模具少切削加工钢胚创新项目简介模具行业现在每年的工业总产值约2000亿元，随今后制造业的发展，模具的内需与出口还有较大扩展空间，原采用锻钢胚加工模具的流程加工量大，耗钢多、工期长、成本高，需要经电渣重熔的钢胚能耗更高，我们倡议这项创新是用模具钢铸出有内腔与外廓的毛胚替代锻胚，可以减少加余量大半，节能降耗和降低成本达35~50%，以铸代锻的流程采用炉外精炼与变质处理，提高钢水质量，同时结合现代零缺陷的优质铸钢新工艺，因此铸钢质量性能可赶超锻钢胚的水平，此项目在实践与理论上都是切实可行的。1、现代的“以铸代锻”技术创新符合科学发展观锻压工序能提高钢的密度与机械性能，尤其是厚大铸件与锻件性能有较大差距，但机械制造业是个不断变化、运动、发展的有机整体，因此，不能静止，孤立看待铸锻件质量差距方面的矛盾。二十世纪下半叶以来，冶金与铸造技术进步很大，在钢的纯净化炉外精炼和变质处理上，能清除大部分杂质元素减少钢中气体和夹杂物，使钢的性能明显提高，电炉扩散脱氧与电渣重熔工艺没有必要，因为用钙处理的纯净钢含氧量和夹杂物比电渣重熔钢还低，在铸造工艺各方面出现大量的革新，能消除铸件内的缩孔、疏松、粗晶、偏析、气孔、夹渣等几乎所有的缺陷。在“以铸代锻”方面已取得丰硕成果，例如：合金铸钢锻模替代锻胚，在第二、三五计划期间曾在全国推广，32G06铸钢汽车前轴取代45锻钢毛胚，球铁曲轴取代锻轴，铸造高温合金单晶叶片显著提高发动机工作温度，铸钢高压气缸耐压超过600大气压以上，比锻造气缸耐压提高了一倍，挤压铸造铝合金及高锰钢等均可达到锻件质量水平，等.......更重要的是，当前建设两型社会和节能减排的时代潮流中，“以铸代锻”方向，可为制造业节能降耗发挥更大的潜能。过去为提高产品质量，采取“以锻代铸”，现在因为技术的进步，经历了由量变到质变，使铸件从结构到性能赶上了锻件，从而实现“以铸代锻”，这符合否定之否定与螺旋线上升的规律。其中金属内在质量提高是变化的内因，铸造条件的改善是变化的外因，这说明了“以铸代锻”的创新符合辨证法，符合科学发展观。希望制造业界的决策者和冶铸业同行们接受这一理念，坚定信心为两型社会的建设立新功。此外铸锻工艺既可互相取代也可互相结合，取长补短，如挤压铸造，连铸连轧等工艺将有很多发展余地。2、铸造模胚的选材问题各种不同模具可参考工模具钢国家标准GB/T、1299-2000中不同型号，也可参考外国或国际标准（IS04957-1980E）但是美国铸造工具钢标准（ASTMA597-1979）不可取，只7个牌号太少不合用，长远来看，我国是世界钢铁大国制造业大国，应该有最适合我国资源情况与使用经验的铸造模具钢标准，尽可能节约合金资源降低成本，用较低合金牌号与先进的热处理和表面化学处理技术来成倍提高模具寿命，在研发铸造模胚的初步阶段，建议主要参照国际标准及过去经验，由使用方与研制方共同协商选择材料品种，此外薄板冲压模可采用低合金高级灰铸铁（如HT350，HT400超国标也可生产）局部镶合金钢块，铸造模具毛胚要注意选择最好的热处理合作伙伴，铸胚应作外观、金相，化学成份与性能检查与探伤检验交货，重要部分可在粗加工后探伤检查。热作、冷作橡塑模三大类模具钢的种内容丰富，铸钢标准化工作量大。必须长期坚持进行。3、冶炼铸造工艺创新的内容，现在钢治金技术与20世纪50-60年代相比，在已经发生了革命性变化，无论在钢的纯净度和生产效率方面都有很多倍的提高，新工艺新设备层出不穷，铸钢厂与大型炼钢厂有所不同，炉子产量小的多，流程也简单很多，铸造模具钢的冶炼工艺，重点是用比较纯净的废钢加入合金来调整合金成份，为了达到炉外处理的效果，需要提升至较高的出钢温度，同时将优质耐火材料作成的钢水包预热至1200℃左右的温度，出钢前钢水经脱氧，造成良好保护渣，渣中（FeO）降低到尽可能最低的程度，钢水与渣同出。并向钢水吹Ar，控制好吹Ar的速度和时间，同时向钢水喂Ca合金线，能深度脱氧，减少钢中夹杂物，净化变质球化夹杂物，脱氧钙化变质剂，它含有Ca、Mg、Ba、Re、Si、AL等元素，Ca是主要的脱氧变质剂，而复合的成份，有助于减少Ca的损耗，Mg能减少钢中[H][N]含量，Ba与Re能辅助脱氧去硫，提高合金比重，脱氧变质处理的目标是使钢中含氧量由40~50PPM降低到10PPM左右，使钢中夹杂物熔合球化上浮，使夹杂物数量大幅度降低，颗粒细小球化，最后使钢的力学性提高到锻钢水平，疲劳寿命显著提高，钢中残余的Ca还有助于改善钢的切削性能。另外冷作模具钢因含炭量高还需加入KNa变质剂及其他元素，以减少C的偏聚和晶界网状炭化物的形成。炉外变质处理国内外已有大量成果可供参考。铸造工艺条件的改善包含以下内容：提高铸型的导热性和储热量，加快铸件凝固速度，使合金晶粒细化。严