摘要
中國工模具鋼在改革開放40 年里快速發展。從2001 年中國加入WTO 之后,中國的經濟發展進入了快車道,中國工模具鋼從學習、學會;到提高、創新。如何提高中國工模具鋼的質量,增加對國產優質工模具鋼的技術研發投入,是我們中國工模具鋼能否在全球崛起的關鍵因素。本文從技術研發和市場服務角度分析,解釋相對應技術研發的含義和市場服務的基本特點,介紹不同模具對工模具鋼的需求和分類,剖析了中國工模具鋼的現狀,最后提出了對策:建立清晰的市場概念;提高團服務的素質;制定科學和創新的研究開發;建立健全的進出庫管理機制、全面的內部質量控制制度等措施。
【關鍵詞】工模具鋼;技術;市場和服務
一、工模具鋼的定義和特點
(一)工模具鋼的定義
工模具鋼定義:所謂工模具鋼,是為工模具服務的特殊鋼材。工模具是指限定生產對象的形狀和尺寸的裝置。基本上所有的非農業生產和生活物資都是工模具生產出來的,所以工模具被譽為“現代工業之母”,在現代工業中極其重要。其中工模具鋼是模具最重要的組成部分,也是特鋼中應用最為廣泛的材料,是工模具產業重要的物質載體和技術基礎,其品種、質量、規格對工模具的性能、使用壽命和制作周期起著決定性的作用。
(二)工模具鋼的基本特點
1. 高品質性
工模具鋼是鋼材里面很特殊的種類。一般來講,鋼材是指碳含量為0.02%-2.00%的鐵碳合金。而工模具鋼是鐵碳合金里面含有其他豐富合金元素的滿足特殊用途的鋼材。工模具鋼除了達到應有的力學標準外,還對拋光性,淬透性,焊接性、蝕紋性、硬度、耐磨性、高溫紅硬性等有明確要求。而這些特殊性能需要精深的理論基礎和高精的生產設備才能做到。所以在改革開放直到2000 年以后,甚至加入WTO 以后,我們才開始從最低端的預硬鋼如P20,718H 等等學習仿制。淬火鋼特別是高光鏡面和中高端壓鑄鋼和粉末高速鋼基本一直都是空白。隨著大專院校和科研機構對工模具鋼性能的研發有了重大突破后,才改變中國高性能淬火鋼的落后現狀并開始大規模工業化生產落地。
2. 長壽命性
工模具鋼是為工模具服務的,而工模具的表面質量和壽命對工模具生產服役有極大的影響,對產品成型的數量更是有直接決定,從鍛造模具模次3000 次左右到多腔醫療模具模次300 萬左右,差異天壤之別。工模具鋼的壽命從材料成分,金相組織,非金屬夾雜,沖擊功,晶粒度,工藝理論都很有講究。還有N、O、H 細微的氣體含量也有比較大的影響。這些層面需要比較好的裝備,比較先進的工藝,嚴苛的檢驗流程,才能有很好的表現。五年前,這些領域是市場高價購買進口料的統治區,也是中國工模具鋼的重災區。但是,這三年我們國內工模具鋼已經有些許好產品在市場逐步服務客戶,我們還要下大力氣去做好這個工作。
3. 抗惡劣工況性
工模具的工況環境都比較惡劣,有的應力場大,有的腐蝕強烈,有的甚至高溫高壓。所以力學性能要比普鋼強,其他的耐腐蝕性,耐高溫,耐高壓等都需要材料結構設計和生產工藝理論和實踐水平都很高。
4. 可熱處理性
工模具鋼的熱處理,特別是高合金淬火鋼的熱處理是很繁瑣復雜的事情,甚至熱處理的好壞,可以決定工模具鋼性能和壽命。所以工模具鋼除了成分結構設計合理達到功效,還要能夠方便在實際生產中熱處理。
5. 穩定性
