專利名稱：一種汽車車身用鋁合金及其板材制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種成形性優(yōu)異的汽車車身用鋁合金成分及其板材制造方法。
背景技術(shù)：
采用可熱處理強(qiáng)化的6XXX系鋁合金板材制造汽車車身以減輕汽車自重，是目前 解決汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境污染和能源短缺兩大嚴(yán)重社會(huì)問(wèn)題最直接有效的途 徑之一。近年來(lái)，歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)對(duì)6XXX系鋁合金合金化原理、沖壓成形方法的 研究，先后在國(guó)際上注冊(cè)了 6016、6111、6181及6022等車身板鋁合金牌號(hào)，申報(bào)了多項(xiàng)車身 用鋁合金板材的制備加工及沖壓生產(chǎn)工藝的專利。國(guó)內(nèi)東北大學(xué)、中南大學(xué)、鄭州大學(xué)及上 海交大等高等院校業(yè)曾就汽車車身用6XXX系鋁合金板材的時(shí)效特性、板材成形性能和力學(xué) 性能等方面進(jìn)行了研究，也申報(bào)了一些有關(guān)汽車車身用6XXX系鋁合金板材熱處理工藝方面 的專利。但是目前公開(kāi)的資料均主要集中在對(duì)汽車車身用6XXX系鋁合金板材的最終熱處 理方面，主要是固溶水淬后的預(yù)時(shí)效處理工藝方面的研究，其關(guān)鍵技術(shù)在于通過(guò)調(diào)控析出 相(precipitate)粒子組態(tài)以改善合金板材的沖壓成形性能。然而，6χχχ系鋁合金板材基 體中除了 Mg2Si和Al1.9CuMg4. iSi3.3序列的析出相粒子外，還存在大量Mg2Si、Al8 (FeMn) 2Si、 Al8Si6Mg3Fe, Al5 (FeMn) Si 和 Si 等結(jié)晶相(constituent)粒子，以及 Al6Mru Al3Ti、Al5Cr 等彌 散相(dispersoid)粒子，它們與運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)交互作用將嚴(yán)重影響該系合金的塑性流變行為，進(jìn) 而影響其板材的沖壓成形性。因而，綜合調(diào)控結(jié)晶相、彌散相和析出相三類合金相粒子組態(tài)是 控制6XXX系鋁合金板材沖壓成形性的關(guān)鍵。雖然6XXX系鋁合金中的三類合金相粒子組態(tài)在 其板材的整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生復(fù)雜的演變，但就其中的一類合金相粒子而言，其組態(tài)主要受控 于某一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，例如控制析出相粒子組態(tài)的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝為最終熱處理(包 括固溶和預(yù)時(shí)效)過(guò)程，決定結(jié)晶相組態(tài)的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括鑄造、均勻化和軋制工藝環(huán)節(jié)，而 控制彌散相粒子組態(tài)的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝主要有鑄造、均勻化、軋制和中間退火等工藝過(guò)程。雖然6XXX系鋁合金板材經(jīng)合適的最終熱處理工藝(主要是固溶水淬后合適的預(yù) 時(shí)效)處理后，其沖壓成形性能得到比較明顯的改善，然而目前該系鋁合金板材成形性仍 不能滿足汽車車身構(gòu)件的沖壓生產(chǎn)要求。因而，開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異沖壓成形性的6XXX系鋁合金 及其相應(yīng)的板材生產(chǎn)制備工藝技術(shù)是推廣該系合金板材在汽車車身中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有汽車車身用鋁合金板材成形性存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種汽車車身用 鋁合金及其板材制造方法。本發(fā)明采用半連續(xù)鑄造方法生產(chǎn)了一種6XXX系鋁合金鑄錠，其成分范圍為 MgO. 6 1. 33wt%, Si 0. 6 1. 33 wt%,Cu 0. 3 0. 7 wt%,Zn 彡 0. 3 wt%,Fe 彡 0. 15 wt%, Mn 0. 2 0. 8 wt%, Cr 0. 01 0. 3 wt%, Ti 0. 01 0. 3 wt%，余量為 Al。所述合金成分中的Mg和Si質(zhì)量分?jǐn)?shù)比等于1，而且MruCr和Ti三種合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總含量不低于0. 3%，而且Cu含量不低于0. 3%。制備合金鑄錠的具體方法如下熔煉合金的原料為99. 9%的純Al，電解純Cu，工業(yè)純Mg，工業(yè)純Zn以及A1-9. 5% Si、Al_9% Mn、Al_3% Ti和Al_4% Cr等中間合金。先加 入純鋁，采用石墨粘土坩堝在電阻爐中熔煉，待純鋁半熔化時(shí)，加入純Cu和純Zn ；當(dāng)金屬全 部熔化且熔體溫度達(dá)到730°C 750°C時(shí)，加入A1-9. 5% Si、Α1_9% Μη、Α1_3% Ti和A1-4% Cr等中間合金，并添加少量覆蓋劑，覆蓋劑由KCl、MgCl和CaF組成，其中KCl占50%，MgCl 占28%，CaF占22% ；當(dāng)中間合金全部熔化攪拌熔體，待熔體溫度達(dá)到750°C 760°C時(shí)加 入純鎂，并充分?jǐn)嚢?