CN101356294A - 涂漆烘烤可硬化性优异的6000系铝挤压材料及其制造方法 - Google Patents

涂漆烘烤可硬化性优异的6000系铝挤压材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及6000系列铝挤压材料，其含有0.3质量％至0.7质量％的镁、0.7质量％至1.5质量％的硅、0.35质量％或更低的铜、0.35质量％或更低的铁、0.005质量％至0.1质量％的钛、0.05质量％至0.30质量％的锰、0.10质量％或更低的铬和0.10质量％或更低的锆，条件是以0.05质量％至0.40质量％的总量含有至少一种选自由锰、铬和锆组成的组的过渡元素，其余包括铝和不可避免的杂质，特征在于所述铝挤压材料的屈服强度由于相当于涂漆烘烤的热史而提高60MPa，从而具有180MPa或更高的预定屈服强度。该铝挤压型材具有优异的涂漆烘烤可硬化性，因此可以通过相当于涂漆烘烤的热史达到可用于汽车等的构件的屈服强度。

Description

涂漆烘烤可硬化性优异的6000系铝挤压材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及涂漆烘烤可硬化性优异的6000系铝(Al-Mg-Si合金)挤压材料，在经受相当于涂漆烘烤的热史时以及在经受调质处理时，其屈服强度可以增大。本发明可用于经受相当于涂漆烘烤的热史的元件，例如车辆(例如汽车)构件，包括框架构件，例如侧梁、侧面构件、横梁和门框架。
背景技术
近年来，出于对全球环境的保护，用于汽车等的构件的铝合金正获得关注。但是，每单位重量铝的价格比钢贵。在使用铝的情况下，重量降低而同时部件成本往往变贵。因此，当铝合金用于汽车构件等时，必须降低所用铝挤压材料的价格。
汽车等的构件可以通过下列制造步骤制造：挤压成型→拉伸矫直→切割(铝挤压步骤)；涉及弯曲的二次加工(取决于汽车等的构件类型)；和调质处理→涂漆→涂漆烘烤。在制造汽车等的构件的这类步骤中，铝挤压材料经受相当于调质处理和涂漆烘烤的两个热史。此外，当通过调质处理处理处在二次加工后的状态下的铝挤压材料时，负载效率变差，导致产品价格昂贵。因此，优选取消调质处理(如果可行的话)或二次加工时的调质处理，以便利用相当于涂漆烘烤的热史而使用提高铝挤压材料屈服强度的步骤。
此外，优选地，汽车等的构件在二次加工时具有低水平的屈服强度，并确保当用作框架构件，例如侧梁、侧面构件、横梁和门框架时，这类构件的屈服强度达到使该构件可适用的程度。
此外，当6000系铝合金(其是Al-Mg-Si合金)含有总量不小于化学计算组成的0.6重量％的Mg2Si和过量Mg(或过量Si)时，出现所谓的“负作用”。在这种情况下，与刚挤压后的屈服强度相比，这类合金在自然老化后的屈服强度增大，而与这类合金没有在室温下放置的情况相比，老化处理后的屈服强度降低。优选地，具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材即使在室温下放置后也不会发生屈服强度升高，并在经受相当于涂漆烘烤的热史后有效表现出性能。
对于铝合金板的应用，已经提出了利用相当于涂漆烘烤的热史改进涂漆烘烤可硬化性的各种方法。已经公开的这类方法包括调节合金含量并加入Be和B的方法(日本专利公开(Kokai)No.6-2063 A(1994))和控制溶液处理后的冷却速率的方法(日本专利公开(Kokai)No.9-176806 A(1997))。
此外，对于铝挤压型材的应用，日本专利公开(Kokai)No.2004-204321A公开了在挤压后通过拉伸矫直、二次加工等引入工作应变以加速老化的方法。
此外，日本专利公开(Kokai)No.2002-235158 A公开了制造具有优异的弯曲可加工性并具有涂漆烘烤可硬化性的铝合金挤压型材的方法：其中将含有Mg(0.3质量％至1.3质量％)、Si(0.2质量％至1.2质量％)和Sn(0.01质量％至0.3质量％)以及其余为Al和不可避免杂质的铝合金锭在400至550℃预热，并进行热挤压成型，然后以50℃/分钟或更高的冷却速率冷却至50℃或更低；且其中在挤压成型后，在50至140℃的温度范围内，在24小时(下文缩写为“hr”)内，以使合金在具有120N/mm2或更低屈服强度的同时保持0.5至50小时的方式，对该合金进行稳定化处理。