工模具是為產品服務,而人類生產活動中產品種類和樣式紛繁復雜。在這千變萬化的工藝過程中,要能長期始終如一的發揮材料的特性,是相當需要水平的事情。而要求高的工模具鋼都是單件鍛造,每一次的單件鍛造要保證成分,工藝,性能保持高度一致,對理論、裝備、工藝能力要求更高。而這一塊是我們中國工模具鋼最缺乏的。
二、工模具鋼的市場與分類
(一) 工模具鋼的分類
1. 客戶需求型分類
按照客戶需求的分類,主要是冷作模具鋼、塑膠模具鋼、熱作模具鋼、量具鋼、基體鋼、高溫合金等。冷作模具鋼主要為冷作的室溫模具服務,主要特性硬度、耐磨性、韌性,屬于萊氏體鋼系列;塑膠模模具鋼工作溫度大部分200 度以內,預硬鋼屬于貝氏體鋼,硬模鋼屬于馬氏體鋼;熱作模具高溫高壓鋼,主要特性為韌性、高溫紅硬性、耐磨性、屬于馬氏體鋼。但是大尺寸(指厚度600mm 以上,寬度1000mm)以上預硬鋼的貝氏體控制及硬度的均勻性及拋光和皮紋蝕刻性水平還要提高。馬氏體鋼的金相、沖擊功、N、H、O 氣體含量的控制都還是要解決的問題。萊氏體鋼的共晶碳化物不均勻度也是我們冷作鋼的頑固疾病。粉末冶金的大批量工業化生產在我國也僅僅是最近幾年剛開始的全新領域。
2. 廠家生產型分類
作為工模具鋼的生產廠家,主要根據鋼種成分,冶煉進程和鍛造工藝。目前主要有三大類:電爐鋼、電渣鋼、電渣超細化鋼、雙電渣工藝鋼、粉末鋼。電爐鋼,主要采取中頻爐+爐外精煉;電渣鋼采取:電弧爐(中頻爐)+爐外精煉+真空脫氣+電渣重融;雙電渣工藝:電弧爐(中頻爐)+爐外精煉+真空脫氣+電渣重融+真空自耗電渣;粉末鋼;制粉+燒結+鍛造成型。
(二) 工模具鋼的市場
根據工模具鋼發展進程不同分為三類:
1. 直營進口品牌
從1994 年瑞典一勝百鋼材在中國開始服務客戶,到現在已經27 年。接著奧地利百祿、法國奧伯杜瓦、日本大同、日立、高周波品牌,這些外資資本在中國投資了外商獨資直營公司。這些公司管理規范,有專業職業經理人和高素質服務團隊,鋼種穩定、技術精湛、本地化服務也做得比較好。這個群體一直是高檔品牌、高附加值的代表。
2. 代理進口品牌
更多的進口品牌采取的是委托香港公司、臺灣公司、中國內資公司代理銷售。如德國布德魯斯,德國蒂森克虜伯,德國凱德,德國葛利茲,法國阿賽洛,日本日立,芬可樂,山陽特鋼。
3. 國產品牌代理
國內工模具鋼有完善品牌代理的是上鋼五廠和東北特鋼(撫順特鋼)、天工國際,他們有明確約束的代理商、經銷商。鋼種標準化工作完善,鋼種搭配合理,代理和經銷商實力和營銷團隊比較健全,全國布局合理。其他民營鋼廠這幾年代理和經銷體系正在逐步完善,還需要時日。還有一個群體,由國內科研院校投資的工模具鋼研發、制造、庫存、服務公司,是很好的亮點。譬如淄博鋼研海德,寶山上大鑫侖。
4. 雜牌軍
雜牌軍指的是多種牌號鋼材、多個廠家鋼材、落后工藝鋼材混亂雜居的鋼材貿易商。在中國工模具鋼從數量上來講是主力,因為數量大,營業額比重大,從業人員多,影響大,而且什么賺錢賣什么。這個群體是中國工模具鋼的重災區,是中國工模具鋼低質低價的代言人。
三、中國工模具鋼的現狀
(一)工模具鋼水平層次不齊