；然后造渣、除氣精煉，爐子停電，靜置熔體，待熔體溫度降至720°C 730°C時(shí)，采用半連續(xù)方式鑄造成型。將上述成分范圍的合金鑄錠先在循環(huán)風(fēng)爐中進(jìn)行100°C 500°C X Ih 24h的低 溫預(yù)先形核處理，然后再進(jìn)行550°C X24h的常規(guī)均勻化處理，以調(diào)控主要含Mn、Cr和Ti 的彌散相粒子組態(tài)。均勻化處理后的鑄錠切頭銑面后，重新加熱至435°C 445°C后進(jìn)行熱 車L，熱變形總量超過(guò)85%，終軋溫度不低于300°C，熱軋終軋厚度為4mm 7mm。熱軋后的 板材經(jīng)400°C 440°C X0. 5h 2h中間退火處理后再冷軋至0. 7mm 1. 2mm左右，冷變形 量超過(guò)75%。冷軋板材經(jīng)535°C 550°C X5min IOmin固溶水淬后在室溫停放Imin 48h，再在烘干箱中進(jìn)行80°C 240°C X4min 8h的預(yù)時(shí)效處理(T4P態(tài))，再在室溫停放 2周以上，然后測(cè)定其基本成形性指標(biāo)及杯突值。本發(fā)明合金成分的特點(diǎn)在于控制合金中Mg/Si = 1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步控制Mn、Cr 和Ti三種合金元素總含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于0. 3 %，同時(shí)添加一定量的Cu以進(jìn)一步保證合 金具有較高的強(qiáng)度，以保證由該系合金板材沖壓成形后的車身構(gòu)件具有足夠抗凹陷性能的 要求。為顯著提高發(fā)明合金的沖壓成形性，本發(fā)明在系統(tǒng)研究了常規(guī)均勻化處理前的預(yù)先 形核溫度及形核時(shí)間，對(duì)半連續(xù)鑄造生產(chǎn)的發(fā)明合金鑄錠中，主要含Al和Mn和/或Cr和 /或Ti等合金元素的彌散相粒子及主要含Al、Mg、Si和Cu的析出相粒子的析出動(dòng)力學(xué)、形 核長(zhǎng)大過(guò)程和分布規(guī)律，以及對(duì)非平衡結(jié)晶相回溶入基體等行為的影響規(guī)律，并進(jìn)一步研 究了后續(xù)常規(guī)均勻化處理過(guò)程中彌散相、析出相和結(jié)晶相粒子的析出、長(zhǎng)大或回溶等規(guī)律 的基礎(chǔ)上，最終發(fā)明能有效調(diào)控發(fā)明合金鑄錠中彌散相粒子尺寸、數(shù)量和分布的預(yù)先熱處 理制度。結(jié)合本發(fā)明合金板材的制備方法，最終獲得能顯著改善發(fā)明合金沖壓成形性的彌 散相預(yù)先形核的熱處理方法。由于本發(fā)明方法只需將鑄錠在常規(guī)均勻化處理前的隨爐加熱 過(guò)程中的某一低溫段進(jìn)行一定時(shí)間的保溫處理，然后再加熱至常規(guī)均勻化處理所需的溫度 進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間保溫處理，從工藝上來(lái)說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)很容易實(shí)現(xiàn)，100°C 500°C X Ih 24h的預(yù)先形 核熱處理工藝在現(xiàn)有的鋁合金均勻化處理生產(chǎn)線上實(shí)施控制簡(jiǎn)單方便，不必增加設(shè)備及工 藝投資。更重要的是發(fā)明合金經(jīng)本發(fā)明方法處理后，隨后再進(jìn)行常規(guī)均勻化處理及熱軋、中 間退火、冷軋及固溶淬火后在室溫停放一段時(shí)間后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)時(shí)效處理并充分自然時(shí) 效(即T4P態(tài))，其沖壓成形性得到顯著的改善。這有利于汽車生產(chǎn)廠提高沖壓成品率，降 低沖壓成本，方便汽車生產(chǎn)廠廣泛采用鋁合金板材來(lái)代替鋼板生產(chǎn)汽車車身構(gòu)件以達(dá)到減 重的目的，因而它能取得顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明工藝作進(jìn)一步的補(bǔ)充與說(shuō)明。
采用99. 9%的純Al，電解純Cu，工業(yè)純Mg，工業(yè)純Zn以及A1-9. 5% Si, Al-9% Mn,Al-3% Ti和Al-4% Cr等中間合金，于電阻爐中采用石墨粘土坩堝熔煉了 5爐合金。具 體熔煉方法如下先加入純鋁錠，待純鋁錠呈半熔化狀態(tài)時(shí)，加入純Cu和純Zn ；當(dāng)金屬全部 熔化且熔體溫度達(dá)到 730750°C時(shí)，加入 A1-9. 5% Si, Al-9% Mn、Al_3% Ti 和 Al_4% Cr等中間合金，并添加少量覆蓋劑，覆蓋劑由KCl、MgCl和CaF組成，其中KCl占50%，MgCl 占28 %，CaF占22 % ；當(dāng)中間合金全部熔化后攪拌熔體，待熔體溫度達(dá)到750°C 760V時(shí)加 入純鎂，并充分?jǐn)嚢?；然后造渣、除氣精煉，爐子停電，靜置熔體，待熔體溫度降至720°C 730°C時(shí)，采用半連續(xù)方式鑄造成SOmmX 160mm寬的扁鑄錠。實(shí)施發(fā)明合金的具體化學(xué)成分 見(jiàn)表1。表1實(shí)施發(fā)明合金化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，Wt% ) 發(fā)明合金扁鑄錠經(jīng)100°C 500°C父111 2411熱處理后，再隨爐升溫至5501保 溫24h進(jìn)行常規(guī)均勻化處理。鑄錠切頭銑面后重新加熱至430°C 450°C后進(jìn)行熱軋，熱軋 采用縱橫交替的方式，總軋制變形量超過(guò)85%，終軋溫度不低于30(TC，熱軋板最終厚度為 4mm 7mm。熱軋后的板材經(jīng)400°C 440°C XO. 5h 2h中間退火處理后再冷軋至0. 7mm 1. 2mm左右，冷變形量超過(guò)75%。冷軋板材經(jīng)540°C 550°C X5min IOmin固溶水淬后， 室溫停放Imin 48h后，再在烘干箱中進(jìn)行80°C 240°C X4min 12h的預(yù)時(shí)效處理，隨 后再在室溫停放2周以上，即為T(mén)4P態(tài)。
