当前,节能、环保、安全已经成为汽车工业发展所需面对的难题,汽车轻量化研究成为解决上述难题的关键之处。基于此背景,本文开发并制备了一种新的热塑性碳纤维铝基金属层板（Thermoplastic carbon fiber aluminum-based laminates,CFRTP/AL）,并围绕其工艺制备方法、基础力学性能以及常温/温冲压成形性能展开试验研究,主要研究内容如下:首先,本文基于热模压制备工艺路线,采用机械打磨及磷酸阳极化的方式对铝合金进行表面前处理,并对热塑性尼龙6碳纤维预浸料进行60°C烘箱干燥30 min处理,通过选取合理的工艺参数分别制备了CFRTP/AL以及相应的热塑性碳纤维层板（Thermoplastic carbon fiber laminates,CFRTP层板）。结果表明,其关键工艺参数组合为:升温至240°C,保压压力3 MPa,保温30 s,制得的CFRTP/AL中铝合金与碳纤维连接界面粘接情况良好,适用于冲压制备金属复材结构件。进一步对该类复合材料的基础力学性能进行了系统研究,确定其最优铺层设计。分别开展CFRTP层板的准静态拉伸及三点弯曲试验,结果表明:[0o]10CFRTP层板的抗拉强度可达1382 MPa,是[90o]10的34.5倍,抗弯强度可达1090 MPa,是[90o]10的15.6倍,纤维方向对层板性能影响很大;基于等厚度原则,进一步开展了不同铺层角度设计的CFRTP/AL[X]5三点弯曲及拉伸性能试验,结果表明,0o/90o/0o/90o/0o正交铺层设计的CFRTP/AL力学性能最优,其抗拉强度可达470 MPa,抗弯强度可达393 MPa,相对于-45o/90o/0o/90o/45o的铺层设计其强度分别提升了136%、66%,且结构对称均匀性良好。最后,基于先进的数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）测试技术,开展了CFRTP/AL的常温及温成形性能评价试验。首先,对正交铺层设计的CFRTP/AL进行不同温度的热力拉伸试验,结果表明,试件的断裂应变由常温的1.55%提升至240°C对应的9.8%,高温下其成形性能得到了有效提升。进一步利用自主开发的高温成形极限测试设备开展了CFRTP/AL的成形极限测试,分别得到了常温、120°C、240°C温度下该类复合材料的成形极限曲线。结果表明,CFRTP/AL常温下的成形性能不佳,但随着冲压成形温度的提升,成形性能得到显著改善。与常温冲压成形相比,240°C下最小尺寸试件主应变由3.8%提升至14%,中间尺寸试件主应变由3.8%提升至10%,全圆尺寸试件主应变由4.1%提升至13%,结果证明正交铺层设计的CFRTP/AL在240°C时具有较好的温冲压成形效果,满足汽车金属复材一体化零件的成形制备需求。