[01019183]高品质工模具材料关键技术开发

所属科学技术领域：项目属于模具钢新材料及新工艺开发领域，针对中国国产模具钢产品结构单一，生产工艺落后，大型及高性能模具钢长期依赖进口的问题，经过长期的不懈努力在新材料开发、关键技术研究和产业化应用方面取得了多项重要突破：主要技术发明内容、特点、技术指标：1．深入研究模具钢合金化理论及组织控制技术，针对业界需求，开发出涵盖塑料，热作，冷作系列的八种高品质模具钢，其中SWPH13采用均匀化设计方法进行合金设计，配合高温均匀化、超细化处理等新工艺，使产品性能达到北美压铸协会标准优质产品水平；SDHA钢通过研究对比奥氏体型、马氏体型热作模具钢的强韧化机理，特别是高温工况，建立性能与合金元素之间的定量关系，解决常用热作模具钢不适用超过650℃工况的瓶颈问题；结合配套开发的深冷技术SDC99冷作模具钢在与进口钢SLD-Magic、DC53和ASSAB88硬度相当的条件下，韧性高于后三者。在高淬高回条件下SDC99的硬度及韧性与DC53和SLD-Magic相当；SDC55高韧性冷作模具钢与进口D2钢对比，两者的硬度都为62HRC时，SDC55的韧性为127J，为D2钢的3倍。与进口冷作模具钢相比，硬度相当的条件下韧性明显高于ASSAB88。项目研发的其余钢种也分别填补了国产高性能模具钢空白，可等量替代进口产品，帮助中国企业在提升产品质量的同时降低生产成本。2．响应国家提出的“节能降耗”政策，结合计算方法支持的材料设计、冶炼成分控制技术、控锻控冷技术以及成型和热处理计算模拟技术发明了：(1)连轧管机组用30Cr3MoV钢空心芯棒，可取代传统H13钢实心芯棒，在重量减轻30-47％前提下同比芯棒轧制支数超过原芯棒20％，达到国际先进水平。(2)大型模块的组织控制技术，已成功生产国内最大规格33.5吨1200mm×1300mm×2800mm718预硬化模块，截面硬度34±2HRC，综合性能指标达到进口同规格模块水平。在该基础上进一步深入研究合金成分及生产工艺，研制了预硬型贝氏体塑料模具钢及锻后直接淬火技术，可实现厚度1000mm模块截面硬度34±1.5HRC，综合性能指标达到同规格2738模块水平，该技术合金化设计大幅降低氢脆倾向，可有效实现晶粒度控制，实现模块15天交货，较目前用量最多的718模块生产周期缩短2/3。经济指标、专利、论文及应用推广情况：项目累计在宝钢特钢等企业生产36000余吨高品质模具钢，SWPH13，SW718，SWFT600钢09年至11年新增产量34483吨，新增产值约5.3亿元；由于项目技术带来的工艺创新可节约资金1.68亿元，其中包括空心芯棒技术，贝氏体预硬型大模块生产技术，大幅节省热处理周期至原来1/3，节省大量能源。