发明内容
当具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材用于汽车等的构件时，考虑到碰撞时的车辆保护，这类铝挤压型材优选具有180MP或更高的屈服强度。
此外，根据上述常规技术，其中调节Be、B等的合金含量的方法(日本专利公开(Kokai)No.6-2063 A(1994))要求含量的复杂控制。此外，其中控制冷却速率的方法(日本专利公开(Kokai)No.9-176806 A(1997))包括复杂的步骤，并在用于厚挤压型材时导致成本提高。这些常规技术用于具有大约1毫米板厚度的铝轧制板。因此，如果这类技术直接用于铝挤压型材，这类铝挤压型材不能充分表现出涂漆烘烤可硬化性。此外，在其中在挤压后引入工作应变的方法中(日本专利公开(Kokai)No.2004-204321 A)，难以控制拉伸矫直步骤，且由于由工作硬化引起的屈服强度提高，也难以进行二次加工。此外，当不进行拉伸矫直时，必须进行二次加工。当上述方法用于汽车等的构件时，应用受到限制，以致这些方法不能根据汽车等的部件进行应用。此外，在日本专利公开(Kokai)No.2002-235158 A中公开的方法中，必须在挤压成型后24小时内进行稳定化处理。
考虑到上述常规技术的问题，本发明的技术目的是提供涂漆烘烤可硬化性优异的铝挤压型材，利用相当于涂漆烘烤的热史(大约150至200℃×0.3至0.5小时)，可以确保其屈服强度达到可用于汽车等的构件的程度。
本发明人已经发现，利用下列铝挤压材料可以解决上述问题：通过使具有特定组成的6000系铝合金(Al-Mg-Si合金)在挤压成型后立即在预定温度保持预定时间、并使该合金经受相当于涂漆烘烤的热史而获得的铝挤压材料；或通过在使用上述6000系铝合金制造挤压材料的步骤中设定特定坯段温度、并在紧接在挤压之后设定冷却速率而获得的铝挤压材料。由此完成本发明。
也就是说，首先，本发明涉及6000系铝挤压材料，其含有镁(0.3质量％至0.7质量％)和硅(0.7质量％至1.5质量％)以确保强度；铜(0.35质量％或更低)以确保伸长；铁(0.35质量％或更低)以确保屈服强度；钛(0.005质量％至0.1质量％)以确保微晶化；和锰(0.05质量％至0.30质量％)、铬(0.10质量％或更低)、和锆(0.10质量％或更低)以确保挤压时的组织稳定化(条件是以0.05质量％至0.40质量％的总量含有至少一种选自由锰、铬和锆组成的组的过渡元素)；其余包括铝及不可避免的杂质。该6000系铝挤压材料的屈服强度由于相当于涂漆烘烤的热史而提高60MPa，从而具有180MPa或更高的预定屈服强度。本发明的6000系铝挤压材料是涂漆烘烤可硬化性优异的铝挤压材料，其在经受相当于涂漆烘烤的热史时以及在经受调质处理时可以获得增大的屈服强度。
本发明的6000系铝挤压材料可以通过下列步骤获得：
(1)紧接在挤压成型之后将铝挤压材料在90±50℃保持1至24小时；和
(2)在制造挤压材料的过程中，将坯段温度设定为500℃或更高，并紧接在挤压之后将冷却速率设定为在4分钟内不低于70℃/分钟。
其次，本发明涉及制造6000系铝挤压材料的方法，其中将铝合金锭挤压成型，该铝合金锭含有镁(0.3质量％至0.7质量％)、硅(0.7质量％至1.5质量％)、铜(0.35质量％或更低)、铁(0.35质量％或更低)、钛(0.005质量％至0.1质量％)、锰(0.05质量％至0.30质量％)、铬(0.10质量％或更低)、以及锆(0.10质量％或更低)(条件是以0.05质量％至0.40质量％的总量含有至少一种选自由锰、铬和锆组成的组的过渡元素)，且其余包括铝及不可避免的杂质。
如上所述，本发明的6000系铝挤压材料可以通过下列步骤获得：
(1)紧接在挤压成型之后将铝挤压材料在90±50℃保持1至24小时；和
(2)在制造挤压材料的过程中，将坯段温度设定为500℃或更高，并紧接在挤压之后将冷却速率设定为在4分钟内不低于70℃/分钟。
根据本发明，提供了涂漆烘烤可硬化性优异的6000系挤压型材，其由于相当于涂漆烘烤的热史而具有充足的屈服强度，还提供了其制造方法。
附图简述
图1A至1C显示了使用传统铝挤压型材和本发明的铝挤压型材制造汽车元件的步骤。在附图中，使用门框架作为例子进行比较和解释。图1A显示了制造传统分离型门框架的步骤。图1B显示了制造传统的一体化门框架的步骤。图1C显示了制造本发明的一体化门框架的步骤。
