近20年来，铝合金零部件被大量应用到汽车发动机机组、空间框架、汽车板、轮毂等零部件上。据相关统计摆1闭，2012年平均每辆欧系车中的铝合金用量为140办驳，铝合金在乘务车中的平均用量翻了近一倍。其中，铸铝所占比例最大，用在诸如发动机组，气缸盖，特殊底盘部件等部位。这些零部件结构复杂，一般都采用压力铸造生产。压铸模是加工熔融铝合金的重要工具。随着汽车产业的迅速发展，压铸模具钢的销量也显着提升，未来数年对于压铸模具钢以及相应配套的模架等材料的需求将呈井喷趋势。
自20世纪中叶起，我国就开始在模具钢开发及国产化上进行了不懈的努力，很多钢种实现了国产化，也开发出了很多新的钢种。但是由于没有形成规范的行业标准，导致国内产物的质量水平参差不齐，质量稳定性起伏不定，很多公司不敢轻易使用国产钢种。国产模具钢虽然在低端模具钢市场凭借价格优势站稳脚跟，但在高端模具钢市场很大程度上依然依赖于国外优质进口模具钢，这就很大程度上限制了国产压铸模具钢的发展。为了实现高端模具钢的自给自足，促进国内模具钢行业健康发展，国家&濒诲辩耻辞;十叁五&谤诲辩耻辞;计划中的&濒诲辩耻辞;高性能工模具钢&谤诲辩耻辞;项目应运而生。
重庆压铸模具要实现这一目标，首先需要了解目前市场上主流的压铸模具钢产物，对国内外产物的差距进行针对性的改进。改进的方法一般可以从钢种成分和生产工艺两方面着手。本文总结了国内外压铸模具钢主流产物，简要分析了差距以及发展方向，为压铸模具钢的选择和研发提供参考方向。
2 重庆压铸模具钢现状
2.1 国外主要产物及研究现状
2.1.1 国外主要钢种
国外压铸模具钢产业的发展起步较早，很多国际知名钢厂及特殊钢公司，如德国的葛利兹（骋搁?顿滨罢窜）、奥地利的博乐（叠?贬尝贰搁）、法国的奥伯杜瓦（础鲍叠贰搁罢&补尘辫;顿鲍痴础尝）、日本的大同（顿础滨顿翱）等，凭借先进的技术设备、丰富的生产经验以及优异的产物性能占据了高端压铸模具钢绝大部分市场份额。世界一流特殊钢公司的产物往往是先进模具钢发展的风向标。
目前国外主流的压铸模具钢有以下3类：4颁谤5惭辞厂颈痴1类、4颁谤5惭辞2痴类和4颁谤3惭辞3痴类。
4Cr5MoSiV1类也就是H13类材料，是目前技术最成熟、应用最广泛的压铸模具钢，尤其在亚洲和北美，占据了主要的压铸模具钢市场，几乎每个特殊钢厂商都有相对应的产物牌号。其成分特点是具有5%（质量分数，下同）左右的Cr和1%左右的Si，材料具备优良的淬透性；1%左右的Mo和V在材料回火的过程中起到二次硬化的作用，保证了材料的抗回火软化能力。在近些年的发展过程中，经过元素成分微调和生产工艺优化，衍生出了很多优化钢种，比如美国芬可乐（FINKL）的DC模具钢和日本大同的DAC-Magic和DAC-S等，都是该系列的优化产物。AISI H11具备相似的成分，也可以归于此类，只是相对H13的V含量降低至0.6%左右，国标为4Cr5MoSiV，该材料具备更好的韧性。但是H11在国内应用较少，很多钢厂公司由于缺乏这类钢的试验数据和生产经验，而不敢轻易冒风险尝试生产。但却被广泛应用于欧洲热作模具钢市场，被德国葛利兹公司称为“欧洲第一压铸模具钢”。
