[发明专利]一种型腔表层随形网状结构热锻模具及其制备方法

权利要求书

1.一种型腔表层随形网状结构热锻模具的制备方法，所述型腔表层随形网状结构热锻模具包括模具基体，在模具基体上依次形成有夹心层、过渡层和强化层，所述强化层通过构造强化层沟槽被分隔为若干彼此隔断的小单元，所有强化层沟槽互联互通呈网状结构，在强化层沟槽中填充有耐高温软质材料；所述过渡层通过构造过渡层沟槽被分隔为若干彼此隔断的小单元，所有过渡层沟槽互联互通呈网状结构，在过渡层沟槽中填充有普通软质材料；所有过渡层沟槽与强化层沟槽上下完全正对；其特征在于：包括如下步骤：

1)采用铸钢作为模具基体材料浇注出待焊模具基体；其中，型腔部位预留堆焊余量；

2)在步骤1)浇注好的待焊模具基体上，沿预留堆焊处的形状，堆焊塑性好且屈服强度低的夹心层焊材；

3)在步骤2)焊好夹心层的模具基体上，沿预留堆焊处余量形状以及夹心层的形状，堆焊强度和硬度较高的过渡层焊材，将夹心层焊材全部覆盖包住，并继续焊至模具型腔轮廓线下预先设计厚度处；

4)在步骤3)焊好过渡层的模具基体上，按照预先设计的过渡层沟槽网状结构，加工出对应的过渡层沟槽网状结构，过渡层沟槽的深度与过渡层厚度对应；

5)在步骤4)的过渡层沟槽中，用塑性好、延伸率高的普通软质材料进行堆焊填充，填充厚度与过渡层厚度一致，使普通软质材料表面与过渡层表面平齐；

6)在步骤5)过渡层和普通软质材料表面，堆焊耐高温耐磨的强化层焊材，覆盖模具主要耐磨工作区域或全部耐磨区域，焊至型腔轮廓线上预先设计厚度处；

7)在步骤6)焊好强化层的模具基体上，按照预先设计的强化层沟槽网状结构，加工出对应的强化层沟槽网状结构，强化层沟槽的深度与强化层厚度对应；

8)在步骤7)的强化层沟槽中，用耐高温软质材料进行堆焊填充，填充厚度与强化层厚度一致，使耐高温软质材料表面与强化层表面平齐；

9)将步骤8)得到的模具进行回火缓冷工艺、机械加工及其他后处理工序，即得所述型腔表层随形网状结构热锻模具。

2.根据权利要求1所述的一种型腔表层随形网状结构热锻模具的制备方法，其特征在于：所述普通软质材料的硬度为HRC 10-30，在常温下力学性能为：屈服强度σs≥550MPa，抗拉强度σb≥750MPa，延伸率δ≥14.7％，收缩率Ψ≥31.2％，冲击功Akv≥30J，400℃时的压缩强度≥550MPa；耐高温软质材料的硬度为HRC 20-35，在常温下力学性能为：屈服强度σs≥700MPa，抗拉强度σb≥980MPa，延伸率δ≥16.6％，收缩率Ψ≥31.5％，冲击功Akv≥35J，600℃下压缩强度≥500MPa。

3.一种型腔表层随形网状结构热锻模具的制备方法，所述型腔表层随形网状结构热锻模具包括模具基体，在模具基体上依次形成有夹心层、过渡层和强化层，所述强化层通过构造强化层沟槽被分隔为若干彼此隔断的小单元，所有强化层沟槽互联互通呈网状结构，在强化层沟槽中填充有耐高温软质材料；所述过渡层通过构造过渡层沟槽被分隔为若干彼此隔断的小单元，所有过渡层沟槽互联互通呈网状结构，在过渡层沟槽中填充有普通软质材料；所有过渡层沟槽与强化层沟槽上下完全正对；其特征在于：包括如下步骤：

1)采用铸钢作为模具基体材料浇注出待焊模具基体；其中，型腔部位预留堆焊余量；

2)在步骤1)浇注好的待焊模具基体上，沿预留堆焊处的形状，堆焊塑性好且屈服强度低的夹心层焊材；

3)在步骤2)焊好夹心层的模具基体上，沿预留堆焊处余量形状以及夹心层的形状，堆焊强度和硬度较高的过渡层焊材，将夹心层焊材全部覆盖包住，并继续焊至模具型腔轮廓线下预先设计厚度处；

4)在步骤3)过渡层焊材表面，堆焊耐高温耐磨的强化层焊材，覆盖模具主要耐磨工作区域或全部耐磨区域，焊至型腔轮廓线上预先设计厚度处；

5)在步骤4)的模具基体上，按照预先设计的网状沟槽结构，加工出对应的网状沟槽结构，沟槽的深度及达夹心层焊材表面；

6)在步骤5)的网状沟槽结构中，先用塑性好、延伸率高的普通软质材料堆焊填充，普通软质材料填充厚度与过渡层厚度一致，使普通软质材料表面与过渡层表面平齐；然后再用耐高温软质材料堆焊填充，耐高温软质材料填充厚度与强化层厚度一致，使耐高温软质材料表面与强化层表面平齐；

7)将步骤6)得到的模具进行回火缓冷工艺、机械加工及其他后处理工序，即得所述型腔表层随形网状结构热锻模具。

4.根据权利要求3所述的一种型腔表层随形网状结构热锻模具的制备方法，其特征在于：所述普通软质材料的硬度为HRC 10-30，在常温下力学性能为：屈服强度σs≥550MPa，抗拉强度σb≥750MPa，延伸率δ≥14.7％，收缩率Ψ≥31.2％，冲击功Akv≥30J，400℃时的压缩强度≥550MPa；耐高温软质材料的硬度为HRC 20-35，在常温下力学性能为：屈服强度σs≥700MPa，抗拉强度σb≥980MPa，延伸率δ≥16.6％，收缩率Ψ≥31.5％，冲击功Akv≥35J，600℃下压缩强度≥500MPa。