[发明专利]铝合金产品和制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月28日提交的美国临时专利申请号62/069,569的权益，该美国临时专利申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本发明涉及在T4回火状态下具有非常好的成形性，特别是在高强度回火状态(例如T6回火状态、T8回火状态以及T9回火状态)下具有高韧性和延展性的铝合金产品。所述延展性和韧性使得所述合金可以在这些高强度回火状态下被铆接并且在它们的预期使用中具有优良的延展性和韧性特性。本发明还涉及一种生产所述铝合金产品的方法。具体来说，这些产品具有在机动车工业中的应用。

背景技术

用于许多车辆的车身部分是由几个车身板制造的。迄今为止，在机动车工业中，这些板已经主要由钢制成。然而，最近，在机动车工业中已经存在用较轻的铝板代替较重的钢板的趋势。

然而，为了可为用于汽车车身板所接受，铝合金不仅必须具有例如强度和耐腐蚀性的必要特征，而且还必须表现出良好的延展性和韧性。这些特征是重要的，这是因为机动车车身板需要与其它板、面板、车架等附接或组合。附接或组合板的方法包括电阻点焊、自冲铆接、粘合剂粘结、卷边等。

自冲铆接是其中自冲铆钉完全刺穿顶板，但是仅部分刺穿底板的一种工艺。铆钉的尾端不会穿透底板，并且因此，在顶板与底板之间提供防水性或气密性接合。此外，铆钉的尾端扩张并且联锁到底板中，从而形成低剖面铆扣。为了确保最大的接合强度和使用中的完整性和耐久性，变形的铝板材料必须基本上没有所有的缺陷。这些缺陷可以包括内部空隙或裂纹、外部裂纹、或显著的表面开裂。由于存在板厚度和铆钉类型的许多组合，它们中的每一种必须针对生产情形加以“调整”，因此使用铆接本身作为材料的延展性和韧性的评估是不实际的。材料在铆接期间经历的变形的密切替代方案是在预期的使用强度下对材料进行弯曲操作。因此，通过对材料进行这一弯曲操作，材料可以被列为它能够被铆接或在预期使用中具有足够的延展性或韧性。完全构造是用实际的铆接和碰撞性能来指导的。迄今为止，弯曲数据已经与实际的使用性能具有足够好的相关性；因此，弯曲测试是至少一个原始设备制造商(Original Equipment Manufacturer，OEM)的官方发布标准。其它测试，如剪切测试也是评估韧性的手段。

在OEM的更高标准下，自冲铆接需要满足必要的弯曲半径/板厚度(r/t)比的具有足够的延展性和韧性的金属板。具有足够的延展性是至关重要的，这是因为它确保金属板能够以特定的强度被铆接并且能够在碰撞事件期间满足一般韧性要求。所述材料需要保持足够的延展性以使得它以合理的可塑度发生变形，而不是通过快速的破裂事件发生变形。这是一个特别难以满足的要求。举例来说，在本领域中一般已知的是，对于以相似的强度弯曲铝合金，r/t比通常是2至4。迄今为止，具有大于1的r/t比的所有材料均表现出非常差的铆接行为。一些可接受的铆钉接合已经用表现出小于0.6(例如0.4至0.6)的r/t比的材料来进行。然而，对于最困难的铆钉接合，所述材料必须表现出小于0.4的r/t比。在r/t比是0.4时，外纤维表面应变超过40％，这是一个剧烈变形要求，所述要求先前在高于260MPa屈服强度(YS)，并且通常在280MPa-300MPaYS范围内的这些高使用强度下是难以达到的。由于实际的使用强度通常在280MPa-300MPa YS范围内，因此强度和延展性的这一组合特别难以获得。

因此，需要可以被铆接的并且在碰撞事件期间满足延展性和韧性要求的机动车车身板。

发明内容

本发明的所涵盖的实施方案是由权利要求书，而不是本发明内容来限定的。本发明内容是本发明的各个方面的高度概述并且介绍了在以下具体实施方式部分中进一步描述的构思中的一些。本发明内容不意图标识所要求保护的主题的关键或必要特征，它也不意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每一项权利要求来理解主题。