[发明专利]一种抗冲击吸能结构件制备方法及结构件

说明书

本发明公开一种抗冲击吸能结构件制备方法及结构件，所述方法包括以下步骤：S100：准备泡沫铝内芯件,将所述泡沫铝内芯件预热；S200：准备模具，所述模具设有型腔，将所述泡沫铝内芯件放置在所述型腔中固定，所述泡沫铝内芯件与所述型腔内壁之间具有空隙；S300：将铝合金原材料熔化成铝合金液，所述铝合金液升温至浇铸温度；S400：将所述铝合金液浇注到所述泡沫铝内芯件与所述型腔内壁之间的空隙中；S500：所述铝合金液冷却后在所述泡沫铝内芯件表面形成铝合金层，出模得到抗冲击吸能结构件。本发明突破了泡沫铝与铝合金整体成型的关键技术，实现了泡沫铝与铝合金结构件一次性整体成型，为泡沫铝在吸能防撞领域的推广应用和产业化制造提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及抗冲击材料技术领域，具体涉及一种抗冲击吸能结构件制备方法及结构件。

背景技术

泡沫铝是通过铝合金发泡或浸渗成型方式生产的新型金属材料，具有密度小、比强度大、阻尼减振、隔声降噪、吸能防撞击、隔热耐火耐腐蚀等诸多优异的性能，使其在航空航天、轨道交通、交通运输车辆、军用装甲车辆、主战坦克、公安警用特种车辆、桥梁隧道、机械机床、轮船游艇等领域均具有很好的应用前景。如将泡沫铝材料应用于车辆的吸能盒中，车辆受到撞击时泡沫铝会连续溃缩，吸收大量能量，并吸收撞击力，可以保护车身不受损伤，同时保护车内驾乘人员不受剧烈冲击。

但是泡沫铝材料的表面坑洼，不光滑，容易进入粉尘，连接不便，不易固定安装，阻碍了泡沫铝材料的推广应用。为提升泡沫铝表面质量、连接组装便捷性和整体结构的使用兼容性，现有技术中会采用表面粘接、焊接、机械连接、粉末冶金等表面处理工艺在泡沫铝表面复合其他金属材料。但这些处理工艺制备的结构件存在表面材料和内芯连接强度低，内芯填充不均匀，材料密度大的情况，且传统的生产工艺复杂，工艺步骤多，生产效率低下。

例如：专利号为CN201220538160.8的实用新型专利《一种汽车吸能盒》，公开了一种汽车吸能盒，包括筒状金属盒体，筒状盒体内填塞满块状泡沫铝。这种泡沫铝直接填充的方法生产步骤复杂，产品质量一致性差，泡沫铝固定不牢靠。专利号CN201610642875.0的发明专利《一种泡沫铝夹层结构复合材料及其制备方法》，采用多组分低密度的环氧填充胶在复合材料蒙皮和泡沫铝芯材之间形成界面增韧层，可有效提高界面粘接强度。通过表面粘接的方法制备泡沫铝夹层复合材料，复合层之间的连接强度较弱，胶黏剂的高、低温性能差，很难满足产品的耐高温使用性能和焊接连接工艺生产性能，生产过程中需要刷胶，施工环境差，。专利号CN200810019346.0的发明专利《一种泡沫铝及合金的焊接方法》，公开一种泡沫铝及合金的焊接方法，焊接步骤为：包覆处理、预热处理、二次泡沫化、冷却处理。泡沫铝及合金的焊接工艺生产效率较低，操作复杂，无法实现产业化。专利号CN201520807847.0的实用新型专利《一种泡沫夹芯梁》，公开一种泡沫夹芯梁，包括多口通管、转换接头、连接固定结构和泡沫铝夹心梁；多口通管与转换接头通过铝焊连接；泡沫铝夹心梁置于铝型材管内，通过连接固定结构将铝型材管与转换接头轴向固定连接。该产品通过机械连接的方式固定泡沫铝，连接强度有限，连接部位应力过大容易损坏，且需要在泡沫铝表面设置连接结构，增加成型难度。专利号CN201610052113.5的发明专利《一种泡沫铝冶金连接方法》，涉及一种泡沫铝冶金连接方法，将待连接泡沫铝置于锌铝合金熔体中浸镀，在泡沫铝的对接或搭接面形成均匀的浸镀层，将浸镀后的泡沫铝对接或搭接面贴合，热压，热压完成后冷却至室温形成冶金复合连接。粉末冶金的表面处理工艺连接强度较低，连接面上各点的连接强度存在差异，产品均匀性差。

鉴于上述问题，本发明创作者经过长时间的研究和实践，终于获得了本发明的创新工艺，利用铸造成型的方法，突破了泡沫铝与铝合金整体成型的关键技术，实现了泡沫铝与铝合金结构件一次性整体成型，解决了泡沫铝材料整体安装使用不便的问题，为泡沫铝材料在吸能防撞领域的推广应用和产业化制造提供了技术支撑。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案在于，提供一种抗冲击吸能结构件制备方法，包括以下步骤：