[发明专利]一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺

权利要求书

1.一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺，其特征在于：所述工艺包括按顺序进行的下列步骤：

1）将铝合金板料置于加热炉中，加热炉的炉膛按照设置的升温曲线实现加热，加热终了温度为铝合金的固溶温度T₁，板料温度达到炉膛温度后保温一段时间，保证固溶体有足够的过饱和度；

2）将金属板料快速转移至热冲压模具中，该转移过程需要在很短时间内完成，目的是减少板料在转移过程中与空气进行热辐射造成热量损失，温度降低，从而保证热冲压前金属有良好的塑性流动性，易于成形，减少成形缺陷；

3）热冲压模具中的上模快速下行，金属板料发生塑性变形，最后贴靠下模实现快速成形； 模具内冷却管道通入循环冷却水，实现成形后零件的快速淬火，保证人工时效热处理时材料组织有足够的固溶体过饱和度； 成形结束后，保压一段时间，防止热应力作用导致板料发生明显回弹变形，影响产品尺寸精度；

4）采用不同的纤维夹层材料，进行三维空间优化性编织，形成不同编织结构的纤维夹层结构； 将热固性树脂浸润编织好的纤维夹层，获得纤维增强复合材料又叫预浸料，然后将预浸料放置于上、下热成形板料中，制得纤维夹层金属层板复合材料；

5）将纤维夹层金属层板复合材料转移至热处理炉中，通过加持装置实现纤维夹层金属层板复合材料的固定和承压状态； 设置合适的时效温度T4和时效时间，充分利用树脂材料的热固性以及金属时效强化作用，保证金属材料的第二相弥散析出强化的同时，非金属纤维结构与金属板料的强力粘接，将两种具有优异性能的材料结合起来，获得强度更高的轻质复杂结构件。

2.根据权利要求1所述的一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺，其特征在于：铝合金板材与纤维增强材料，作为两种优质的轻量化材料，利用复合成形工艺将各自优异的力学性能结合起来，形成综合性能更高的复合结构，可以代替传统结构和功能材料，在保证强度提升的同时，达到有效减重的效果。

3.根据权利要求1所述的一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺，其特征在于：预浸料与金属板材复合结构的构建处于整体工艺流程中热成形与时效热处理之间，工艺过程安排合理，通过后续的时效处理，可以达到激发双重工艺各自优势的效果。

4.根据权利要求1所述的一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺，其特征在于：通过优化热成形工艺中金属板料的厚度与纤维夹层的三维编织结构，可以实现复合材料的结构多样性，通过时效处理后对复合结构材料的力学性能分析，为不同使用要求的结构功能材料提供了可选择性。

5.根据权利要求1所述的一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺，其特征在于：复合成形过程中的关键工艺参数板料固溶温度、板料冲压初始温度、冲压速度、淬火速度和模具与板料之间的摩擦系数，利用实验的方法可以实现有效控制，通过调整该工艺参数之间的合理优化配置，实现工艺过程的多样化和可操作性，对不同用途的材料的工艺制定具有一定的指导意义。