[发明专利]能够高度成型并且耐晶间腐蚀的铝镁合金带材

说明书

技术领域

本发明涉及一种由AlMg铝合金组成的冷轧的铝合金带材以及一种用于其生产的方法。此外还提出了由这种铝合金带材而制成的相应的部件。

背景技术

AA 5xxx类型的铝镁(AlMg)合金以片或板材或带材的形式使用于船、汽车、以及飞机制造中焊接或接合结构的构造。这类合金的特征在于高强度，而随着镁含量的增加这个强度也会增强。具有多于3％的镁含量，尤其具有多于4％的镁含量的AA 5xxx类型的铝镁合金，在承受升高的温度情况下，晶间腐蚀的趋向会增加。在温度为70-200℃的情况下，β-Al5Mg3相就会沿着晶界而析出，将这个相称为β粒子，并且这个相在腐蚀性的介质存在的情况下可以选择性地析出。这导致了，只要顾及到腐蚀性介质的存在，例如以湿气的形式存在的水，就特别不能在受热的区域内使用具有非常好的强度属性以及非常好的成形性的AA5182类型(Al 4.5％Mg 0.4％Mn)的铝合金。这尤其涉及到了汽车的部件，通常需要在这类部件外加以阴极电泳浸漆涂层(KTL)并且随后在烘烤过程中将其烘干，而正因为通过这个烘烤过程可能会引起常见的铝合金带材上的晶间腐蚀的敏感性。此外，必须为了在汽车领域中的使用而考虑到在部件的生产中的成型工序以及部件随后的工作负荷。

通常会在根据ASTM G67的标准测试(NAMLT试验)中检验晶间腐蚀的易发性，其中，向测试样本加以硝酸，并且测量由于晶间腐蚀而产生的质量损失。根据ASTM G67，不耐晶间腐蚀的材料的质量损失超过15mg/cm²。

用于汽车领域的板材，例如车门内板，需要有非常好的成形性。就此，这些需求基本由各个部件的刚度决定，而材料的强度仅仅起到次要的作用。这些部件通常经历了多个阶段的成型过程，例如像是具有一体的窗框的车门内板。

因此，除了AlMg铝合金的腐蚀性以外，其可塑性也对这种材料的应用的可能性具有很大的影响。例如，目前熟知的材料导致了，不能够从单个的板材来拉深成汽车的侧壁板，这不仅仅使得侧壁的重新构造，也使得用于汽车侧壁部分制造的额外工序成为了必然需要。

可以例如在拉伸试验中通过Tiefungsprüfung nach Erichsen(埃里克森杯突试验)(DIN EN ISO 20482)来测量成型行为，其中，会将冲头压在板材上，从而导致了冷成型。在冷成型的过程中，直到发生因裂缝产生而导致的负载降低，会测量冲头的力与位移。以32mm的冲头直径以及35.4mm的模直径，本申请中所引用的SZ32拉伸测量借助于用于减少摩擦力的Teflon拉膜而实施。通过所谓的平面应变(Plane-Strain)拉深试验，利用根据DIN EN ISO 12004的Nakajima几何结构，以100mm的冲头直径来完成其它的拉深性能的测试。为此，使具有特殊几何结构的样本经受深冲试验直到出现裂缝，发生裂缝时的深度就会作为材料的可塑性的指数而使用。

从JP 2011-052290 A中已知一种用于制成罐头盖的铝合金带材，这种带材尽管具有很小的厚度，却能够尽可能地承担负荷。就此，这种带材具有再结晶结构。

此外，从EP 2 302 087 A1中已知由一种铝复合材料制成的汽车底盘部分，这个底盘部分具有作为外层的铝合金层。基于所使用的合金成分，这种铝复合材料的特点在于，具有高度耐腐蚀性以及其低重量的情况下的优异的强度值。

由镁含量高的AA5xxx铝合金而制成的复合材料解决方案具有防腐蚀的外部铝合金层，但是，这一解决方案具有这样的缺陷，即，其生产过程成本高，并且在铝复合材料与其它部件接合的接合位置，例如在切边处、钻孔处以及缺口处，还是会有增高的腐蚀风险。

发明内容

本发明因此涉及一种单层的铝材料。基于此，本发明的目的在于，提供一种单层的铝合金带材，这种铝合金带材具有足够的耐晶间腐蚀性，并且还具有很好的成形性，从而能够由此制成具有足够强度的例如汽车车门内板这样的大面积拉深部件。此外，还应该提出一种方法，利用这种方法能够生产单层的铝合金带材。最后还应该提出由根据本发明的铝合金带材所制成的部件。

根据本发明的第一个教导，上述目的通过一种冷轧的、由AlMg铝合金组成的铝合金带材来达到，其中，这种铝合金具有以下合金成分：

硅≤0.2重量％，

铁≤0.35重量％，

铜≤0.15重量％，

0.2重量％≤锰≤0.35重量％，

4.1重量％≤镁≤4.5重量％，

铬≤0.1重量％，