图2显示了测试件的横截面。
图3显示了相当于涂漆烘烤的热史。
本发明的最佳实施方式
图1A至1C显示了使用传统铝挤压型材和本发明的铝挤压型材制造汽车元件的步骤。在附图中，使用门框架作为例子进行比较和解释。
图1A显示了制造传统分离型门框架的步骤。由铝元件构成的坯段(BLT)按照下述顺序经过挤压步骤(挤压成型→拉伸矫直→切割)、弯曲(例如拉伸弯曲)、二次加工(包括与另一铝元件焊接)、和调质处理(例如T5(200℃×3小时))。此后，进行涂漆步骤，然后通过在大约170℃×0.3小时下的涂漆烘烤来制造门框架。
图1B显示了制造传统的一体化门框架的步骤。由铝元件构成的坯段(BLT)按照下述顺序经过挤压步骤(挤压成型→拉伸矫直→切割)、二次加工(包括弯曲，例如拉伸弯曲)、和调质处理(例如T5(200℃×3小时))。此后，进行涂漆步骤，然后通过在大约170℃×0.3小时下的涂漆烘烤来制造门框架。
在上述制造传统门框架的步骤中，铝挤压材料经受相当于调质处理和涂漆烘烤的两个不同热史。此外，当对处于二次加工后的状态下的铝挤压材料进行调质处理时，负载效率变差，导致产品成本高。
图1C显示了制造本发明的一体化门框架的步骤。由铝元件构成的坯段(BLT)经过挤压步骤(挤压成型→拉伸矫直→切割)和二次加工(包括弯曲，例如拉伸弯曲)。此后，在没有调质处理的情况下进行涂漆步骤，然后通过在大约170℃×0.3小时下的涂漆烘烤来制造门框架。如上所述，根据本发明，取消了调质处理，从而可仅利用相当于涂漆烘烤的单一热史提高铝挤压材料的屈服强度。
与调质处理不同，在涂漆烘烤的情况下，使用大约170℃×0.3小时的热史。因此，涂漆烘烤的老化温度低于普通调质处理(例如200℃×3小时)的老化温度。此外，涂漆烘烤停留时间短于普通调质处理。为了确保可用的构件屈服强度，在老化处理时沉积的Mg2Si沉淀物的密度优选与调质处理时获得的相当，即使在低的老化温度下处理具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压性型材并保持短时间的情况下也是如此。这类Mg2Si沉淀物的存在可以提高6000系铝合金的屈服强度。因此，尽管在本发明的情况中含有镁和硅，但提供了镁和硅含量的上限。这是因为过高的镁和硅含量显著抑制挤压成型性。此外，铜的存在提高了屈服强度和伸长性。但是，过高的铜含量抑制了挤压成型性和耐蚀性。此外，关于铁，在浇铸时获得铁晶体，并在高温加热时沉积松散铁沉淀物，导致老化处理时沉积的Mg2Si沉淀物的密度降低。相应地，在老化处理时抑制了屈服强度的提高。
根据本发明，确立了具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材及其制造方法。这类铝挤压型材符合能够有效表现出涂漆烘烤可硬化性而不会抑制6000系铝合金的挤压成型性的合金含量范围，并出于对碰撞时的车辆保护，这类铝挤压型材的屈服强度由于相当于涂漆烘烤的热史而提高60MPa，并可以确保为180MPa或更高。
下面描述具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材的合金含量和制造本发明铝挤压型材的方法。
[镁和硅]
在挤压后进行冷却，以使镁和硅与铝形成过饱和的固溶体。在后续的老化处理过程中，形成Mg2Si沉淀物，从而提高了合金强度。为了确保具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材的必需屈服强度，镁含量优选为0.3％或更高。但是，过高镁含量导致挤压成型时抗形变性的显著提高。因此，镁含量优选为0.7％或更低。因此，镁含量为0.3％至0.7％，更优选0.4％至0.6％。
硅即使在其量大于镁时也较不可能抑制挤压生产率。此外，为了确保具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材的必需屈服强度，硅含量优选为0.7％或更高。但是，当硅含量超过1.5％时，硅较不可能由于挤压后的冷却而与铝形成固溶体。此外，当硅含量更高时，挤压生产率往往与镁的情况一样受到抑制。考虑到上述情况，硅含量优选为1.5％或更少。因此，硅含量为0.7％至1.5％，更优选0.8％至1.3％。
