激光模具表面抗裂仿生单元体模型

（上海飞机制造有限公司，上海 201324）

在航空制造过程中，60%的零部件都要依靠模具加工和检验，因此对航空模具提出的高精度、高可靠性、高复杂性的要求，从而保障航空零组件的性能。但是此类模具制作成本高昂、维护困难，使用耐久度亟待提高。单纯依靠模具选材和传统表面工程方法提高模具耐磨性，容易造成成本升高但效果有限的情况。

随着生产的需要和人类长期的仿生学习，从 20世纪中期开始，工程师和科研人员已经认识到仿生物是开辟新技术的主要途径之一，通过对生物学与传统科学、纳米技术、激光进行深度的关联性研究，取得了理论、试验和应用方面的众多成果[1—2]。目前通过激光技术手段，已经可以实现在模具表面形成类生物微观构造的单体，从而获得所需要的耐磨、耐腐蚀性能，并且已经成为研究热点[3—7]。国内研究人员已经系统研究了利用激光提高 H13钢机械性能及热疲劳性能的方法。有研究人员[8]研究了H13钢激光熔凝仿生强化的热疲劳性能。丛大龙等[9—10]研究了激光合金化及激光熔凝两种处理方式下 H13钢的热疲劳抗性变化。孟超等[11]采用激光熔覆技术，在退火态 H13钢试样表面得到非光滑表面，并对比了试样的疲劳性能。丛大龙等[12]设计修复性的实验路线，采用激光填丝工艺，研究退火态下 H13钢裂纹阻止方式。刘立君等提出利用激光仿生阻断技术，降低模具表面龟裂[13—15]，仿生强化后，模具寿命大大提高。

文中从植物叶片抗开裂角度，建立热作模具表面裂纹局部激光仿生抗开裂模型，并验证其实际应用可行性，为提高模具寿命提供一种新的方法。……