中國工模具鋼除了國營大鋼廠,寶鋼、東特、中原特鋼、北重、長城特鋼、大冶鋼廠、襄樊特鋼、太鋼、酒鋼、鞍鋼之外,還有像天工國際、長祥特鋼、六合特鋼、宏盛特鋼、宏茂特鋼這些民營鋼廠,還有浙江鍛造廠群體,湖北黃石鋼廠群體兩個特殊地域性生產群體。國營鋼廠設備精良、研發和檢測手段先進、鋼材標準完備、質量穩定、價格體系穩定、但是訂單服務能力死板。民營大鋼廠設備不錯、有部分研發、檢測手段基本配備、鋼材標準貼近國標和國際標準、價格抵近國營大廠、同時訂單服務能力靈活。預判民營大鋼廠是中高端工模具鋼的未來的發展方向。兩個群體地域性鋼廠設備落后、無研發、基本沒有檢測能力、沒有嚴格鋼材標準、價格異常靈活、雖然品質口碑極差,但是極大彌補了粗放的低端工模具鋼的市場需求,而且也在逐步升級。雖然這5-10 年這三類群體隨著模具產業的發展,都得到足夠的市場體量。但是這種現狀,也嚴重制約了中國工模具和工模具鋼的發展。總體而言,沒有能靈活服務市場,技術管控嚴格的優秀公司。
(二)工模具鋼前端服務團隊素質很低
中國的工模具鋼公司,特別是配套直接模具工廠的公司,是嚴格意義的服務型企業。但是,這么重要的基礎工業原料的服務型公司,到目前為止,沒有一個合格的高素質團隊,所以從這個層面上來講,我們目前鋼廠生產出來的好鋼種在客戶處很難有合適的正面的認知。客戶寧肯高價買進口的低一檔次的材料,而不愿意給高一檔次但對等價格的國產料。當然,這3-5 年這個現象得到行業很多人士的認識,并且像模像樣的著手去構建高素質團隊,但是基本上是失敗的。所以這個是目前最亟待解決的問題點,而且是最有效的點。
(三)高端工模具鋼理論水平落后
中國工模具鋼水平落后一流歐美日企業至少20 年,這是非常嚴重的現實狀況。當然,大學包括一些研發機構沉淀了一些科研成果,但是無疑,這些都沒有轉向大批量工業生產。從這一點來講,中國的教育和科研體制亟待轉變。我們的理論水平確實落后很多,而且大部分時候在空間微觀結構這種基礎性層面,還停留在黑箱水平。隨著中國制造業在全球地位的進一步提升,這些工模具鋼的需求快速釋放,會極大扭轉和刺激以上兩點。
(四)國產工模具鋼不被市場認可
這個主要是工業體系的系統性工程,但是同時,從業公司和人員混水摸魚,以次充好也是相當重要的因素。所以,市場和客戶無數次燃起希望,又無數次被潑滅。造成這個現象,多方面原因都有。主要還是人的因素。
(五)常規工模具鋼標準化工作落后
因為中國工業發展進程太快,而且前期中低端產業居多,所以質量要求不高,市場缺口巨大給中國工模具鋼一個假象,垃圾貨才好賣,能快速致富。但這絕對不是常態,隨著中國工業布局的進一步完善,工業細分的進一步推進,會形成不同階梯的配套網鏈。這些現象會自然消除掉。工業標準化會隨之隨時間健全。
(六)工模具鋼行業藍領工人的青黃不接
這是中國工業地位在全球的現實狀況,和中國城市化推進兩方面角力的結果。中國工業只大不強,附加值低,人工工資低,但是城市化又讓各方面生活和消費成本居高不下。導致年輕人不愿意進入制造業和工模具鋼行業。這個在中國工業的全球化進城中也會消除掉。需要時間等待和從業人員靈活對待。
四、工模具鋼的標準化與差異化
隨著全新的GB/T1299-2014《工模具鋼》2014 年12 月5 日頒布,2015 年9 月1 日正式實施,中國工模具鋼進入了一個全新的空間。我們的標準化有了明確的指導。當然建立標準的目的一個是有堅實的基礎大眾服務面,又能為高端差異化產品提供有力支持。
根據上述行業分析的原因,應從以下幾個方面著手標準建立和推動高端差異化:
(一)樹立全行業工模具鋼統一標準