[铜]
优选地，包含铜以确保强度和伸长。但是，过高铜含量导致耐蚀性降低。此外，挤压时的抗形变性增大，以致生产率受到抑制。考虑到上述情况，铜含量为0.35％或更低。
[铁]
在浇铸时，大量结晶出包含铁的金属间化合物，导致合金强度降低。这种金属间化合物是松散的，并含有构成Mg2Si沉淀物(其在后续的老化处理时提高屈服强度)的硅。因此，沉淀物的密度降低。此外，过高的铁含量导致耐蚀性降低。考虑到上述情况，铁含量为0.35％或更低。
[锰、铬和锆]
锰、铬和锆具有抑制挤压时的重结晶和使纤维结构稳定的作用。但是，铬和锆显著抑制了淬火敏感性。在铬和锆存在下，对于构成汽车等的构件的铝挤压型材，在挤压后的风扇空气冷却过程中较不可能形成过饱和固溶体。在后面的老化处理过程中，Mg2Si沉淀物(其提高了屈服强度)的密度降低。此外，在浇铸时，锆与钛形成金属间化合物，这导致在浇铸时较少的钛微晶化效应和裂纹的出现。
锰相对较不可能抑制淬火敏感性，并可能抑制重结晶。为了获得重结晶抑制效果，锰含量必须为0.05％或更高。但是，当锰含量为0.30％或更高时，与铬和锆的情况相同，淬火敏感性受到抑制。此外，对于构成汽车等的构件的铝挤压型材，在挤压后的风扇空气冷却过程中较不可能形成过饱和固溶体。在后面的老化处理过程中，Mg2Si沉淀物(其提高了屈服强度)的密度降低。
考虑到上述情况，锰含量为0.05％至0.30％，铬含量为0.10％或更低，锆含量为0.10％或更低。选自由锰、铬和锆组成的组的至少一种过渡元素的总含量为0.05％至0.40％。
[钛]
在钛存在下，可以在浇铸时获得微晶。但是，过量添加钛导致通过添加钛获得的作用饱和。考虑到上述情况，钛含量可以为0.005％至0.10％，更优选0.005％至0.05％，进一步优选0.005％至0.03％。
[不可避免的杂质]
经由不同途径掺入了不可避免的杂质，例如用于浇铸铝合金的基体金属和包含被添加元素的中间合金。掺入不同元素；但是它们几乎不影响合金性质，只要单一元素的含量为0.05％或更低，且这类元素的总含量为0.15％或更低。考虑到上述情况，单一不可避免杂质的含量为0.05％或更低，且不可避免杂质的总含量为0.15％或更低。
[制造方法：(1)在紧接着挤压成型后在90±50℃保持1至24小时]
具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压材料是指经过下列制造步骤的铝挤压型材：挤压成型→在90±50℃保持1至24小时；涂漆；和相当于涂漆烘烤的热史。由于在挤压成型后保持在90±50℃×1至24小时，形成了Mg2Si沉淀物的核(即GP区)，并这类沉淀物是由于后面相当于涂漆烘烤的热史而形成。如果保持在低温，可形成许多GP区。但是，如果保持在低于50℃，GP区的形成要求24小时或更久的保持时间，从而使生产效率变差。因此，具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压材料优选保持在50℃或更高的温度。此外，如果保持在高于120℃，则Mg2Si沉淀物过度生长，导致屈服强度提高。这样，在后面的二次加工中，可加工性往往受到限制。因此，温度优选保持在120℃或更低。考虑到上述情况，在挤压成型后保持在90±50℃×1至24小时，优选保持在70±10℃×1至12小时。在90±50℃×1至24小时的这种保持步骤可以在挤压成型和空气冷却后在大气炉、水浴或油浴中进行。或者，可以使这种铝挤压材料在挤压成型后在受控温度下放置冷却，从而保持在绝热下。
此外，在不进行保持在90±50℃×1至24小时的步骤的传统情况下，发生自然老化(由于形成GP区，导致了强度提高，这在挤压成型后使挤压型材放置在室温下时逐渐发生)。但是，在保持在90±50℃×1至24小时的过程中形成GP区。由此，这类保持步骤还有效抑制了后面的自然老化。
[制造方法：(2)在制造挤压材料的过程中，将坯段温度设定为500℃或更高，并在紧接着挤压之后将冷却速率设定为在4分钟内不低于70℃/分钟]
