[发明专利]一种温度场均匀的铝合金构件时效成形方法

权利要求书

1.一种温度场均匀的铝合金构件时效成形方法，所述时效成形在复合加热装置中完成，所述复合加热装置包括热压罐(1)以及向热压罐内发出微波的微波发生器(3)，所述构件设置于所述热压罐内的模具上；所述模具和铝合金构件均为非吸波材料；所述时效成形过程中在铝合金构件的上表面的部分面积处和/或在模具的下表面的部分面积处设置有吸波材料，使得采用热压罐对铝合金构件加热而对其时效成形的过程中，在连续或间断地开启微波发生器时所述吸波材料吸收微波而对铝合金构件进行局部的温度补偿；在构件和/或模具上设置吸波材料的过程具体为将吸波材料粉末撒在耐高温胶带的粘性面形成吸波材料层，或将吸波材料粉末分散在液体中再涂抹在耐高温胶带的粘性面形成吸波材料层，再将耐高温胶带置于所述构件和/或模具的低温区域或低温区域的上下对应区域并使得其吸波材料面外露；在完成对构件的时效成形后，将耐高温胶带除去而撤除所述吸波材料。

2.根据权利要求1所述的时效成形方法，其特征在于，设置有吸波材料的区域为采用有限元分析模型和方法而得到的构件和/或模具上的低温区域或与低温区域上下相应的区域。

3.根据权利要求2所述的时效成形方法，其特征在于，所述低温区域为在未开启微波发生器且当热压罐内空气温度达到时效成形的目标温度时，构件或模具上的局部区域温度比构件最高温区域温度或模具上表面最高温区域温度的温差大于5℃的区域。

4.根据权利要求3所述的时效成形方法，其特征在于，所述低温区域的温度与构件上或模具上表面上最高温区域温度的温差为大于等于n倍5℃小于n+1倍5℃时，相应在该低温区域或低温区域的上下对应区域重叠设置n层带有吸波材料的耐高温胶带，n为大于等于2的数。

5.根据权利要求2所述的时效成形方法，其特征在于，所述方法还包括在所述低温区域设置测温装置用于反馈温度和实时调节微波发生器对吸波材料的加热升温速度。

6.根据权利要求2所述的时效成形方法，其特征在于，所述采用有限元分析模型和方法具体为先采用CAD软件建立模具和构件的三维几何模型，并导入Gambit软件中进行网格划分，其中模具和构件的三维几何模型整体采用四面体网格类型进行划分，且对于构件和模具接触的区域网格加密，在建立模型时，在软件参数的设置中选择模具和构件接触面为热接触对；再将前述建立的模型导入Fluent软件进行材料属性和边界条件设置，并模拟热压罐工艺中流场和温度场进行模拟试验，再通过流体力学的求解计算确定热压罐内构件和模具低温区域的分布位置。

7.根据权利要求1所述的时效成形方法，其特征在于，所述吸波材料为三氧化二铁和/或碳化硅粉末。

8.根据权利要求1所述的时效成形方法，其特征在于，在至少一个设置吸波材料处重叠设置两层以上的带有吸波材料的耐高温胶带。

9.根据权利要求1所述的时效成形方法，其特征在于，所述铝合金构件的上表面贴设的吸波材料的面积占所述铝合金构件的上表面的总面积5％-30％，所述模具的下表面贴设的吸波材料的面积占所述模具的下表面的总面积5％-20％。