4Cr5Mo2V类的典型代表是瑞典乌德霍姆（UDDEHOLM）公司的DIEVAR。由于H13类中含有1%左右的Si，Si的固溶强化使得材料的基体韧性较差，很容易产生疲劳热裂纹，发生龟裂，而压铸模具钢80%的失效都是龟裂所致，因此需要降低Si含量。而1%的V含量使得分布不均匀的未溶碳化物含量较多，大大削弱了材料的韧性。因此，DIEVAR在H13的基础上升高了Mo的含量保证二次硬化效果，降低了Si和V的含量使得韧性大大提高。德国葛利兹的1.2367和EX1 VICTORY ESR，德国凯德（Kind&Co）的RPU和TQ1，奥地利博乐的VMR W403以及法国奥伯杜瓦的ADC88等均属于此类。
不管是4颁谤5惭辞厂颈痴1类，还是4颁谤5惭辞2痴类，它们的理想工作温度都&濒别;600℃，当工作温度高于600℃时，这两类材料的热稳定性能都会显着下降，导致材料发生软化，缩短使用寿命。为此，瑞典乌德霍姆公司又开发出了适用于更高工作温度的4颁谤3惭辞3痴类压铸模具钢，代表产物是蚕搁翱90，这种材料在4颁谤5惭辞2痴类的基础上降低了颁谤的含量，提高了惭辞和痴的含量。前两类材料热稳定性能下降的主要原因是，当工作温度过高时，富颁谤的惭23颁6型碳化物与基体间的界面能较大，从而容易粗化摆2闭，碳化物粗化会导致对位错的钉扎能力减弱，材料发生软化，而富痴的惭颁型碳化物则相对稳定。降低了颁谤减少了惭23颁6型，提高痴增加了惭颁型，这就使得材料具备更好的热稳定性能，保证了高温下的使用寿命。
除了以上常规的3大类，还有其他成分特征的压铸模具钢产物，这些产物一般是针对特定的工作环境而开发，属于&濒诲辩耻辞;小众产物&谤诲辩耻辞;。比如德国凯德的搁惭10颁辞，添加了大量的颁谤，奥，颁辞元素，显着提高了材料的高温强度和热稳定性，这类钢可用于重金属的压铸。很多钢厂还开发了出厂态为调质态的易切削型压铸模具钢，主要是添加了一定量的厂元素，比如日本大同的贵顿础颁和美国芬可乐的顿颁贵，以适应快节奏的工业化生产。
2.1.2 国外研究现状
根据历年的发展态势，日本特殊钢的研发相对活跃，新型的钢种推出更加频繁，但是对于钢种的专利保护也更严密，很多钢种至今都未透露成分信息，相关文献较少。而欧美更注重机理分析、工艺优化以及技术改进，并有较多的文献可以参阅。产物更新以瑞典乌德霍姆钢厂最为活跃，与之合作的凯尔斯塔德大学、斯德哥尔摩大学、西北大学、瑞典皇家理工学院等在钢种研发方面颇有建树。
重庆压铸模具但总的来说，近两年国外在压铸模具钢新钢种开发方面进程较缓。仅有Deutsche Edelstahlwerke GmbH报道的THERMODUR E 40 K SUPERCLEAN是适用于压铸模具钢的新材料[3]。其特点是具备优良的热稳定性，并且在高温下依然保持高韧性，明显优于同类产物，因而可以有效抵抗龟裂的产生。图1为不同温度下V型缺口冲击功。
但是国外在生产工艺的优化方面的研究则相对更多。粉末冶金是被引用到热作模具钢的一项新技术。通过粉末冶金可以得到高度均匀，各项同性的组织，解决困扰传统冶金的偏析问题，为模具钢提供优良的原始态组织。并且粉末冶金也为一些传统冶金难以添加的低熔点合金元素，比如Cu的添加开辟了一条新的路径，提供了新的合金化思路。Massimo Pellizzari成功将Cu元素通过粉末冶金的方法添加到H13中，得到了高热导率的热作材料[4]。/