对于具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压材料，在制造过程中将坯段温度设定为500℃或更高，并紧随挤压后将冷却速率设定为在4分钟内不低于70℃/分钟。此外，具有涂漆烘烤可硬化性的这类铝挤压材料是指紧随挤压成型后保持在90±50℃×1至24小时、并经受涂漆和相当于涂漆烘烤的热史的铝挤压型材。在一般的挤压步骤中，必须将坯段温度保持在600℃或更低，因此该温度的上限没有预定。将坯段加热温度设定为500℃或更高，并紧接在挤压后将冷却速率设定为在4分钟内不低于70℃/分钟。相应地，可以获得过饱和固溶体，其对于由于后面保持在90±50℃×1至24小时而形成Mg2Si沉淀物的核(即GP区)的形成是必须的。当坯段温度低于500℃时，在铝基质内部不能形成GP区的形成所必须的空位。此外，当冷却速率低于70℃/分钟时，空位在冷却过程中消失，或固溶体中的溶质原子以沉淀物形式沉积。在这种情况下，GP区不能通过后面保持在90±50℃×1至24小时而形成。因此，将坯段温度设定为500℃或更高，并紧接在挤压后将冷却速率设定为在4分钟内不低于70℃/分钟。相应地，可以形成在保持在90±50℃×1至24小时后形成的Mg2Si沉淀物的核(即GP区)。此外，通过保持在低温下可以形成更大量的GP区。但是，在保持在低于50℃的情况下，GP区形成要求24小时或更久的保持时间，从而使生产效率变差。因此，具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压材料优选保持在50℃或更高温度下。此外，在保持在高于120℃的情况下，Mg2Si沉淀物过度生长，导致屈服强度提高。这样，在后面的二次加工中，可加工性往往受到限制。因此，温度优选保持在120℃或更低。考虑到上述情况，在挤压成型后保持在90±50℃×1至24小时，优选保持在70±10℃×1至12小时。在90±50℃×1至24小时的这种保持步骤可以在挤压成型和空气冷却后在大气炉、水浴或油浴中进行。或者，可以使这种铝挤压材料在挤压成型后在受控温度下放置冷却，从而保持在绝热下。
优选使用本发明的具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材作为实心核芯或中空型材。其可以是矩形管形式、圆柱形或不规则形式。
实施例
下面描述本发明的实施例和对比例。
[制造方法：(1)紧随挤压成型之后保持在90±50℃×1至24小时]
首先，调节原材料含量以实现如表1中所列的试样第1和2号所示的6000系铝合金的组成。将原材料溶解并熔融成具有适合挤压的尺寸的圆柱锭(直径：204毫米×长度：700毫米)。此外，表1中所列的合金含量以分析值表示。有效数位表示为值“0.00％”。然后，将锭料在560℃均化处理4小时。
接着，使用挤压成型模头在预定挤压温度(坯段加热温度)在表2中所列的冷却条件下对经过均化处理的锭(坯段)进行挤压成型。由此形成了各自具有图2中所示的框架构件横截面的铝挤压型材。
表1
Figure A20078000140000131
Figure A20078000140000141
通过拉伸实验在屈服强度、强度和致断伸长方面评测所得具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材。通过从具有涂漆烘烤可硬化性的挤压型材中收集平坦试样、并使用拉伸测试机(符合JIS标准)根据JIS-Z 2241检查试样，测定拉伸性能。关于标准，考虑到碰撞时的车辆保护，180MPa或更高的屈服强度被标作“O”。180至150MPa的屈服强度被标作“△”，因为可以根据截面设计而使用。此外，小于150MPa的屈服强度被标作“×”。此外，考虑到涉及二次加工的情况，60MPa或更高和小于60MPa的相当于涂漆烘烤的热史之前和之后的屈服强度差分别被标作“O”和“×”。然后，进行综合判断。表3显示了评测结果。
表3
Figure A20078000140000161
[评价]
第1号试样是含有Si(1.10％)、Cu(0.20％)、Mg(0.59％)和Mn(0.08％)的铝挤压型材。使相当于实施例的试样1-1至1-3和相当于对比例的试样1-4在挤压成型后在室温放置12至168小时并保持在70℃×12小时。然后，比较样品在烘烤硬化(下文缩写为“B.H.”)处理之前和之后的屈服强度。此外，使相当于实施例的试样1-5至1-8在挤压成型后放置12小时，在70℃下处理12小时，并进一步在室温放置12至168小时。然后，比较样品在B.H.处理之前和之后的屈服强度。
