CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111231366A(43)申请公布日2020.06.05(21)申请号202010038112.1(22)申请日2020.01.14(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人何霁郭聪李淑慧韩国丰(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.B29C70/34(2006.01)B29C70/54(2006.01)C21D9/00(2006.01)B29L31/30(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法(57)摘要本发明公开了一种CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，包括以下步骤：先将铝合金置于加热炉中进行固溶处理并迅速转移至水冷模具中成形及淬火；之后对铝合金表面进行粗糙化处理并与碳纤维预浸料叠层；最后通过热冲压模具完成CFRP/铝合金的共固化过程及铝合金的时效过程，或者通过热冲压模具完成CFRP/铝合金的共固化过程，再将复合结构转移至加热炉中完成时效过程。该方法可以有效地提升复合结构的强度和成形精度，缩短工艺流程，提高成形效率。CN111231366ACN111231366A权利要求书1/1页1.一种CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将铝合金板材进行固溶处理；S2、将固溶后的铝合金板材转移入水冷模具中，并合模成形；S3、成形完成之后继续保持合模状态，通过水冷将水冷模具的温度稳定为室温，完成铝合金板材的模内淬火；S4、对淬火后的铝合金板材取出，然后进行表面的粗糙化处理，并将碳纤维预浸料铺放在铝合金板材的粗糙表面，得到预浸料/铝合金预成形件；S5、将预浸料/铝合金预成形件置于室温模具中，合模；S6、将室温模具升温至120-180℃并保温；S7、将CFRP/铝合金制件取出并空冷，即得所述CFRP/铝合金复合结构。2.根据权利要求1所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，步骤S1中，所述固溶处理的温度为450-575℃、保温时间为30-180min。3.根据权利要求1所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，步骤S2中，在5s之内进行所述合模成形。4.根据权利要求1所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，步骤S4中，所述粗糙化处理包括表面喷砂处理、阳极氧化处理中的至少一种。5.根据权利要求1所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，步骤S5中，所述合模时保持压力为0.2-0.8MPa。6.根据权利要求1所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，采用时效时间为2h的铝合金板材时，所述步骤S4中采用的碳纤维预浸料为常规碳纤维预浸料，所述步骤S6中采用的升温速率为1-2℃/min、保温时间为2-3h。7.根据权利要求1所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，采用时效时间为2h以上的铝合金板材时，所述步骤S4中采用的碳纤维预浸料为快速固化碳纤维预浸料，所述步骤S6中采用的升温速率为3-5℃/min、保温时间为5-10min；且还包括在步骤S6之后，将得到的预浸料/铝合金制件取出，并保持温度为120-180℃，保温2-10h的步骤。8.根据权利要求6所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，所述时效时间为2h的铝合金板材包括6063T1、7A19；所述常规碳纤维预浸料为固化时间1.5-2.5h的碳纤维预浸料。9.根据权利要求7所述的CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，其特征在于，所述时效时间为2h以上的铝合金板材包括2219、6061、7075；所述快速固化纤维预浸料为固化时间15min以内的碳纤维预浸料。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的成形方法制备的CFRP/铝合金复合结构。2CN111231366A说明书1/6页CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法技术领域[0001]本发明涉及一种CFRP/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法，具体涉及一种CFRP/铝合金复合结构热成形-淬火-时效-共固化一体化成形方法，属于板材成形技术领域。背景技术[0002]安全、环保与节能是当前汽车制造业发展的主题，汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一。相关实验研究表明，汽车质量每减少10％，油耗可降低6％-8％，尾气排放量可减少4％。汽车轻量化主要通过结构优化设计、轻量化材料应用和先进制造技术等方式来实现。其中，采用轻量化材料