[发明专利]一种兼具高强度和高成形性车用铝合金板材的制备方法

摘要

一种汽车车身外板用高强度和高成形性铝合金材料的制备方法，属于铝合金技术领域。本发明通过微合金化调控熔铸原生相的形核、长大以及分布，并辅以后续热加工过程调控，不仅可以使得合金基体内的原生相能够呈近球形以及均匀弥散分布状态，而且还能够利用所形成的具有特定分布特征的原生相在热加工过程中对合金组织和织构演化产生积极影响。使得所开发的合金板材组织细化且织构显著弱化，进而表现出优异的冲压成形性能，表征冲压成形性能的塑性应变比r值可达0.73以上，而Δr值仅为‑0.06。所开发的高成形性铝合金材料及其制备方法非常适合应用于汽车车身外板的制造，特别是对冲压成性能、弯边性能以及烤漆硬化增量等均有较高要求的复杂形状零部件的制造。

主权项

1.一种兼具高强度和高成形性车用铝合金板材的制备方法，其特征在于铝合金板材的化学成分质量百分比含量为：Zn: 0～3.2wt%，Mg：0.5～0.9wt%，Si：1.0～1.4wt%，Cu：0.1～0.3wt%，Fe：0.3~0.5wt%，Mn：0.3~0.6wt%，Ni：0.005~0.2wt%，Cr≤0.25wt%，Ti：0.01~0.05wt%，B≤0.2wt%，余量为Al，其中化学成分Mg、Si、Fe 和Mn的Mg/Si、Fe/Mn和Fe/Ni质量比范围分别为0.35~0.9、0.5~1.67和3~25；具体工艺步骤为：/n1）Al-Mg-Si-Cu系合金的配置，中频感应熔炼和铸造，先熔化Al、Mg、Si、Zn、Cu、Fe和Mn主合金元素，然后微合金化技术添加微量元素Ni、Ti，最后熔体保温在650~780℃并浇铸到水冷钢模；/n2）双级均匀化，第一级450~490℃保温2~6h，第二级540~560℃保温15~30h，升降温速率20~50℃/h；/n3）热轧变形，开轧温度在520~565℃，道次压下量为4%~35%，热轧总变形量＞92%，终轧温度低于300℃得到热轧板材；/n4）冷轧变形，变形量30~60%，道次压下量为10%~35%；/n5）中间退火，温度350~450℃，时间0.5~3h；/n6）二次冷轧变形，变形量30%~60%，道次压下量为10%~35%；/n7）固溶处理，温度520~570℃，保温1min~1h，升温速率大于50℃/s；/n8）淬火处理，降温速率大于200℃/s；/n9）低温预时效处理，温度60~120℃，时间1h-20h+14天自然时效，得到高强度和高成形性车用铝合金板材；/n步骤1）所述中频感应熔炼和铸造以如下方式进行，首先将纯铝全部加入坩埚并熔化，温度控制在780~880℃，然后先后加入Al-20wt%Si、Al-50wt%Cu、Al-20wt%Fe、Al-10wt%Mn中间合金，并采用大功率熔化后保温5~10min，然后向熔体中加入纯Zn和纯Mg，无Zn的合金不需要添加纯Zn，并采用大功率充分搅拌使其彻底溶化，保温5~10min，然后添加微合金化元素Ni和Ti，避免Ni沉入底部要采用大功率进行间断搅拌，温度控制在810~890℃，保温5~15min；继续待熔体降温至740℃后扒渣、加入精炼剂进行除气精炼；然后将熔体温度降至720℃时加入Al-5wt%Ti-1wt%B晶粒细化剂并进行适当搅拌，最后在此温度保温10min后将熔体浇铸到四周水冷的钢模内。/n