结果，对于试样1-1至1-4，B.H.处理后的屈服强度与相关样品在挤压成型后在室温放置的时长成反比地变低。B.H.处理后的屈服强度分别为211MPa、204MPa、206MPa和204MPa。结果被判定为相当于“O”。但是，B.H.引起的屈服强度提高分别为92MPa、66MPa、61MPa、和57MPa。屈服强度与相关样品在室温放置的时长成反比地变低。对于已经在室温放置168小时的相当于对比例的试样1-4，结果被判定为相当于“×”。对于其它样品，B.H.引起的屈服强度提高为60MPa或更多，因此该结果被判定为相当于“O”。相应地，在综合判断相当于实施例的试样1-1至1-4时，对于挤压成型后在室温放置少于168小时的样品(试样1-1、1-2和1-3)，结果被判定为相当于“O”。同时，对于挤压成型后在室温放置169小时或更久的样品(试样1-4)，结果被判定为相当于“×”。
此外，使相当于实施例的试样1-5至1-8在挤压成型后放置12小时，保持在70℃×12小时，并进一步在室温放置12至168小时，然后B.H.处理。B.H.处理后的屈服强度分别为214MPa、210MPa、209MPa和212MPa。因此，样品没有由于在70℃保持12小时后在室温放置而受影响。因此，结果均被判定为相当于“O”。此外，B.H.引起的屈服强度提高分别为94MPa、92MPa、88MPa和93MPa。因此，样品没由于在70℃保持12小时后在室温放置而受影响。因此，结果均被判定为相当于“O”。相应地，对于相当于实施例的试样1-5至1-8，在综合判断时结果均被判定为相当于“O”。
试样2是含有Si(0.90％)、Cu(0.20％)、Mg(0.40％)和Mn(0.08％)的铝挤压型材。使相当于实施例的试样2-1至2-3和相当于对比例的试样2-4在挤压成型后在室温放置12至168小时并保持在70℃×12小时。然后，比较样品在烘烤硬化(下文缩写为“B.H.”)处理之前和之后的屈服强度。此外，使相当于实施例的试样2-5至2-8在挤压成型后放置12小时，在70℃处理12小时，并进一步在室温放置12至168小时。然后，比较样品在B.H.处理之前和之后的屈服强度。
结果，对于试样2-1至2-4，B.H.处理后的屈服强度与相关样品在挤压成型后在室温放置的时长成反比地变低。B.H.处理后的屈服强度分别为182MPa、176MPa、176MPa和170MPa。对于试样2-1，结果被判定为相当于“O”，对于试样2-2至2-4，结果被判定为相当于“△”。此外，B.H.引起的屈服强度提高分别为92MPa、66MPa、60MPa、和35MPa。屈服强度与相关样品在室温放置的时长成反比地变低。对于已经在室温放置168小时或更久的相当于对比例的试样2-4，结果被判定为相当于“×”。对于其它样品(试样2-1和2-3)，B.H.引起的屈服强度提高为60MPa或更多，因此该结果被判定为相当于“O”。
因此，在综合判断时，对于挤压成型后在室温放置12小时的相当于实施例的试样2-1，结果被判定为相当于“O”。此外，对于挤压成型后在室温放置24至72小时的试样2-2和2-3，结果被判定为相当于“△”，因为尽管在B.H.处理后表现出低的屈服强度，但可以根据截面设计而使用。同时，对于挤压成型后在室温放置168小时或更久的样品(试样2-4)，结果被判定为相当于“×”。
此外，使相当于实施例的试样2-5至2-8在挤压成型后放置12小时，保持在70℃×12小时；并进一步在室温放置12至168小时，然后B.H.处理。B.H.处理后的屈服强度分别为184MPa、183MPa、181MPa和185MPa。样品没有由于在70℃保持12小时后放置在室温而受影响。因此，结果均被判定为相当于“O”。此外，B.H.引起的屈服强度提高分别为89MPa、87MPa、87MPa和92MPa。因此，样品没有由于在70℃保持12小时后放置在室温而受影响。因此，结果均被判定为相当于“O”。相应地，对于相当于实施例的试样2-5至2-8，在综合判断时结果均被判定为相当于“O”。
[制造方法：(2)在制造挤压材料的过程中，将坯段温度设定为500℃或更高，并在紧接着挤压之后将冷却速率设定为在4分钟内不低于70℃/分钟]
