[发明专利]一种大型热锻模具及其制造方法

权利要求书

1.一种大型热锻模具，包括铸钢基体，在所述铸钢基体上依次形成有夹心层、过渡层和强化层，铸钢基体、夹心层、过渡层强硬度依次递增，起到结构支撑作用，所述过渡层表面具有多个凹部和凸部，所述强化层设置在过渡层表面，包括与凹部和凸部形状匹配的凹形区和凸形区，其特征在于：所述凹形区为抗拉裂区，采用镍基高温合金焊材制成，所述凸形区为抗变形区，采用钴基高温合金焊材制成。

2.根据权利要求1所述的一种大型热锻模具，其特征在于：所述凸形区采用的钴基高温合金焊材中的化学成分按质量百分数计，包括铬元素含量26-30%、钼元素含量8-10%、钨元素含量1.8-3%、镍元素含量1.5-2.5%、硅元素含量0.8-1.2%、锰元素含量0.6-1.0%、铌元素含量0.15-0.3%、碳元素含量1.2-1.6%、磷元素含量≤0.02%、硫元素含量≤0.02%，余量为钴和杂质。

3.根据权利要求1所述的一种大型热锻模具，其特征在于：所述凹形区采用的镍基高温合金焊材中的化学成分按质量百分数计，包括碳元素含量0.3-0.7%，锰元素含量2.2-2.8%、硅元素含量0.2-0.6%、磷元素含量≤0.02%、硫元素含量≤0.02%、铬元素含量14-20%、钼元素含量1.6-2.0%、钨元素含量2.0-2.8%、铌元素含量0.2-0.6%、钒元素含量0.4-1.0%，余量为镍和杂质。

4.一种大型热锻模具的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、分析大型热锻模具在工况下的温度场、应力场和载荷分布；

2）、结合步骤1）得到的大型热锻模具的温度场、应力场和载荷分布以及铸钢基体、夹心层、过渡层、强化层材料的性能参数和安全系数，分别确定铸钢基体、夹心层、过渡层和强化层的厚度分布范围；

3）、依据步骤2）确定的铸钢基体、夹心层、过渡层和强化层的厚度分布范围，先浇注出铸钢基体并进行热处理后，再采用电弧增材工艺依次形成夹心层、过渡层和强化层，并进行焊后热处理后通过机械加工得到最终的大型热锻模具。

5.根据权利要求4所述的一种大型热锻模具的制造方法，其特征在于：在步骤3）中通过电弧增材工艺形成夹心层、过渡层和强化层的过程中，均加入锤击去应力工序。

6.根据权利要求4所述的一种大型热锻模具的制造方法，其特征在于：

在所述步骤3）中，分别以镍基高温合金焊材和钴基高温合金焊材为原材料通过电弧增材工艺形成凹形区和凸形区，凸形区和凹形区通过冶金结合形成强化层。