一、項目背景

模具是“工業之母” ，是衡量一個國家工業發展水平的重要標志。在先進飛機、超超臨界機組等國家標志性工程中 ，采用傳統方法制造的大型壓機  (如8萬噸壓機)  用大型熱鍛模存在服役壽命極低、制造成本很高、制造周期很長的問題 ，如某飛機起落架用大型鍛模在模鍛2件后就產生嚴重壓塌變形而失效 ，嚴重影響鍛件的一致性、質量可靠性及成本 ，嚴重影響整機的國際競爭力 ，已成為國家標志性工程的瓶頸。

在汽車等國家支柱產業中 ，關鍵零件用中小型熱鍛模存在壽命低、制造成本高、制造周期長的問題 ，已成為制約產業鏈技術進步、影響企業核心競爭力的瓶頸。

為此 ，項目組在10項國家級、3項省級項目的支持下 ，歷經15年研究 ，取得了重大原創性成果 ，為國家標志性工程及支柱產業中的瓶頸——鍛模實現長壽命與低成本制造與再制造提供了整體解決方案。

二、項目簡介

1. 基于低成本基體電弧增材的雙金屬梯度、夾心層梯度、拳頭式梯度功能、梯度網構化等一 系列原創性梯度異質結構形式 ，首次提出并建立了基于模具服役溫度場、應力場及失效機理的 梯度異質結構逆向設計方法 ，并形成了長壽命低成本鍛模梯度異質結構設計理論 ，實現了不同 類型鍛壓設備、不同成形材料用鍛模長壽命、低成本的目標。

2. 首次研制出適應于不同鍛壓設備類別、成形材料、服役溫度-應力等條件下的模具鑄鋼基 體及型腔梯度強韌化材料 ，建立了該材料在服役溫度、應力條件下的匹配方法及模型 ，揭示了 熱鍛模梯度異質結構材料的結合機理與強韌化機制 ，有效實現了模具服役條件下增材材料與梯 度異質結構的精準匹配。

3. 首次建立了基于焊鍛復合的電弧熔絲增材制造控形控性一體化技術 ，實現了應力和形貌控 制目標與工藝參數的全局優化與協調 ，有效解決了連續增材過程的熱應力開裂問題 ，確保了增 材過程的連續、可靠及高質量制造。

4. 首次建立了國際上最大規格的數控龍門式電弧熔絲增材制造集成系統 ，包括智能保溫、掃 描重構、  隨動錘擊、數據管理及優化等子系統 ，實現增材速度780cm3/h、增材范圍最大單向尺 寸4239mm ，大幅提升了模具制造效率和精度。

三、技術優勢

項目成果率先在航空、能源、汽車等領域的領軍企業應用；大型鍛模壽命提高數倍 ，如起落 架鍛模提高50倍以上 ，中小型鍛模提升100%以上；綜合成本降低50%以上 ，制造周期縮短50% 以上。