首先，调节原材料含量以实现如表4(试样1至4)中所示的6000系铝合金的组成。将原材料溶解并熔融成具有适合挤压的尺寸的圆柱锭(直径：204毫米×长度：700毫米)。此外，表4中所列的合金含量以分析值表示。有效数位表示为值“0.00％”。然后，将锭料在560℃下均化处理4小时。
表4
Figure A20078000140000201
然后，使用挤压成型模头在预定坯段加热温度在表5中所列的冷却条件下对经过均化处理的锭料(坯段)进行挤压成型。这样，形成了各自具有图2中所示的框架构件横截面的铝挤压型材。在此，在表5中所列的一般冷却风扇条件下，将45cm的风扇设置为在1680rpm下旋转。
表5
Figure A20078000140000211
此后，如图2所示，将铝挤压材料保持在70℃×12小时，在室温放置1周，经受与涂漆烘烤对应的热史(B.H.处理)。在这种情况下，不进行相当于一般调质处理的热处理。
通过拉伸实验在屈服强度、强度和致断伸长方面评测所得具有涂漆烘烤可硬化性的铝挤压型材。通过从具有涂漆烘烤可硬化性的挤压型材中收集平坦试样并使用拉伸测试机(符合JIS标准)根据JIS-Z 2241检查试样，测定拉伸性能。关于标准，考虑到碰撞时的车辆保护，180MPa或更高的屈服强度被标作“O”。180至150MPa的屈服强度被标作“△”，因为可以根据截面设计而使用。此外，小于150MPa的屈服强度被标作“×”。此外，考虑涉及二次加工的情况，60MPa或更高和小于60MPa的相当于涂漆烘烤的热史之前和之后的屈服强度差分别被标作“O”和“×”。然后，进行综合判断。表6显示了评测结果。
表6
Figure A20078000140000231
试样1是含有Si(1.10％)、Cu(0.20％)、Mg(0.59％)和Mn(0.08％)的铝挤压型材。试样1-1至1-4在挤压时分别在460℃、480℃、500℃和520℃的不同坯段温度加热。比较样品在B.H.处理之前和之后的屈服强度。此外，将在挤压时在500℃坯段温度加热并在紧随挤压后以小于70℃/分钟的冷却速率处理4分钟的样品(试样1-5)与上述样品进行比较。结果，B.H.处理后的屈服强度分别为152MPa、171MPa、213MPa、209MPa和177MPa。在低于500℃的坯段温度处理的样品(试样1-1和1-2)和在紧随挤压后以小于70℃/分钟的冷却速率处理4分钟的样品(试样1-5)在B.H.处理后具有低的屈服强度，因此结果被判定为相当于“△”。对于其它样品，B.H.处理后的屈服强度为180MPa或更高，因此结果被判定为相当于“O”。此外，B.H.引起的屈服强度提高分别为43MPa、57MPa、92MPa、87MPa和50MPa。对于在低于500℃的坯段温度处理的样品(试样1-1和1-2)和在紧随挤压后以小于70℃/分钟的冷却速率处理4分钟的样品(试样1-5)，屈服强度由于B.H.而略微提高。因此，结果被判定为相当于“×”。对于其它样品，B.H.引起的屈服强度提高为60MPa或更高，因此结果被判定为相当于“O”。相应地，在试样1的综合判断中，对于相当于实施例的试样(1-3和1-4)(其已在500℃或更高的坯段温度加热)，结果被判定为相当于“O”。此外，对于其它样品，结果被判定为相当于“×”。
试样2是含有Si(0.90％)、Cu(0.20％)、Mg(0.40％)和Mn(0.08％)的铝挤压型材。试样2-1至2-4在挤压时分别在460℃、480℃、500℃和520℃的不同坯段温度加热。比较样品在B.H.处理之前和之后的屈服强度。此外，将在挤压时在500℃坯段温度加热并在紧随挤压后以小于70℃/分钟的冷却速率处理4的样品(试样2-5)与上述样品进行比较。结果，B.H.处理后的屈服强度分别为133MPa、147MPa、178MPa、184MPa和155MPa。在低于500℃的坯段温度处理的样品(试样2-1和2-2)在B.H.处理后具有低屈服强度，因此结果被判定为相当于“×”。在500℃坯段温度处理的样品(试样2-3)具有150MPa或更高的屈服强度值，虽然较低但可以接受，因此结果被判定为相当于“△”。在520℃坯段温度处理的样品(试样2-4)在B.H.处理后具有足够高的屈服强度，因此结果被判定为相当于“O”。此外，B.H.引起的屈服强度提高分别为52MPa、63MPa、85MPa、94MPa和60MPa。对于在460℃或更低的坯段温度处理的样品(试样2-1)，B.H.