CN101476094B - 汽车变形铝合金板材的预处理工艺 - Google Patents

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本发明涉及6022、6016等低铜汽车变形铝合金板材的处理技术，尤其是一种为保证汽车变形铝合金板材的烘烤硬化性和成形性而进行的预处理工艺。汽车变形铝合金板材的预处理工艺，其特征在于将铝合金板材放入固溶处理炉中，在520℃-550℃温度下固溶加热保温30分钟后，淬入5-10％的聚醚水溶性介质中，冷却后室温停留2-3天，将其放入时效处理炉中，在140-170℃温度下时效处理10-15分钟。本发明工艺简单，改善了铝合金板材屈服强度、抗拉强度及延伸率，从而改善铝合金板材成形性、抗时效稳定性及烘烤硬化性，可以在现有的油漆线上达到满意的烘烤硬化效果，提高产品冲压的成品率，降低冲压成本，促进铝板在汽车轻量化中的应用。

Description

汽车变形铝合金板材的预处理工艺
技术领域
本发明涉及一种6022、6016等低铜汽车变形铝合金板材的处理技术，尤其是一种为保证汽车变形铝合金板材的成形性和烘烤硬化性而进行的预处理工艺。
背景技术
随着汽车工业的发展，汽车的产量增加和保有量增多，在给人们出行带来方便的同时，也产生了排放、燃油能源消耗和安全三大问题，尤其是汽车尾气排放，温室气体的增加，给京都议定书的承诺带来很大的困难。世界各国政府均对汽车的节能减排和安全问题十分重视，并制订了相关的法规，以降低汽车燃油消耗和排放，并提搞汽车的安全性，如燃油消耗法，排放法规以及碰撞安全法规等。一系列的实验证明，汽车每减重10％，油耗下降6-8％，排放降低4-6％，每减少1升油耗，可使CO2排放降低2-2.5kg，可见汽车轻量化是节能减排的重要而有效的手段。轻量化不能影响汽车安全，只有合理的采用各类轻量化、高强度材料才能保证汽车减重而不能影响它的安全。铝合金的比重约为2.7g/cm3，为钢铁的30％左右，应用铝合金是重要的减重方法；因此，近年来铝合金在汽车上的应用迅速增加，据欧洲铝协的报告，每应用1kg的铝合金可使轿车寿命周期降低排放CO222kg，在汽车的发动机上大量应用铝合金铸件，出现了铝合金发动机，美铝公司更是开发了全铝轿车Audi A8；铝合金在汽车上应用的另一形式为变形铝合金板材，制作汽车的外覆盖件冲压件，如发动机罩盖板，不但可以减重50％，而且还有助于对撞击行人时，对行人头部进行保护，同时，铝合金的导热性能好，还有利于降低发动机的工作温度。但外覆盖件冲压件尤其是制作车身外板的冲压件，要求有好的成形性，即低的初始屈服应力；高的抗凹性，即具有较高的抗静态和动态载荷作用产生凹痕的抗力；为满足这一性能要求，变形铝合金板材应具有高的烘烤硬化性，以便在油漆烘烤时有效提高抗凹性。
显然只有6000系可热处理变形铝合金才具备上述性能，但目前这类高性能铝合金板材国内还不能生产。东北大学的田妮等曾申报了改善6111铝合金车板成形性和烘烤硬化性的预处理工艺，但6111是相对高强度铝合金，翻边延性较差，难以全部满足汽车板的成形性要求；土耳其的学者Yucel Birol研究了6016合金固溶淬火后10分钟内进行60-200℃2-30min预热处理，发现固溶处理后只有在140-180℃时效10分钟才能得到合理的成形性和烘烤硬化性，但固溶后到时效的时间太短，而工业生产实现有困难；日本神户公司曾系统的研究了6k21的时效和烘烤硬化性，经适当成分调整的6016，其相关性能可以满足工业生产的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种汽车变形铝合金板材的预处理工艺，针对6022、6016等低铜汽车变形铝合金板材进行预处理，改善其屈服强度、抗拉强度及延伸率，改善铝合金板材成形性、抗时效稳定性及烘烤硬化性。
本发明针对的铝合金板材的合金成分的质量百分比(％)为：Si0.8-1.5，Fe 0.05-0.20，Cu 0.01-0.10，Mn 0.02-0.10，Mg 0.5-0.10，Cr≤0.1，Zn≤0.15，Ti 0.1，Al余量。
为实现本发明的目的采用了如下技术方案：一种6022、6016低铜汽车变形铝合金板材的预处理工艺，其特征在于将铝合金板材放入固溶处理炉中，在520℃-550℃温度下固溶加热保温30分钟后，淬入5-10％的聚醚水溶性介质中，冷却后室温停留2-3天，将其放入时效处理炉中，在140-170℃温度下时效处理10-15分钟。
按本发明提供的6022、6016低铜汽车变形铝合金板材的预处理工艺，工艺简单，采用水溶性淬火介质，冷速可调，从而优化了固溶工艺，进行预时效处理，虽然对铝板生产厂家增家了生产工序，但采用低温时效且所用时间短，不会增加生产成本，但是改善了屈服强度、抗拉强度及延伸率，从而改善铝合金板材成形性、抗时效稳定性及烘烤硬化性，可以在现有的油漆线上达到满意的烘烤硬化效果，提高产品的冲压成品率，降低冲压成本，促进铝板在汽车轻量化中的应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例中采用的6022铝合金板材的合金成分质量百分比(％)为：Si 1.10，Fe 0.08，Cu 0.06，Mn 0.10，Mg 0.60，Cr 0.13，Zn 0.10，Ti 0.11，Al余量。
实施例1
6022的0.9mm的冷轧板，在硝盐炉中520℃温度下固溶加热保温30min，淬入5％的聚醚水溶性淬火介质中，冷却后室温时效2天，在时效处理炉中160℃时效处理10min。该板经室温放置3个月检测，其性能为：屈服强度σy130MPa，抗垃强度σb230MPa，延伸率δs28％，拉伸应变2％，折边180°折边良好。拉伸应变2％，在烘箱中175℃×20min烘烤硬化后，检测其性能为：σy210MPa，σb280MPa，180°折边断裂。
实施例2
6022的0.9mm的冷轧板，在硝盐炉中530℃温度下固溶加热保温30min，淬入7％的聚醚水溶性淬火介质中，冷却后室温时效3天，时效处理炉中150℃时效处理10min。室温放置3个月，经检测其性能为：σy125MPa，σb225MPa，δs28％，拉伸应变2％，180°折边良好。室温放置4-5个月，σy145MPa，σb285MPa，δs28％，拉伸应变2％，折边180°折边良好。拉伸应变2％，在175℃×30min烘烤后，σy215MPa，σb280MPa，180°折边开裂。
实施例3
6022的0.9mm的冷轧板，在硝盐炉中550℃温度下固溶加热保温30min，淬入10％的聚醚水溶性淬火介质中，冷却后室温时效2天，时效处理炉中140℃时效处理15min。室温放置3个月，经检测其性能为：σy120MPa，σb210MPa，δs29％，拉伸应变2％，180°折边良好。拉伸应变2％，175℃×15min烘烤箱中烘烤后，其性能为：σy190MPa，σb260MPa，δs29％，180°折边断裂。

Claims (1)

1.一种6022、6016低铜汽车变形铝合金板材的预处理工艺，其特征在于将铝合金板材放入固溶处理炉中，在520℃-550℃温度下固溶加热保温30分钟后，淬入5-10％的聚醚水溶性介质中，冷却后室温停留2-3天，将其放入时效处理炉中，在140-170℃温度下时效处理10-15分钟。
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