具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例1從實(shí)施發(fā)明合金1#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至100°c保溫21h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 440°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成6mm厚的 板材，終軋溫度為330°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行440°C XO. 5h的退火處理，最后冷軋 成1. Omm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行540°C X IOmin固溶處理水淬后Imin內(nèi)裝入烘干 箱中進(jìn)行170°C X5min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例2從實(shí)施發(fā)明合金1#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中， 隨爐升溫至450°C保溫6h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 440°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成5mm厚的板材，終軋溫度為325°C。切定尺后直接進(jìn)行420°C X Ih的退火處理，最后冷軋成0.9mm厚 的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X 7min固溶處理水淬后室溫停放8h，隨后裝入烘干箱 中進(jìn)行190°C X7min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例3從實(shí)施發(fā)明合金1#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至280°C保溫16h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 450°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成4mm厚的 板材，終軋溫度為310°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行410°C X 2h的退火處理，最后冷軋成 0. 7mm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行545°C X7min固溶處理水淬并于室溫停放48h后， 裝入烘干箱中進(jìn)行240°C X3min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試 驗(yàn)。
實(shí)施例4從實(shí)施發(fā)明合金2#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中， 隨爐升溫至500°C保溫lh，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 450°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制4道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成4mm厚的 板材，終軋溫度為315°C。切定尺后直接進(jìn)行400°C X 1. 5h的退火處理，最后冷軋成1. Omm 厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X7min固溶處理水淬后室溫停放20min，隨后裝入 烘干箱中進(jìn)行170°C X7min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例5從實(shí)施發(fā)明合金2#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至350°C保溫24h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 430°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成7mm厚的 板材，終軋溫度為330°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行430°C X0. 5h的退火處理，最后冷軋 成1. 