传统5CrNiMo或H13材料锻模在模锻难变形材料时,由于成形温度高,变形抗力大,模具型腔出现了严重变形、磨损和开裂等现象,导致模具寿命极低。因此,本课题组提出了一种大型铸钢基体“拳头”式锻模制造新方法:即以铸钢作为锻模基体;再通过增材制造技术在基体上堆焊第一层焊材JX01为强度硬度过渡层Ⅰ,第二层焊材JX02为高强度高硬度强化过渡层Ⅱ（HRC50左右）,其中基体、过渡层Ⅰ和过渡层Ⅱ组合一起成为“拳头”的“骨头”层,能够承受较大的载荷作用;最后再增材一层较软的高温合金焊材（HRC30左右）作为“拳头”的“皮肤”层,能够承受热锻时高达650℃的高温,其中型腔表面受拉应力区域采用韧性较好的镍基合金,受压应力区域采用强度较高的钴基合金,实现表面“皮肤”层的横向功能分区,使其更满足锻模的使用性能要求。要进一步提升“拳头”式锻模的质量需要从模具制造的各个工艺环节入手。本文从“皮肤”层选材镍基合金的堆焊电流角度出发,对这一最关键的堆焊工艺参数进行优化。采用熔化极气体保护电弧堆焊的方法在45钢上分别堆焊镍基合金CHN327和钴基合金D812,试验过程中,控制其他堆焊参数不变,改变镍基合金的堆焊电流,研究其对镍基-钴基合金结合面处相关力学性能和镍基合金性能的影响规律。实验结果表明:镍基和钴基合金间能够形成较好的冶金结合,并且随着镍基合金堆焊电流的增加,镍基-钴基合金结合面处的冲击功和剪切强度随之增大,镍基合金的抗磨损性随之增强,而其硬度却呈降低趋势,综合所开展的力学性能实验,可以得出镍基合金的堆焊电流为190A时,镍基合金的性能较好,镍基-钴基合金结合强度较大。并对镍基合金堆焊电流为190A时的合金结合面处显微组织进行了金相和扫描电镜观察,以及能谱分析了结合面处的界面元素扩散情况。同时研究了变形温度和应变速率对镍基和钴基合金拉伸性能的影响规律,并基于高温拉伸实验数据,建立了镍基和钴基合金流动应力与变形条件之间关系的数学模型。本文在某大飞机起落架失效模具（5CrNiMo材料）上进行“拳头”式锻模修复试制。首先对该起落架锻件成形结束后锻模的温度场和应力场分布情况进行分析,再结合“骨头”层各选料的性能以及本文中对“皮肤”层镍基和钴基合金的性能研究,确立了该起落架“拳头”式锻模的分层原则和“皮肤”层功能分区原则,最终建立了某大飞机起落架“拳头”式锻模的电弧堆焊的增材制造模型（以下简称:电弧增材制造模型）并进行生产再制造工艺流程设计。