[发明专利]由铝合金产品制成的成型汽车部件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适于成型为汽车车身部件(例如门板、发动机罩或后备箱盖板)的铝合金板产品。本发明进一步涉及汽车车身部件、制造汽车车身部件的方法、以及铝合金板产品在该制造方法中的用途。

背景技术

在下文中将会明了的是，除非另有说明，铝合金牌号和状态代号(temper designations)是指在2010年由美国铝业协会(AluminumAssociation)出版的Aluminum Standards and Data and the RegistrationRecords中的Aluminum Association designations。

对于合金组成或优选的合金组成的任何描述而言，除非另有说明，所有提及百分比之处都是指重量百分比。

可热处理的AA6000型系列AlMgSi合金正广泛用于汽车车身部件，其中除了铝板良好的可成型性，经烤漆过程后的强度也起着重要作用。对于用于汽车车身部件的铝板，其需求包括良好的可成型性、低且稳定的屈服点、高的表面质量(包括在将板成形或变形嵌入车体板件后不显出拉伸应变)。传统上来说，这种铝板通过下列步骤制造：铸锭、均化和/或预热、热轧、冷轧至最终厚度，继以固溶热处理、并以高冷却速率从固溶热处理温度淬火以冷却至低于150℃。在冷却之后，随后对所述铝板特别是通过自然时效进行时效处理，以获得所期望的性能水平。为了用于汽车工业，在通过例如压制或深拉成形之后，为铝板设置一个或多个涂层。通过将这种涂层在升温下保持一定时间而使其迅速固化。这一处理在本领域被称为术语“烤漆”，执行这一处理在本领域被称为术语“烤漆过程”(paint-bake cycle)。通常的烤漆过程包含一个或多个连续的短暂热处理，所述热处理在直至200℃的范围内进行10分钟至短于40分钟、通常短于30分钟的时间。根据OEM，这一烤漆过程可由2至5个连续步骤组成，并包括干燥步骤。

对AA6000系列铝板进行的人工时效和喷涂层的固化通常大部分同时发生。由于需要节约能源，在汽车制造中的倾向为降低烤漆的时间和温度，例如降至在约160℃至190℃下进行15至30分钟。已经提出数种初步时效处理、或称预时效处理，以改善板在烤漆后的性能。这一预时效处理在由固溶热处理淬火后、且在任何实质上的时效硬化发生之前进行，并且所述预时效处理在成型操作(例如模压(stamping)、深拉(deepdrawing))之前进行，以增强所谓的烤漆响应，后者在汽车烤漆过程期间显著强化所述合金板。预时效处理的应用增强了沉淀动力学，并降低了沉淀物尺寸。这种预时效处理的实例在下列专利文献中公开：WO95/14113、WO96/07768、WO97/022724，以及US A3,135,633。

然而，在汽车制造(OEM’s)中存在进一步降低烤漆过程中所用温度的持续趋势，这导致目前使用的6000系列合金在烤漆过程后不能达到所要求的强度水平，甚至在应用已知的预时效处理后也不行。因此，为了在烤漆过程后在铝合金产品中达到期望的强度水平，制造汽车车身部件的方法需要进一步改变。

发明内容

本发明的目的是提供适于汽车车身部件的可成型铝合金板产品，该产品经烤漆过程后能达到至少160MPa的屈服强度。

本发明的另一目的是提供适于汽车车身部件的可成型铝合金板产品，该产品在最高温度低于140℃的烤漆过程后能达到至少160MPa的屈服强度。

本发明的另一目的是提供制造成型汽车车身部件的方法，该部件经烤漆过程后的屈服强度为至少160MPa。

本发明满足或超出了这些目的和其他目的以及进一步的优点，本发明提供以下产品：铝合金轧制板产品，屈服强度高于160MPa，规格为0.5mm至4mm、优选0.7mm至3.5mm，并且以wt％计具有如下组成：

其它元素和不可避免的杂质，各自至多为0.05％，总量至多为0.2％，并可选地具有(至多约0.05％的Ca、至多约0.05％的Sr、至多约0.004％的Be)；余量为铝。

根据本发明，已经发现在这一组成范围内的板产品具有优异的压制成型性，且在进行烤漆过程、尤其是施加用于固化任何喷涂层的温度不超过140℃或甚至不超过约130℃的烤漆过程后，屈服强度为至少160MPa、优选至少200MPa。