[发明专利]一种Al-Mg-Zn-Cu合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种Al-Mg-Zn-Cu合金及其制备方法。

背景技术

世界汽车工业正面临越来越严峻的三大课题：能源、环保、安全。减轻汽车自重降低能耗，减少环境污染，提高汽车的燃料经济性，节约有限资源已成为各大汽车厂关注的焦点。

铝合金具有比强度高、耐蚀性好、抗冲击性良好、易表面着色，良好的加工成形性，以及较高的再回收、再生性等一系列优良特性，使其成为了汽车轻量化的首选材料，具有其它合金无法比拟的优良性能。

由于轿车车身约占总车重量的30%，铝合金常被用来制造车身板，近年来铝合金车身板倍受关注。在众多系列的铝合金中，5XXX系铝合金被认为是用作汽车车身板非常理想的合金，其在汽车制造过程中有良好的深拉延性能和冲型性能，易于制造内板等形状复杂的部位。

但是，汽车车身板用5XXX系铝合金属于不可热处理强化合金，其强度略显不够，抗冲击性较差；现有技术中生产的5XXX系铝合金不仅强度和抗凹陷性不能满足车身板的要求，而且在深冲过程中通常产生产品表面一系列新台阶或锯齿状变形带，严重影响表面质量，烤漆后出现软化现象，从而又使其不利于用作汽车车身板的合金。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Al-Mg-Zn-Cu合金及其制备方法，本发明提供的Al-Mg-Zn-Cu合金可用作汽车车身板，满足汽车车身板的强度和抗冲击性的要求，且具有良好的烘烤性能和成形性能。

本发明提供了一种Al-Mg-Zn-Cu合金，包括以下组分：

Mg3.5wt%～5.3wt%；

Cu0.05wt%～0.28wt%；

Zn0.50wt%～2.0wt%；

Mn0.10wt%～0.50wt%；

Ti0.01wt%～0.10wt%；

Cr≤0.10wt%；

Si≤0.20wt%；

Fe≤0.30wt%；

余量的Al及不可避免的杂质。

优选的，包括4.0wt%～5.0wt%的Mg。

优选的，包括0.10wt%～0.25wt%的Cu。

优选的，包括0.90wt%～1.5wt%的Zn。

优选的，包括0.15wt%～0.30wt%的Mn。

本发明提供了一种Al-Mg-Zn-Cu合金的制备方法，包括以下步骤：

a）将权利要求1～5任意一项所述的合金包含的组分进行熔炼和浇铸，得到铸锭；

b）将所述铸锭依次进行均匀化处理、热轧、退火、冷轧和固溶淬火处理；

c）将经过所述步骤b）的固溶淬火处理后的铝合金板进行矫平处理；

d）将经过所述步骤c）的矫平处理的铝合金板进行热处理，冷却后得到汽车车身用Al-Mg-Zn-Cu合金板。

优选的，所述步骤a）为：

将铝锭熔化后，待熔体温度为730℃～750℃时，向其中加入AlCu50、AlMn10中间合金、Zn和覆盖剂，当中间合金全部融化搅拌熔体；待熔体温度降至700℃～720°C，向其中加入Mg，并充分搅拌，然后造渣、除气精炼；待温度在710℃～730°C，向其中加入Al-5Ti-B中间合金，搅拌后静置10分钟～15分钟，浇铸成型，得到铸锭。

优选的，所述步骤b）中的均匀化处理的温度为440℃～470℃；

所述步骤b）中均匀化处理的时间为10h～24h。

优选的，所述步骤b）中热轧的温度为400℃～440℃；

所述步骤b）中热轧的终轧厚度为4mm～8mm。

优选的，所述步骤b）中退火的温度为300℃～420℃；

所述步骤b）中退火的时间为0.5h～3h。

优选的

所述步骤b）中冷轧变形量≥70%。

优选的，所述步骤b）中的固溶淬火处理为：

将经过冷轧后的板材加热到500°C～550°C下保温5min内进行固溶处理，所述加热的速率为不小于5℃/s；

将经过所述固溶处理的板材以不小于10℃/s的速率进行快速冷却处理。

优选的，所述步骤d）中热处理的温度为240℃～300℃。