亿元，比上年增长10%。1999年为240亿元，又比上年递增11?4%。2000年，模具行业的总产值达到280亿元。“九五”期间我国模具工业的年均增速约为13%，预测“十五”期间，我国模具工业每年应有15%左右的增长，才能满足需求。
在“九五”期间，中国模具行业规划投入资金40?5亿元，实际完成投资超过60亿元，使模具的国产化率得到了快速增长。如1996年，中国生产模具160亿元，进口了9?18亿美元，国产化率为67?8%；1999年，模具行业的国产化率上升到78%。模具出口量也随之增加，1995年国产模具出口创汇只有5000万美元，而到了1999年就达到了1?33亿美元，每年递增超过27%。
近几年，中国模具工业技术水平取得了长足的进步，模具制造水平不断提高，以汽车覆盖件为代表的大型复杂冲模，34英寸大屏幕彩电和48英寸背投式电视的塑壳模具，6?5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整仪表板等塑料模具，自动扶梯整体踏板及汽车后桥齿轮箱的大型精密复杂压做模等都能生产。模具CAD/CAE/CAM技术已广泛应用，并开发出有自主知识产权的模具CAD/CAE/CAM软件；电加工、数控加工技术在模具制造上普遍采用；一些骨干模具生产企业开始使用高速加工技术，致使快速经济制模技术得到进一步发展。
确实，作为“永不衰亡的工业”的模具产业具有无限的发展前景，为国产模具钢提供了一个潜在的大市场。
我国模具工业十个发展趋势
为国产模具钢指明了拓展市场的方向
从模具行业的调研来看，如今整个模具制造业的面临是产品品种多、更新快、市场竞争激烈的态势。为适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，使未来模具产业向十个方面的发展：
---- 模具日趋大型化。这是由于模具成型的零件日渐大型化和高生产效率要求而发展的“一模多腔”所形成的趋势。
---- 模具的精度越来越高。十年前，精密模具的精度一般为5微米，现在已达到2-3微米。不久1微米精度的模具将上市，这就要求必须进行超精加工。
---- 多功能复合模具将进一步发展。新型多功能模具是在多工位级进模基础上开发的，除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对模具钢的性能的要求也越来越高。
---- 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，因此，热流道技术的应用在国外十分普遍，许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道貌岸然技术，有的厂使用率甚至达到了80%，效果十分显著。热流道模具在我国也已生产，有些企业使用率上升到20%-30%，且已形成一种发展的趋势。
---- 随着塑料成型工艺的不断改进和发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔必须淬火，浇口密封性好，模温能准确控制。因此，对模具钢的性能要求十分严。
---- 标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具的制造成本。因此，模具标准件的应用在“十五”期间必将得到较大的发展。
---- 快速经济模具的前景十分广阔。如今已进入多品种小批量的时代，在21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。由此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面则是花样变化频繁，要求模具的生产周期越短越好。因此，开发快速经济模具将越来越引起人们的关注和重视。
---- 随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展，压铸模的比例将不断提高。同时，对压铸的使用寿命和复杂程度将提出更高的要求。
---- 以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。
---- 模具技术含量将不断提高。高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场变化和发展的趋势。
模具业的未来发展趋势，将使国内的模具市场越来越广阔，需求越来越旺盛。这里的业内人士预测。在“十五”期间，模具的需求量将以年增15%左右的速度递增。以汽车行业对模具需求为例，2001年,我国汽车年产量预计为250万辆,汽车保有量可达2000万辆。而到2005年，汽车车型将达到175种,需要更新和改造车型的将有440种，约有80%的模具要进行更换。一种型号的轿车就需要4000套模具,价值达4500万美元。再有，塑料制品、家电产品的发展，对模具需求亦相当可观。特别是大型、精密、复杂的长寿命模具，仅进口额每年高达8亿多美元。
可见，模具市场之巨大。
国产模具钢要尽快适应模具市场的变化趋势
