简介： 为解决大型模锻液压机（如8万吨压机）锻模采用传统制造方法时遇到的模块自由锻难度大、锻透性差、热处理硬度低达不到要求、易出现热处理裂纹、制造成本高、锻模钢材料浪费严重等问题，首次提出并发明了一种基于铸钢基体的双金属梯度层制备锻模的方法，其基本原理见图1所示，铸钢仅作为基体，在浇注的锻模型腔上采用双金属层强度硬度梯度连接制备锻模方法。即将锻模基体采用特种铸钢材料浇注成型，锻模型腔基本形状也一同浇注出来，再通过双金属梯度层连接制造方法（第一层焊材JXHC1为强度硬度梯度过渡层，第二层焊材JXHC2为高强度高硬度层）来制备大型模锻液压机锻模。 该研究目前除本项目组开展的相关研究外，国内外未见报道。项目组与重庆杰信锻模股份有限公司、中国二重集团和重庆大江杰信锻造有限公司合作，联合开展了铸钢基体双金属梯度连接制造锻模的工艺、方法等关键技术研究，已在4000吨热模锻压机上进行了钢质曲轴锻件生产试验，锻模寿命达到7166件，而采用5CrNiMo的锻钢锻模寿命平均为5000件左右，提高约43%，成本降低约20%；在6300吨热模锻压机上进行了钢质曲轴锻件生产试验，锻模寿命达到5671件，而采用5CrNiMo的锻钢锻模寿命平均为4000件左右，提高约43%，单个锻件成本降低约30%；在中国二重集团5000吨液压机上进行了某大飞机用零件的成功试制（锻模单套重量为16吨，锻模生产成本降低约30%）；为中国西南铝业集团设计制造了30000吨液压机用锻模,目前正在试模阶段。通过以上研究获得了一些工艺参数和试验基础数据，为进一步向8万吨液压机用大型锻模方向开展研究奠定基础。 该方法的采用从根本上改变了传统的大型锻模制造方法，可节省传统锻模制造方法必需的自由锻工序、粗加工工序、锻后热处理工序及锻模钢材料，虽然增加了双金属梯度层连接材料及相应工序，但仍然可以大幅降低锻模制造成本，成本可节约20～40%，制造周期可缩短30～40%，锻模寿命可提高40～50%，在一定程度上解决了大型锻模的制造难题和成本难题，必将给整个世界的大型锻模制造提供革命性的新方法，具有广泛的应用前景和重大的经济效益。 （1）从技术上讲，该方法从根本上改变了传统的大型锻模制造方法，特别适合于大型液压机锻模、热模锻压机锻模的制造，越大越有优势，从根本上优于采用传统的锻模制造方法，模具型腔硬度可达到HRC50或更高，而对于传统方法制造的锻模，若模块超过30吨重，热处理无法达到所要求的硬度，仅能达到HRC32-38。本方法制造的大型锻模使用寿命将远远超过采用传统方法制造的锻模寿命，中小型模具寿命可提高40-50%，大型模具寿命有望提高1-3倍以上。 （2）从经济效益上讲，可节省传统锻模制造方法必需的自由锻工序、粗加工工序、锻后热处理工序及模具钢材料，虽然增加了双金属梯度层连接材料及相应工序，但仍然可以大幅降低锻模制造成本，成本可节约20-40%，制造周期可缩短30-40%。 （3）模具失效后，模具修复与再制造成本大大降低，再制造成本约为常规模具再制造成本的50%。