[发明专利]一种汽车蒙皮板用铝合金及其制造方法

说明书

本发明属于有色金属技术领域，涉及一种汽车蒙皮板用铝合金及其制造方法，包括铸造、锯铣、均匀化、热轧、冷轧、固溶淬火、在线预时效以及室温停放，其中在线预时效和室温停放是将固溶淬火后铝合金卷材进行在线预时效处理，预时效温度280～320℃，预时效加热时间7s，预时效后的铝合金卷材离线打卷后置于恒温库冷却至室温后，室温停放2周，其中打卷温度为80～100℃，该汽车蒙皮板解决了国内汽车蒙皮板用铝合金强度、塑性和成形性能不同时满足汽车生产要求的问题。

技术领域

本发明属于有色金属技术领域，涉及一种汽车蒙皮板用铝合金及其制造方法。

背景技术

节能、环保是汽车发展的新动向，与此同时，能源和环境是当今世界面临的两大问题，两者均与汽车产业发展息息相关，制造出“低能耗”、“低排放”甚至“零排放”的汽车是汽车行业及政府等部门都需要思考的问题。在采用相同动力系统和传动系统的前提下，乘用车的整车质量每减少10％，燃油消耗就可降低6％～8％。与汽车的动力系统和传动系统的技术改革相比，轻量化是降低能耗、减少排放的最为有效的措施之一。

实现汽车轻量化主要有三种途径：1)结构优化，使零部件薄壁化、中空化、小型化或复合化；2)新材料的使用，如铝合金、镁合金、高强钢及一些非金属材料的使用；3)工艺的改进，主要包括成形技术和连接技术。结构优化轻量化减重有限，工艺的改进轻量化开发成本相对较高，因此新材料的使用轻量化显得尤为重要。铝及铝合金是目前应用较为成熟的轻量化金属材料，其优势为低密度(仅为钢材的1/3)、中高强度、高弹性、高抗冲击性能、易着色等。每用100kg铝合金替代钢材就能减重200kg，每百公里油耗可降低0.6～1.2L、二氧化碳排放可减少1kg。在当前汽车制造中，已大量的使用在汽车轮毂、动力系统及悬架系统等零部件中，近年来奥迪、捷豹路虎、福特、奇瑞等都使用了全铝式的车身结构，铝合金已经成为了一种比较理想的轻量化材料。

6014、6016、6022、6111、7020等铝合金牌号应用于汽车蒙皮板，其中，6111、7020合金板材由于具有高的强度而备受欧美国家的青睐，以取得更显著的减重效果。日本、中国等亚洲国家均倾向于关注强度相对较低成形性相对较好的6014、6016和6022铝合金汽车蒙皮板的研究。

汽车蒙皮板用6系铝合金在冲压成形前的屈服强度不应超过130MPa，不含Cu或者含低量Cu，最好不超过120MPa，延伸率应大于24％，n值(加工硬化指数)应大于0.28，f(包边因子)应小于0.5。屈服强度越低，延伸率越大，n值越大，f值越小，越有利于冲压成形；而烤漆后，屈服强度应不小于210MPa。同时，6系汽车板在固溶淬火后通常要在室温放置2周甚至1个月以上才能进行冲压成形及后续的烤漆处理(这里包括运输、异形板加工时间等)。在室温放置会发生自然时效，一方面受自然时效强化影响，冲压前强度升高不利于成形；另一方面，自然时效后再烘烤硬化，强度低，将降低烘烤硬化效果。为解决这个问题，本发明对固溶水淬后的薄板立即进行预时效处理，抑制自然时效，使薄板达到稳定状态。

汽车蒙皮板用6xxx系铝合金在固溶淬火后放置时间对屈服强度有很大影响，这可以从固溶淬火后自然时效时间和电导率变化曲线中间接反映出来，如图1所示。经预时效处理达到的稳定状态(一般预时效后2周)即为T4P状态，T4P状态板材性能稳定，不受运输、加工等时间限制，可在之后的任何时间做冲压处理。试验中，模拟烤漆处理，预先拉伸2％，模拟烤漆处理在油浴炉中进行，获得薄板的最终使用强度，即T64或者说PB态。

目前，国内的铝合金汽车蒙皮板铝化率程度低，主要存在两个问题：1)成形性能差，在冲压过程中，容易开裂，成品率低，不稳定；2)烤漆后性能低，不能满足使用要求。因此开发一种低Cu含量的6系铝合金，且该合金兼顾较高的成形性能和烘烤硬化性能，已成为汽车材料开发的关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决上述汽车蒙皮板存在的成形性能差以及烤漆后性能差，不能满足使用要求的问题，提供一种汽车蒙皮板用铝合金及其制造方法。