2mm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X5min固溶處理水淬后室溫停放24h，隨 后裝入烘干箱中進(jìn)行140°C X 12min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突 試驗(yàn)。實(shí)施例6從實(shí)施發(fā)明合金2#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至140°C保溫18h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 450°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成5mm厚的 板材，終軋溫度為330°C。切定尺后直接進(jìn)行400°C X 2h的退火處理，最后冷軋成0.8mm厚 的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行540°C XSmin固溶處理水淬后室溫停放1.5h，隨后裝入烘干 箱中進(jìn)行190°C X5min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例7從實(shí)施發(fā)明合金3#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至150°C保溫12h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 430°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成6mm厚的 板材，終軋溫度為320°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行430°C X Ih的退火處理，最后冷軋成 0. 9mm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X IOmin固溶處理水淬后室溫停放2h，隨后裝入烘干箱中進(jìn)行200°C X4min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例8從實(shí)施發(fā)明合金3#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨爐升溫至50(TC保溫24h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 440°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制4道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成4mm厚的 板材，終軋溫度為325°C。切定尺后直接進(jìn)行440°C X 2h的退火處理，最后冷軋成0.7mm厚 的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X 7min固溶處理水淬后室溫停放8h，隨后裝入烘干箱 中進(jìn)行190°C X7min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例9從實(shí)施發(fā)明合金3#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中， 隨爐升溫至250°C保溫8h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 450°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成5mm厚的 板材，終軋溫度為330°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行410°C X Ih的退火處理，最后冷軋成 1. Omm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行545°C X IOmin固溶處理水淬后室溫停放30min后 裝入烘干箱中進(jìn)行165°C X6min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試 驗(yàn)。實(shí)施例10從實(shí)施發(fā)明合金2#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中， 隨爐升溫至400°C保溫3h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 440°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制4道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成4. 5mm厚 的板材，終軋溫度為310°C。切定尺后直接進(jìn)行410°C X 1. 5h的退火處理，最后冷軋成1. Omm 厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X7min固溶處理水淬后室溫停放8min，隨后裝入烘 干箱中進(jìn)行160°C X5min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例11從實(shí)施發(fā)明合金4#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至30(TC保溫24h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 450°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成4mm厚的 板材，終軋溫度為310°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行440°C X0. 