[发明专利]6系汽车车身用高烘烤硬化性铝合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种6系铝合金，尤其涉及一种具有较高烘烤硬化性的6xxx系汽车车身用高烘烤硬化性铝合金材料，属于铝合金技术领域。

背景技术

汽车轻量化是汽车的发展方向之一，而汽车的铝合金化则是轻量化的重要手段。近年来，汽车车身铝合金板的开发一直是国内外研究的重点，其主要集中在2xxx系，5xxx系和6xxx系三大系列。但目前发展趋势是开发6xxx系车身板用铝合金。

该系合金通常以T4(固溶淬火+自然时效)或T4P(固溶淬火+预时效)状态供货。一般要求该材料在汽车厂冲压前屈服强度较低，加工硬化率及延伸率较高，从而提供良好的成形性能，冲压制品在最后的烤漆过程中通过时效强化获得较高的强度，以保证汽车板材料在服役过程中具有较高的抗冲击性能。目前获得应用的汽车车身板用6xxx系铝合金主要有AA6111合金、AA6016和AA6022铝合金。国内由于汽车板材冲压成形的问题不能妥善解决还无法进行汽车车身用6xxx系铝合金板的工业化生产，国产汽车车身板的铝化率基本为零。

目前国内对6xxx系铝合金的研究主要集中在AA6111合金上。AA6111合金烘烤硬化性较好，但其冲压前的屈服强度较高(通常超过150MPa甚至更高)，造成该材料成形性能下降、翻边延性较差，难以全部满足汽车车身板的成形性要求。同时该合金的Cu含量较高，降低了材料的耐蚀性能。6016、6022合金为低Cu合金，具有较好的成形性能，但其烘烤硬化性相对6111合金的低。

因此需要开发一种低Cu的6xxx系铝合金，且该合金具有较高的烘烤硬化性能同时，满足成形性能的需要，成为汽车车身材料开发的关键问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有汽车车身用铝合金性能的不足，在现有车身用铝合金成分的基础上，通过合金成分的调整，提供一种兼顾较好的烘烤硬化性能及成形性能的6xxx系汽车车身用高烘烤硬化性铝合金材料。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

6系汽车车身用高烘烤硬化性铝合金材料，成分的质量百分含量为：Si0.50～1.00wt％，Mg 0.60～1.30wt％，Cu 0.01～0.30wt％，Mn 0.05～0.20wt％，Cr≤0.10wt％，Ti≤0.15wt％，Fe 0.05～0.25wt％，余量为Al。

进一步地，上述的6系汽车车身用高烘烤硬化性铝合金材料，其中，Si 0.50～0.75wt％，Mg 0.60～0.80wt％，Cu 0.10～0.30wt％，Mn 0.05～0.10wt％，Cr≤0.10wt％，Ti≤0.15wt％，Fe 0.05～0.15wt％，余量为Al。

更进一步的，上述的6系汽车车身用高烘烤硬化性铝合金材料，其中，镁的质量百分含量大于1.3-0.66×Si，Mn 0.10～0.20wt％，Fe 0.15～0.25wt％。

上述6xxx系汽车车身用高烘烤硬化性铝合金材料，铸造成型后，进行均匀化退火热处理，然后热轧、冷轧、固溶处理；在冲压成形前至少自然时效一天。其冲压前的屈服强度低于130MPa；而烤漆后屈服强度大于230MPa、抗拉强度大于310MPa。该材料具有较高的烘烤硬化性能，且其成型性能满足加工要求。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明控制6xxx系铝合金中主要合金元素Mg、Si、Cu的含量，使材料具有较高烘烤硬化性能，同时保证材料具有较高加工硬化能力、成形性能；另一方面合理控制微量元素Fe、Mn的含量，以控制材料的晶粒尺寸等，从而达到进一步提供材料成形性能的目的。多种技术措施确保材料具有较好的综合力学性能，是制造汽车车身的理想材料，较好满足汽车工艺的使用要求。

具体实施方式

针对现有商业用汽车车身用6系铝合金或是强度较低，成形性能较差(尤其是冲压前屈服强度过高)的现状，通过合理调整各合金元素的含量，以达到兼顾较好的成形性能与烘烤硬化性的目的。