[发明专利]汽车车身用铝合金及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种6xxx系铝合金，尤其涉及一种用于汽车车身板的铝合金材料，属于铝合金技术领域。

背景技术

汽车轻量化是汽车的发展方向之一，而汽车的铝合金化则是轻量化的重要手段。近年来，汽车车身铝合金板的开发一直是国内外研究的重点，其主要集中在2xxx系、5xxx系和6xxx系三大系列。6xxx系铝合金相对于5xxx系铝合金，具有更高的烘烤硬化性能及抗冲击性能；低Cu的6xxx系铝合金通常比高Cu的2xxx系铝合金，具有更好的耐蚀性能。因此目前铝合金车身板的发展趋势是开发6xxx系车身板用铝合金。

目前，AA6022、AA6111、AA6016合金作为汽车车身板材料已经在欧美生产的汽车中得到应用。其中，AA6111合金烘烤硬化性较好，但其冲压前的屈服强度较高（通常超过150 MPa甚至更高），造成该材料成形性能下降、翻边延性较差，难以全部满足汽车车身板的成形性要求。同时该合金中的Cu含量较高，降低了材料的耐蚀性能。AA6016、AA6022合金为低Cu合金，具有较好的成形性能，但其烘烤硬化性相对AA6111合金的低。目前已经得到应用的汽车车身用6xxx系合金主要为过剩Si型合金。过剩Si的添加一方面能提高材料的成形性能，同时也可以提高合金的烘烤硬化效应。

因此，有必要开发一种新型的高过剩Si型汽车车身板用6xxx系铝合金及其热处理工艺，使得合金板材在汽车材料生产厂制备完毕后，具有良好的成形性能并稳定至材料冲压之前；且具有较强的烤漆硬化能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有汽车车身用铝合金性能的不足，提供一种具有较高烘烤硬化性能且成形性能较好的汽车车身板用铝合金及其热处理工艺，通过合理优化合金中各元素的含量及预时效工艺，使得材料具有较好的综合性能。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

汽车车身用铝合金，其特征在于其成分的质量百分含量为：

Si   1.25～2.0 wt％；

Mg  0.40～0.70 wt％；

Cu  0.05～0.15 wt％；

Mn  0.05～0.25 wt％；

Cr   ≤0.10 wt％；

Ti   ≤0.15 wt％；

Fe  0.05～0.15 wt％；

余量为Al。

进一步地，上述的汽车车身用铝合金，成分中所述

Si   1.40～2.0 wt％；

Mg  0.40～0.60 wt％；

Mn  0.10~0.20 wt%。

本发明汽车车身用铝合金的热处理方法，铝合金铸锭进行均匀化退火热处理后，再经过热轧、中间退火、冷轧加工成板材；将铝合金板材在540~565℃进行固溶处理后快速淬火至低于100℃，然后于30分钟内进行预时效处理，预时效处理工艺为：于180~220℃预时效1~10s，或者于60~100℃预时效0.2~12h。

再进一步的，上述的汽车车身用铝合金的热处理方法， 180~220℃预时效1~10s后再于24h之内进行60～100℃时效处理0.2~12h。

再进一步的，上述的汽车车身用铝合金的热处理方法，热处理后的合金具有平均尺寸为20~30μm的等轴晶。

再进一步的，上述的汽车车身用铝合金的热处理方法，铝合金冲压前总延伸率高于28%，加工硬化率高于0.26，平面应变下的变形极限FLD₀高于0.24；烤漆后材料的屈服强度高于200 MPa。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明通过控制主要合金元素Mg、Si、Cu的含量，使得材料具有较高的强度水平和成形性能，调整微量元素Mn、Fe的含量，进一步使得材料的成形性能得到优化；同时结合预时效工艺的实施，使得材料兼顾较高的烤漆强度和成形性能。

具体实施方式

针对现有商业用汽车车身用6xxx系铝合金强度较低的现状，通过合理调整各合金元素的含量，以达到提高烘烤硬化性，并保证材料成形性能的目的。