日前,由中国钢铁工业协会、中国金属学会评审的2019年度中国冶金科学技术奖揭晓,由钢铁研究总院、抚顺特殊钢股份有限公司、江苏天工工具有限公司等单位共同完成的“高品质压铸模具钢关键技术开发与应用”项目荣获冶金科学技术一等奖。

       模具是制造业不可或缺的基础工装,是衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。以复杂、精密、长寿的大型压铸模具体现了其最高技术水平。长期以来,欧美、日本等发达国家实施严格的技术和标准封锁,我国高端压铸模具钢一直100%依赖进口,价格畸高。

      为打破该困境,自2007年开始,钢铁研究总院联合其他合作单位在国家科技计划的支持下,通过产学研用全链条联合,历经十余年艰苦攻关,攻克了“材料设计-冶金制备-模具热处理”等全链条关键技术,取得了一系列成果:

      1.在国内率先开发了满足国际先进标准NADCA 207#的高品质压铸模具钢系列化品种,实物质量达到国际先进水平,打破国外垄断,批量替代进口,应用于高档汽车变速器壳体模具的使用寿命达到国际领先水平(突破12万模次)。建立了我国高端压铸模用钢的品种体系及首个国家标准。

      2.自主研发了中碳铬系热作模具钢等向性提升集成创新技术,首次发现了影响等向性的关键因素,设计了“高纯净冶炼-电渣重熔-高温扩散-多向锻造-超细化处理-球化退火-真空热处理”工艺集成创新方案,攻克了行业共性难题。

      3.在国际上首次建立了H13钢高温扩散模型和动力学方程,形成了用于指导生产工艺制定的理论依据和科学方法,成功解决了中碳铬系热作钢组织均匀性差的难题。

      1.发明了“双细化处理+控速等温球化”工艺,解决了低Si、低V类热作模具钢的退火组织不均匀的难题,球化组织合格率由38%提高到100%。

       2.首创了“温差控速+阶梯冷却”真空热处理技术,采用临界心表温差控制冷却节奏的技术手段,成功解决了大型模具钢快速开裂与慢冷力学性能不足的矛盾问题,突破了国外对我国模具热处理技术的封锁。

      3.目前,该项目已获得授权专利38件(其中发明专利9件),主持编制国家标准2件,形成企业标准41项,形成技术秘密14项,发表论文58篇。

      2008-2018年,项目组销售高品质压铸模具钢13.4万吨,新增销售额33.6亿元。近三年新增销售额19亿元,新增利税4.4亿元,打破了我国高端压铸模具钢完全依赖进口的格局,在多家知名用户企业实现进口代替,实现历史性跨越,扭转了用户只能使用指定进口材料,国产材料不值得信赖的固化思维,占领国内高端压铸模具钢市场50%以上,广泛应用于奔驰、大众、捷豹、特斯拉等高档汽车模具。

       项目技术填补了国内空白,实现了我国模具钢的升级换代,促进了行业的技术进步,建成我国高品质压铸模具钢生产基地2个、产学研应用示范基地3个,经济和社会效益显著。