[发明专利]一种改善铝合金冲压成形的热加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金热处理领域，具体涉及一种改善铝合金冲压成形的热加工方法。

背景技术

为满足汽车轻量化要求，符合节能环保、安全可靠的要求，各种轻量化材料得到了迅猛的发展。与汽车用钢板相比，铝合金板具有密度小、强度高、耐锈蚀等优点，能满足汽车轻量化的特殊要求，已成为汽车轻量化技术中替代钢板的主要材料。目前，汽车行业中已经有铝制发动机体、铝制缸盖、铝制进气歧管、铝制制动鼓、甚至铝皮车身和铝车架等，总的发展趋势是将所有的铸铁件都用铝来替代。但由于晶体结构上的差异，铝合金板与钢板的材料性能有很大的差异，普通的铝合金材料成形性较差，在冲压成形过程中，极易造成裂纹、开裂、变形等缺陷，因此传统钢板的成形理论与技术不能直接应用到铝合金板上，需要探索出适合汽车用铝合金板冲压成形的理论和技术。

现有的技术中，大多是从冷加工技术和材料研究方面进行冲压成形的改善，冷加工成形技术归纳起来主要有三种方法：一是从成形模具的结构上进行冲压成形的改善，如压料面形状、模具圆角半径、拉深筋等；二是从工艺条件上进行冲压成形的改善，如压边力、润滑条件、板料形状等；三是从提高材料本身塑性上进行冲压成形的改善，如中温成形、超塑性成形等。材料研究方面，主要是从微观上对各种元素进行分析，在基体材料中添加不同的合金元素，控制其成分、含量，或是对材料基体的晶粒尺寸进行控制，从而达到改善材料成形性能的效果目的。冷加工成形技术的改进虽然也可改善铝合金材料的成形性能，但是改变模具、压边力和成形温度的方法都存在着技术要求高、难于控制以及成本较高的缺点。从材料研究方面改善铝合金的成形性，其需要投入较大，并且，其适用对象具有局限性，只能针对特殊的一些材料，通用性差，存在着技术问题。

公开号为CN 101545083A的专利申请公开了一种提高6XXX系铝合金加工成形性和烘烤硬化特性的热处理方法，6XXX系铝合金薄板固溶淬火处理后在1分钟内进行60℃～120℃的热处理，处理时间为30分钟～30小时；或者，6XXX系铝合金薄板固溶淬火处理后在1小时内进行120℃～180℃的热处理，处理时间为5分钟～30分钟，然后在一天内接着进行50℃～80℃的热处理，处理时间1小时～30小时。该公开的技术方案虽然能提高加工成形性，但是该热处理过程是在铝合金板材的制备过程中，即在轧制过程中，固溶淬火处理后增加了热处理方法，使得制备出的铝合金板材在交付给汽车生产时易于加工变形且无过渡回弹，因此，该技术方案仅限于制备铝合金板材本身性质进行改进，即针对铝合金板材在运输和库存过程中过饱和溶质原子发生偏聚，强度高于淬火态但冲压成形性降低的问题，并未涉及汽车生产过程中对铝合金板材冲压成形方法的改进，该铝合金板材本身性质的改变对铝合金板材冲压成形的改善效果不明显，存在着技术缺陷。

公开号为CN 101476094A的专利申请公开了一种汽车变形铝合金板材的预处理工艺，将铝合金板材放入固溶处理炉中，在520℃～550℃温度下固溶加热保温30分钟后，淬入5％～10％的聚醚水溶性介质中，冷却后室温停留2～3天，将其放入时效处理炉中，在140℃～170℃温度下时效处理10～15分钟。铝合金板材生产厂家经过增加该道生产工序，改善了铝合金板材的成形性、抗时效稳定性及烘烤硬化性，从而提高铝合金板材的成形性，但是该工艺仍仅限于铝合金板材生产厂家对生产的铝合金板材本身性质进行改进，并未涉及汽车生产过程中对铝合金板材冲压成形方法的改进，存在着技术缺陷。

发明内容

本发明提供了一种改善铝合金冲压成形的热加工方法，通过增加热处理工序，从而改善铝合金型材的冲压成形，解决了冷加工成形技术要求高、难于控制、成本较高和材料改进成本高、通用性差的技术问题。

一种改善铝合金冲压成形的热加工方法，在进行冲压成形之前，将铝合金型材在230℃～330℃处理1min～20min，再在20s内将铝合金型材转移到0℃～50℃的水中，冷却后，在8h内完成冲压成形。

一般在230℃～330℃的范围内，选择处理温度越高，所需处理的时间越短。

铝合金型材通过热处理工序进行回归处理，回归处理的工艺过程主要是控制其在某一加热速度下升至特定温度然后保温一定的时间，再以适当的速度冷却，从而改变其组织，达到改善性能目的。回归现象的实质是经过自然时效后的铝合金生成的亚稳定相，形成G·P区尺寸较小，在快速短时加热时发生溶解，这些小的G·P区不再稳定而重新溶入固溶体中，此时将合金快冷至室温，则铝合金又变成新的淬火状态，与原有的淬火状态相似，仍可重新计算自然时效。因而，铝合金的性能也恢复到新淬火状态下的性能。