5h的退火處理，最后冷軋 成0. 8mm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X5min固溶處理水淬后室溫停放24h，隨 后裝入烘干箱中進(jìn)行120°C X ISmin的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突 試驗(yàn)。實(shí)施例12從實(shí)施發(fā)明合金4#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中， 隨爐升溫至120°C保溫8h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 440°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制4道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成6mm厚的 板材，終軋溫度為330°C。切定尺后直接進(jìn)行430°C X0. 5h的退火處理，最后冷軋成0.7mm 厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X7min固溶處理水淬后室溫停放lmin，隨后裝入烘 干箱中進(jìn)行150°C XSmin的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。
實(shí)施例13從實(shí)施發(fā)明合金4#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨爐升溫至460°C保溫lh，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 430°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成5mm厚的 板材，終軋溫度為320°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行400°C X 2h的退火處理，最后冷軋成 1. 2mm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X5min固溶處理水淬后室溫停放IOmin后裝 入烘干箱中進(jìn)行210°C X 4min的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例14從實(shí)施發(fā)明合金5#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至100°c保溫24h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 440°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制4道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成6mm厚的 板材，終軋溫度為325°C。切定尺后直接進(jìn)行400°C X Ih的退火處理，最后冷軋成1.2mm厚 的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行540°C X7min固溶處理水淬后室溫停放5min后，裝入烘干箱 中進(jìn)行100°C X8h的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例15從實(shí)施發(fā)明合金5#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至220°C保溫18h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 430°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成6. 5mm厚 的板材，終軋溫度為330°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行400°C Xlh的退火處理，最后冷軋 成1. Imm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行540°C X5min固溶處理水淬后室溫停放lh，隨后 裝入烘干箱中進(jìn)行80°C X 12h的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例16從實(shí)施發(fā)明合金5#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中， 隨爐升溫至500°C保溫2h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 450°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成4mm厚的 板材，終軋溫度為330°C。切定尺后直接進(jìn)行400°C X 2h的退火處理，最后冷軋成0.9mm厚 的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X5min固溶處理水淬后室溫停放30min，隨后裝入烘 干箱中進(jìn)行90°C X2h的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試驗(yàn)。