[发明专利]一种汽车车身用铝合金及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车车身板的铝合金材料及其热处理工艺，属于铝合金材料技术领域。

背景技术

汽车轻量化是汽车发展方向之一，而汽车车身的铝合金化则是轻量化的重要手段。6xxx系Al-Mg-Si合金，如AA6022、AA6111和AA6016，作为最有应用前景的车身板材已经在欧美、日本等国生产的汽车中得到应用。该系合金通常在材料生产厂进行固溶处理，然后经过一段时间的存储及运输后，再在汽车生产厂进行冲压成形，并最终进行烤漆处理。因此对于6xxx系铝合金汽车板的一般要求为：在材料冲压前的放置过程中，性能稳定；材料成形性能较高，以利于冲压成形；较高的时效硬化效应，以利于在烤漆处理过程中，提高材料的强度（抗冲击性能）。目前已经得到应用的汽车车身用6xxx系合金主要为过剩Si型合金。过剩Si的添加一方面能提高材料的成形性能，另一方面则可能增加材料的自然时效效应，降低材料的烤漆硬化效果。同时，高Si含量也不利于材料的再回收。

因此有必要开发一种新型的汽车车身板用6xxx系铝合金及其热处理工艺，使得合金板材在汽车材料生产厂制备完毕后，性能能稳定至材料冲压之前；且具有较高的成形性能以及烤漆硬化能力。

发明内容

本发明目的是克服现有技术存在的不足，提供一种过剩Mg型的汽车车身板用6xxx系铝合金及其预热处理方法，通过合理优化6xxx系合金中各合金元素的含量及预时效工艺，使得材料具有较好的综合性能。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种汽车车身用铝合金，其成分的质量百分含量为：

Si   0.35～0.75 wt%，

Mg  0.75～1.15 wt%，

Cu  0.20～0.50 wt%，

Mn  0.10～0.60 wt%，

Cr   ≤0.10 wt%，

Ti   ≤0.15 wt%，

Zn   ≤0.25 wt%，

Fe  0.05～0.30 wt%，

其他元素或杂质各自<0.05 wt%，并且总计<0.15 wt%，

余量为Al。

进一步的，上述的一种汽车车身用铝合金，合金为过剩Mg型合金，即，Mg含量与Si含量之比大于1。 

更进一步的，上述的一种汽车车身用铝合金，成分的质量百分含量：Mg为0.85～1.05 wt%，Si为0.40～0.55 wt%，Cu为0.20～0.35 wt%，Mn为0.1～0.25 wt%， Fe为0.05～0.20 wt%。

本发明一种汽车车身用铝合金的热处理方法，将铝合金铸锭进行均匀化退火热处理后，再经过热轧、中间退火、冷轧加工成板材；将铝合金板材在540～565℃进行固体处理后快速淬火至不高于100℃，然后在15分钟内进行预时效处理，预时效处理工艺是180～200℃预时效10～60秒或者70～130℃预时效0.2～12小时。

再进一步的，上述的一种汽车车身用铝合金的热处理方法，在180～200℃预时效10～60秒后再在24小时之内进行70～130℃时效处理0.2～12小时。

再进一步的，上述的一种汽车车身用铝合金的热处理方法，板材进行烤漆处理，使材料的屈服强度不低于180 MPa。

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：

本发明通过控制合金元素Mg、Si、Cu、Mn的含量，以及相关预时效工艺的开发，使得材料具有优异的烘烤硬化以及成形性能，同时使材料具有优异的室温稳定性（自然时效过程中材料性能稳定）。

具体实施方式

本发明一种汽车车身用铝合金，其成分的质量百分含量为：Si 0.35～0.75 wt%，Mg 0.75～1.15 wt%，Cu 0.20～0.50 wt%，Mn 0.10～0.60 wt%，Cr ≤0.10 wt%，Ti ≤0.15 wt%，Zn ≤0.25 wt%，Fe 0.05～0.30 wt%，其他元素或杂质各自<0.05 wt%，并且总计<0.15 wt%，余量为Al。合金为过剩Mg型合金，即，Mg含量与Si含量之比大于1。 

最佳成分范围是：Mg为0.85～1.05 wt%，Si为0.40～0.55 wt%，Cu为0.20～0.35 wt%，Mn为0.1～0.25 wt%， Fe为0.05～0.20 wt%。