曾明玉，刘建永

（湖北汽车工业学院，湖北 十堰442002）

热锻模具的失效形式有高温磨损、龟裂、变形和断裂。实际生产中，高温磨损会造成模膛增大，锻件尺寸超差，是热锻模具的主要失效形式。研究表明热成形工艺中模具失效，70%的情况是由高温磨损所致［1］，因而提高热锻模具的高温磨损性能是延长模具寿命的关键。现行的主流技术是对热锻模具进行氮化处理，在模具表面形成一层薄的氮化物层，其有效厚度可达0.1 mm，硬度可达1000HV以上［2］。该技术的弊端是：有污染物排放；模具需要整体处理，受设备尺寸限制，大型锻模不宜进行实施；模具磨损失效大多仅发生在模膛区域，其他未发生磨损区域在模具下落翻新时，氮化层会造成较大的加工困难。鉴于上述情况，Zhou等［3］提出热锻模仿生强化技术，利用激光头对模具表面进行扫描，按预先设计的图案形成花纹。由于快速凝固效应使扫描路径的内部晶粒组织更加细密，硬度和韧性相对于基体都会有显著提高，在模具表面形成软硬相间的纹理质地，对于抵抗磨损有显著效果［4-6］。激光扫描路径是形成仿生纹理的基本单元，其内部组织构成、截面形貌尺寸以及表面粗糙度等属性直接影响抗磨损效果。激光特性（如脉冲式或连续式）、激光功率、扫描速度等参数的不同匹配会生成不同属性的仿生单元，因而研究激光参数和仿生单元属性之间的影响规律至关重要。现有的相关研究大多采用YAG固态脉冲式激光器，功率一般在500W以内［7-10］，关注的仿生单元属性仅限于深度、宽度、晶粒大小等方面，仿生单元属性与工艺参数之间的规律大都是定性描述。……