模具工业的快速发展，带动了国内模具钢的产量、品种、规格及品质水平的提高。近十多年来，我国冶金行业研制开发和引进了大量的钢种，如美国的ASTM标准的A2、D2、H13、H10、H11和P20、01、S5、S7等，瑞典的718、8407及日本的SKD11、SKD61、PMS钢等，以满足国内模具行业的需求。
然而，国产模具钢仍然还不能全部满足国内模具市场的需求。比如，由于合金模具钢在品种、质量、尺寸规格及性能等方面还与国际先进水平相比存在一定的差距，导致我国每年有4%的中高档模具必须从国外进口。近年来，我国模具进口额都在递增，如1997年和1998年分别达到63000万美元和66300万美元；1999年，我国用于进口中高档次模具的外汇达到了8?75亿美元，是目前世界模具进口最多的国家之一。
从调查来看，由于模具市场的快速发展，模具制造厂家对模具钢也提出了越来越高的要求，希望国产模具钢要具有优异的力学性能，同时具有良好的工艺性和综合使用性能，并针对模具服役的工况，要求模具钢有较高的耐用度，使模具能达到较高的使用寿命。上海一些模具生产厂认为，同国外相比，国产模具钢还存在一定的差距，尤其是高质量、高性能的新型模具钢，有的国内尚属空白。以冷作模具钢为例，目前我国只有Cr12、Cr12MoV、CrWMn。我国的Cr12MoV钢中，钼和钒的含量较低，比D2钢综合性能差。CrWMn含碳量较高，且不含钒，容易产生严重的网状碳化物，影响使用性能。如今国外根据冷冲压件向高精度、标准化发展的趋势,早已开发了高性能模具钢，其中有二次硬化钢0CM、DC53、Vasco、Die;火焰淬火钢SX105 70L;空淬微变形钢A4等。这些新型模具钢我国也急需研制开发。
国产热作模具钢同样存在差距。目前我国通用型钢中种只有二个钢号：5CrMnMoT和5crMiMo ,其合金含量较低,热强性、淬透性和抗回火软化性能均比55CrNiMoV6低。而国外除了有6个通用型钢种外,还新发展了QR090系的YHD3、H26等。就说H10钢具有较好的高温强韧性,在国外已广泛应用,我国虽然将该钢号纳入国家标准,但一直很少生产和应用。
还有塑料模具钢的差距则更大。就品种而方，目前在国家标准中仅一个钢号，而美国有7个钢号，形成较完整的用钢系列。所以模具生产企业希望国内钢厂研制开发用于塑料模架的S48C、S50C;用于高镜面塑料模具的PMS、18Ni；用于切易削塑料模具的5NiSCa；用于通用型塑料模和镜面度较高的预硬塑料模的SM1、SM3；用于高镜面耐触塑料模的PCR、PCL等新型模具钢。还需开发CrMnN系无磁模具钢、高温玻璃模具钢等特种模具用钢。
再有，由于高新技术产业和现代信息产业的飞速发展，对现代模具的技术要求越来越高，比如计算机的机壳、接插件、元器件以及许多数字化电子产品，都必须采用精密塑料模具和精密冲压模具。集成电路的设计与制造，需要精密级进冲模和精密的集成电路塑封模。因此对模具钢的要求也越来越高。据业内人士介绍，现代模具对模具钢提出的要求是：
---- 现代模具对模具钢的抛光程度、加工后热处理稳定性、使用寿命等要求极高。国产传统的模具钢如Cr12、Cr12MoV、5CrMnMo，以及近年开发的模具新钢种H13、P20、L6和D2等的生产方法和销售方式，已满足不了模具市场的需求。
---- 国内新建的现代化模具厂主要配备孔型加工及工作面的磨削加工和抛光设备，因此对模具钢（模块）通常有热处理和机加工的要求。如热作模具钢要求一次热处理和六面机加工；扁形模具钢的圆角精度要求小于0?5mm；塑料模具材料因材质较软，通常要求精加工后调质状态供货，等等，但这些要求目前一些钢厂还难以全部满足。
---- 对模具钢供货时间提出更高的要求。快节奏、现代化生产，要求模具制造周期很短，一般在30天左右。其中设计和备料期不超过10天，并要求同时进行，而要求模具钢的交货期仅5天上下的期限。且模具制造企业对模具钢基本是实现“零库存”管理模式，哪天开模，哪天购料。这就必须要求钢厂满足近终用户现代化生产的供坯需求。
---- 要求钢厂对模具钢质量和使用寿命作出保证和承诺。由于现代、大型、复杂、长寿命的模具加工费用极其昂贵，因此制造商对模具钢质量用其使用寿命极为关注，宁愿多花钱，也要确保钢材质量。国内满足不了，就从国外进口。
我国目前在模具钢的生产和供应上与上述要求还存在一定的差距，如现在钢厂只供应粗料，用户要求扁钢，钢厂提供的90%是圆棒，由用户改锻和切削，增加了用户的生产成本。
模具工业在发展，她给国产模具钢市场带来了广阔的发展前景。据预测，在“十五”期间，全国模块材料年总需求量超过30万吨，其中约50%为铸钢模块材料，锻造和轧制模块材料为15万吨。
我国潜在模具市场在盼望更多更好更高质量的新型模具钢，以满足模具业的快速发展。为此一些钢厂正在努力研制开发，有的钢厂通过内控成份、吹氩脱气、电磁搅拌及保护浇铸等工艺技术，使生产的模具钢内部组织细密、均匀，达到纯净钢质的要求。有的钢厂利用电炉、电渣及引进的2000吨快锻等设备，增加模块热处理、机加工、无损检测等先进手段，并引进必要的当代国际的先进技术和装备，将建成一条年产4万吨模具钢专业生产线,使国产模具钢在品种、规格、质量上一个新的台阶，为我国模具产业的向更高层次发展作出更大的贡献。（mysteel资讯部组稿，包斯文）