引起的屈服强度提高小于60MPa，因此结果被判定为相当于“×”。对于其它样品(试样2-2、2-3、2-4和2-5)，B.H.引起的屈服强度提高为60MPa或更高，因此结果被判定为相当于“O”。相应地，在试样2的综合判断中，对于相当于实施例的试样(2-1和2-2)(其已在480℃或更低的坯段温度加热)，结果被判定为相当于“×”。对于已在500℃的坯段温度加热的试样(试样2-3和2-5)，结果被判定为相当于“△”，因为尽管在B.H.处理后表现出低屈服强度，但可以根据截面设计而使用。此外，对于已在520℃坯段温度加热的样品(试样2-4)，结果被判定为相当于“O”。
相当于对比例1的试样3是含有Si(0.59％)、Cu(0.20％)、Mn(0.20％)、Mg(0.60％)和Cr(0.02％)的铝挤压型材。Si含量不在本发明的范围内。该材料在500℃坯段温度挤压，并在紧随挤压后以不低于70℃/分钟的冷却速率处理4分钟，然后进行B.H.处理，但不在70℃处理2小时。屈服强度为105MPa，B.H.引起的屈服强度提高为10MPa，因此结果被判定为相当于“×”。当这类材料经受一般调质处理时，屈服强度为197MPa。因此，该材料可以根据汽车等中所用的构件类型而使用。但是，这类材料可能具有差的涂漆烘烤可硬化性，从而导致成本提高。
相当于对比例的试样4是含有Si(0.44％)和Mg(0.49％)的铝挤压型材。Si含量不在本发明的范围内。该材料在500℃坯段温度挤压，并在紧随挤压后以不低于70℃/分钟的冷却速率处理4分钟，然后进行B.H.处理，但不在70℃处理2小时。屈服强度为85MPa，B.H.引起的屈服强度提高为14MPa，因此结果被判定为相当于“×”。当这类材料经受一般调质处理时，屈服强度为233MPa。因此，该材料可以根据汽车等中所用的构件类型而使用。但是，这类材料可能具有差的涂漆烘烤可硬化性，从而导致成本提高。
工业应用性
根据本发明，可以提供涂漆烘烤可硬化性优异的6000系铝挤压型材，可以利用相当于涂漆烘烤的热史确保其屈服强度达到可用于汽车等的构件的程度。本发明的铝挤压型材可用于经受相当于涂漆烘烤的热史的元件，例如车辆(例如汽车)构件，包括框架构件，例如侧梁、侧面构件、横梁和门框架。

Claims (6)

1.6000系列铝挤压材料，含有0.3质量％至0.7质量％的镁、0.7质量％至1.5质量％的硅、0.35质量％或更低的铜、0.35质量％或更低的铁、0.005质量％至0.1质量％的钛、0.05质量％至0.30质量％的锰、0.10质量％或更低的铬和0.10质量％或更低的锆，条件是以0.05质量％至0.40质量％的总量含有至少一种选自由锰、铬和锆组成的组的过渡元素；其余包括铝和不可避免的杂质，所述铝挤压材料的屈服强度由于相当于涂漆烘烤的热史而提高60MPa，从而具有180MPa或更高的预定屈服强度。
2.根据权利要求1的6000系列铝挤压材料，其在挤压成型后的72小时内在90±50℃保持了1至24小时。
3.根据权利要求1的6000系列铝挤压材料，其通过在制造该挤压材料的过程中将坯段温度设为500℃或更高、并将紧接在挤压后的冷却速率设为在4分钟内不低于70℃/分钟而获得。
4.制造6000系列铝挤压材料的方法，该铝挤压材料的屈服强度由于相当于涂漆烘烤的热史而提高60MPa，从而具有180MPa或更高的预定屈服强度，所述方法包括将铝合金锭挤压成型，该铝合金锭含有0.3质量％至0.7质量％的镁、0.7质量％至1.5质量％的硅、0.35质量％或更低的铜、0.35质量％或更低的铁、0.005质量％至0.1质量％的钛、0.05质量％至0.30质量％的锰、0.10质量％或更低的铬和0.10质量％或更低的锆，条件是以0.05质量％至0.40质量％的总量含有至少一种选自由锰、铬和锆组成的组的过渡元素；其余包括铝和不可避免的杂质。
5.根据权利要求4的制造6000系列铝挤压材料的方法，其中在紧接着挤压成型之后将挤压材料在90±50℃保持1至24小时。
6.根据权利要求4或5的制造6000系列铝挤压材料的方法，包括在制造该挤压材料的过程中将坯段温度设为500℃或更高，并将紧接在挤压后的冷却速率设为在4分钟内不低于70℃/分钟。
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