改變中國傳統工模具鋼工藝化理念,提高市場監管,打破不規范商業運作。沒有基礎和常規型的統一標準,普通的做不好,高端的更加做不出來。積極尋求合理有效的方法促進這個工作的進程。
(二)提高工模具鋼全員素質
中國快速工業化的進程,讓很多農業社會中國人介入行業并賺到第一桶金。沒有工業知識,沒有工業企業運營概念,管理粗放,在行業里面行成極大的殘留。逐步提高工模具鋼從業人員的綜合素質,提高工模具鋼從業人員的技能水平。
(三)年輕藍領工人的儲備
雖然中國每年理工科畢業大學生的數量有400 多萬,但是能進入制造業,進入工模具行業,進入工模具鋼行業的數量明顯不夠行業發展需求。只有人才的持續穩定接替,才能行業持續穩定發展并創新。
(四)加大科研和學術機構的成果工業轉化
這個是解決中國工模具行業發展很重要的因素,技術基礎薄弱,理論創新缺乏的現狀很大一部分其實是科研院校和學術機構研究成果裝化率低造成的。一是需要政府層面推進,從而改進和轉變智能,行程開放型的學術風氣;一是需要企業主的積極尋求,其實一些有意識尋求科研和學術機構合作的企業開發一些優秀鋼種,早就賺的盆滿缽滿了。
(五)高端工模具鋼的保護和全球化進程推進
中國對知識產權保護的重視,對國內工模具鋼創新會起到比較好的保護。讓投入大量資金和人力研發的社團和企業能持續投入和研發,也會帶來好的經濟效益和社會效益。一種是對專利的保護,一種是工業更加細分,大家在各自擅長的領域深耕,共同組建完善的供應鏈。二不要隨意跨界,一是價格戰傷人傷己,二是不能在自己優勢鋼種方面做得更專。
(六)上游產業的有效推進
中國自主品牌和原創設計對國產供應鏈的重視,可以給更多的機會讓中國工模具鋼的好產品為產業服務,一是能有比較好的經濟效益,二能讓實踐檢驗反推研發和生產前進。如果中國工業圖紙標注的都是我們中國的工模具鋼牌號,相信國外品牌的貿易壁壘不攻自破。
五、中國工模具鋼的崛起
現代工業體系是西方社會構建起來的。中國的工業也是從西方美歐蘇日學習過來的,而且絕大部分品牌和原創設計都掌握在他們手中。而中高端工模具恰恰是為這些品牌和設計服務的。所以一直以來中國的工業體系中有要求的中高端工模具鋼是進口品牌(歐美日品牌)配套服務。早期的中國工模具鋼沒有品質能力,也沒有國產品牌和設計接納。所以一直低端低價。但是最近10 年-15 年左右工模具鋼突飛猛進的提高,而且在很多領域已經能完全替代進口,但是工業體系的認可(俗稱為指定),模具企業的認可,價格的認可還是很難。大部分都是作為進口品牌的替代者角色。不過,隨著像長城汽車,吉利汽車、長安汽車、比亞迪汽車等主機廠,格力電器、美的、海爾電器的起來,原生中國品牌會用中國牌號工模具鋼配套,出現了非常可喜的情況。而且像寶鋼、東特國產的預硬鋼718H 已經能夠完全和進口料同等對話。
- 結語 -
通過以上分析,可以看到我們和西方發達國家工模具鋼水平的差異是客觀存在的,同時我們的進步也是有目共睹的。防止在過快的工業化進程中急于求成的心態,避免基本功不扎實的損失;下決心解決基礎理論,提高工藝管控水平,做好市場標準化工作,著力打造高端工模具鋼的差異化服務,這應該就是中國工模具鋼未來5 年-10 年的發展方向。這樣我們才能崛起,矗立在世界工模具鋼中高端行列,從而為工模具服務,為整個工業服務。
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