[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

摘要

一种高强铝合金热冲压‑纤维热固化复合再增强工艺，是将铝合金热成形‑淬火一体化技术与纤维夹层增强机理相结合的复合成形工艺，定义为：首先，进行铝合金的热成形‑淬火一体化技术，将铝合金外板料加热至固溶温度并保温一段时间，然后迅速转移至冲压模具中，实现快速成形与淬火；然后，制作纤维与热固性树脂的混合物又称为预浸料，将该预浸料放置于热成形工艺获得的双层金属板零件的中间，形成一种纤维夹层与金属层板复合的结构；最后，将上一步制得的纤维夹层金属层板复合结构转移至热处理炉中进行人工时效处理，实现金属/非金属通过层间化合物实现表面分子间强力结合的多维材料属性复合的产品，该复合再增强工艺具有一定的科学研究价值。

主权项

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：所述的轻质铝合金热成形‑淬火一体化技术与纤维夹层增强机理相结合的复合成形新工艺包括按顺序进行的下列步骤：1）将铝合金板料1置于加热炉2中，加热炉2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1快速转移至热冲压模具3和4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3和4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3和4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6又叫预浸料，然后将预浸料放置于上、下热成形板料5和7中，制得纤维夹层金属层板复合材料8；5）将纤维夹层金属层板复合结构材料8转移至热处理炉9中，通过加持装置实现纤维夹层金属层板复合材料8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。