[发明专利]一种复杂曲面泡沫铝件的成型方法

说明书

本发明公开了一种复杂曲面泡沫铝件的成型方法，包括：S1、提供一冲压模具，冲压模具包括凸模和凹模以及加热组件；S2、提供两块叠放的金属板材，在两块金属板材之间均匀分布发泡剂和稳定剂，采用搅拌摩擦焊对叠放的两块金属板进行多道次焊接处理，获得泡沫铝预制体；S3、提供一加热机构或者采用冲压模具的加热组件对S2中的泡沫铝预制体进行加热并保温；S4、将加热后的泡沫铝预制体转移到冲压模具，闭模，将泡沫铝预制体进行冲压成型，开模，移动凸模使其距离凹模一定距离，启动加热组件对泡沫铝预制体进行加热，使其完成剩余发泡动作，得复杂曲面泡沫铝件。本发明不仅可以成型出任何想要的曲面成型件，而且整个流程持续时间短、成本低。

技术领域

本发明具体涉及一种复杂曲面泡沫铝件的成型方法，它将搅拌摩擦焊作为固相连接来制备复杂曲面泡沫铝件。

背景技术

随着如今汽车轻量化发展愈来愈广，泡沫铝逐渐成为各种轻量化材料中极具独特自身优点的一种。泡沫铝因具备其他轻量化材料不具备的独特孔隙结构，且具有相对密度小、比强度大、力学相应优异和能量回收能力好的诸多优点，从而可以被应用在车辆的各处易遭受撞击的部位。

简单的泡沫铝夹芯平板并不能满足日常汽车的使用要求，必须通过成型技术来得到满足要求的各种复杂曲面板件。目前制备复杂曲面板件的方法不是很多，基本上都是使用传统的冲压成型生产线来获得理想制品，但通过传统冲压加工得到的不同板件存在内部泡孔差别和力学参数差异，从而产生不可控制的各种力学缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复杂曲面泡沫铝件的成型方法，它采用搅拌摩擦焊制备复杂曲面泡沫铝件，不仅可以成型出任何想要的曲面成型件，而且整个流程持续时间短，耗用设备简单，消耗原材料较少，整体操作容易，可显著提高生产复杂曲面件的效率并有效降低成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种复杂曲面泡沫铝件的成型方法，包括以下步骤：

S1、提供一冲压模具，所述冲压模具包括相对设置的凸模和凹模以及加热组件；

S2、提供两块叠放的金属板材，在两块金属板材之间均匀分布发泡剂和稳定剂的混合粉末，采用搅拌摩擦焊对叠放的两块金属板进行多道次焊接处理，获得泡沫铝预制体；

S3、提供一加热机构或者采用冲压模具的加热组件对S2中的泡沫铝预制体进行加热并保温；

S4、将S3中加热后的泡沫铝预制体转移到冲压模具，闭模，将泡沫铝预制体进行冲压成型，开模，移动凸模使其距离凹模一定距离，启动加热组件对泡沫铝预制体进行加热，使其完成剩余发泡动作，得复杂曲面泡沫铝件。

优选的，所述加热机构为加热炉。

优选的，还包括步骤S5、在加热泡沫铝预制体发泡完成后，加热组件对复杂曲面泡沫铝件继续加热并保温，保温结束后向冲压模具通冷却水对复杂曲面泡沫铝件进行保压定型，保证所得复杂曲面泡沫铝件的泡孔紧密。

优选的，步骤S5中加热组件的保温温度为600～800℃，保温时间为10～20min。

优选的，步骤S3中加热温度为450～550℃，保温时间为1～15min。

优选的，步骤S3中若采用加热机构进行加热，则在保温完成后迅速将加热后的泡沫铝预制体转移至冲压模具内，转移时间不超过10秒。

优选的，步骤S4中移动凸模后其与凹模之间的距离为5～10mm，以使泡沫铝预制体具备足够的发泡空间。

本发明产生的有益效果是：本发明采用两块实体金属板材结合微量的发泡粉末通过搅拌摩擦焊制备成泡沫铝预制体，这样添加的发泡粉量不仅比传统粉末冶金法少很多，而且在后续加热时可实现较高的塑性，传统粉末冶金方法制备的预制体不具有塑性，无法用于塑性成形；