實(shí)施例17從實(shí)施發(fā)明合金5#扁鑄錠上切取IOOmm長(zhǎng)的鑄錠，于室溫下裝入循環(huán)風(fēng)爐中，隨 爐升溫至380°C保溫10h，然后升溫至550°C保溫24h，出爐空冷，切頭銑面后重新加熱至 430°C開(kāi)軋，先沿著扁鑄錠寬度方向軋制3道次，然后沿著扁鑄錠長(zhǎng)度方向軋制成5mm厚的 板材，終軋溫度為320°C。將熱軋板切定尺后直接進(jìn)行410°C X Ih的退火處理，最后冷軋成 1. Omm厚的薄板。薄板在鹽浴爐中進(jìn)行550°C X IOmin固溶處理水淬后室溫停放48h，隨后 裝入烘干箱中進(jìn)行240°C X IOmin的預(yù)時(shí)效處理，再在室溫下停放2周后進(jìn)行拉伸和杯突試 驗(yàn)。實(shí)施例1 17合金薄板供貨狀態(tài)性能指標(biāo)如表2 表2實(shí)施例性能指標(biāo) 由表2可見(jiàn)，經(jīng)發(fā)明工藝處理后的本發(fā)明合金板材供貨狀態(tài)下不僅具有較高的強(qiáng) 度而且具有優(yōu)良的沖壓性能，這很好地體現(xiàn)了本發(fā)明的價(jià)值。
權(quán)利要求
一種汽車車身用鋁合金，其特征在于該合金的成分為Mg 0.6～1.33 wt％，Si 0.6～1.33wt％，Cu 0.3～0.7 wt％，Zn≤0.3 wt％，F(xiàn)e≤0.15 wt％，Mn 0.2～0.8 wt％，Cr 0.01～0.3 wt％，Ti 0.01～0.3wt％，余量為Al。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車車身用鋁合金，其特征在于所述合金成分中的Mg和Si質(zhì) 量分?jǐn)?shù)比為1，且MruCr和Ti三種合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總含量彡0.3%;且Cu含量彡0.3%。
3.權(quán)利要求1所述汽車車身用鋁合金板材的制造方法，其特征在于包括以下步驟①合金熔煉，采用石墨粘土坩堝在電阻爐中熔煉，首先加入鋁，待鋁半熔化時(shí)加入Cu 和Zn ；當(dāng)金屬全部熔化，熔體溫度達(dá)730°C 750°C時(shí)加入A1-9. 5% Si、Al_9% Μη、Α1_3% Ti和Al-4% Cr中間合金，并添加少量覆蓋劑，當(dāng)中間合金全部熔化攪拌熔體，當(dāng)熔體溫度 達(dá)到750°C 760°C時(shí)加入純鎂，并充分?jǐn)嚢瑁蝗缓笤煸?、除氣精煉，停電，靜置熔體；②鑄造成型，采用半連續(xù)方式鑄造成型；③預(yù)形核處理，將上述成分的合金鑄錠在循環(huán)風(fēng)爐中進(jìn)行低溫預(yù)先形核處理，處理溫 度為100°C 500°C，時(shí)間為Ih 24h;④均勻化處理，預(yù)形核處理后接著進(jìn)行常規(guī)均勻化處理，溫度550°C，時(shí)間24h;⑤熱軋，均勻化處理后將鑄錠切頭銑面，重新加熱至430°C 450°C，熱變形總量> 85%，終軋溫度彡300°C，熱軋終軋厚度為4mm 7mm ；⑥中間退火，熱軋后的板材經(jīng)400°C 440°C中間退火處理0.5h 2h ；⑦冷軋，中間退火后的板材進(jìn)行冷軋至0.7 mm 1. 2mm，冷變形量> 75% ；⑧固溶水淬處理，冷軋后板材經(jīng)540°C 550°C，固溶水淬5min IOmin；⑨室溫停放，水淬處理后在室溫下停放Imin 48h；⑩預(yù)時(shí)效處理，將經(jīng)過(guò)室溫停放后的板材置于烘干箱中預(yù)時(shí)效處理4min 8h，溫度 80°C 240 °C ； 再次室溫停放，在室溫下停放2周以上。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車車身用鋁合金板材的制造方法，其特征在于制備合金所用 原料中Al為99. 9%的純Al，Cu為電解純Cu，Mg為工業(yè)純Mg，Zn為工業(yè)純Zn。
全文摘要
一種汽車車身用鋁合金及其板材制造方法，屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，該合金的成分為Mg0.6～1.33 wt％，Si 0.6～1.33 wt％，Cu 0.3～0.7 wt％，Zn≤0.3 wt％，F(xiàn)e≤0.15 wt％，Mn 0.2～0.8 wt％，Cr 0.01～0.3 wt％，Ti 0.01～0.3 wt％，余量為Al。其成分中的Mg和Si質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1，且Mn、Cr和Ti三種合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總含量≥0.3％；且Cu含量≥0.3％。該汽車車身用鋁合金的制造方法步驟如下①合金熔煉，②鑄造成型，③預(yù)形核處理，④均勻化處理，⑤熱軋，⑥中間退火，⑦冷軋，⑧固溶水淬處理，⑨室溫停放，⑩預(yù)時(shí)效處理，再次室溫停放，在室溫下停放2周以上。本發(fā)明特點(diǎn)是發(fā)明合金熔鑄工藝及其板材生產(chǎn)工藝控制簡(jiǎn)單方便，而且發(fā)明合金板材不僅具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)還具備優(yōu)異的沖壓成形性，能有效提高鋁合金車身覆蓋件沖壓成品率，降低沖壓成本。
文檔編號(hào)C22C21/08GK101880801SQ20101019992
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者劉春明, 左良, 王建軍, 田妮, 趙剛 申請(qǐng)人:東北大學(xué)