CN103963377A - 用于车辆板件的多合金复合薄板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车用途的多合金复合薄板以及生产该多合金复合薄板的方法。该汽车用途可以包括具有双层或三层复合薄板的车辆板件，该复合薄板具有3xxx和6xxx系铝合金板。该复合薄板可以由辊压接合或者多合金铸造、或其它技术生产。这些复合薄板中每个都能表现出良好的平板卷边等级和机械性能、长久的储存期限、以及高的抗凹痕性和其它性能。

Description

用于车辆板件的多合金复合薄板

本分案申请是基于中国发明专利申请号201010223925.4、发明名称“用于车辆板件的多合金复合薄板”、申请日2010年4月30日的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是2010年4月27日提交的美国专利申请12/768,429的接续案，本申请要求美国临时专利申请系列No.61/174324的优先权，该申请于2009年4月30日提交，通过参考其整体上结合到本文中。

技术领域

本发明涉及一种车辆板件，该车辆板件总体上包括外板件和内板件。

背景技术

这些外和内板件必须达到某些性能。例如，外板件通常必须满足足够的平板卷边等级(flat hem rating)、用于抗凹痕性的漆层烘烤(paint-bake)后强度、A级漆层表面质量、以及良好的整体成形性，以及其它因素。对于卷边性能的另一个非常需要的方面是材料需要对自然时效免疫。对于内板件，其通常必须满足典型的较高的成形性，该成形性由充分的极限球形高度(limiting domeheight)或者极限拉延比测量。

发明内容

本发明公开了一种由多合金复合薄板制造的车辆板件以及生产该车辆板件的方法。在一个实施方式中，多合金复合薄板包括Al-Mg-Si合金层和Al-Mn合金层，该Al-Mn合金层与Al-Mg-Si合金层的至少一个表面联结。在一些实施方式中，得到的复合薄板能够达到不低于3的、或者不低于2，或者不低于1的平板卷边等级。

在一个实施方式中，Al-Mg-Si合金为6xxx系铝合金，Al-Mn合金为3xxx系铝合金。在另一实施方式中，Al-Mg-Si合金层具有以下厚度，该厚度在复合薄板的总厚度的约60％至约90％的范围内，而Al-Mn合金层具有以下厚度，该厚度在复合薄板总厚度的约10％至约40％的范围内。

在一些实施方式中，平板卷边等级在至少约1％、或至少约7％、或至少约11％、或至少约15％的预应变水平下进行测量。在其它实施方式中，该平板卷边等级以至少约7天、或至少约14天、或至少约30天、或至少约60天、或至少约90天的时间周期进行测量。

在一些实施方式中，该复合薄板在漆层烘烤周期后能够达到至少约190MPa、或至少约210MPa、或至少约230MPa的屈服强度。在其它实施方式中，该复合薄板能够达到至少约20mm、或至少约22mm、或至少约24mm的极限球形高度。

在一个实施方式中，多合金复合薄板包括Al-Mg-Si合金层和两个Al-Mn合金层，其中，第一Al-Mn合金层与Al-Mg-Si合金层的一个表面联结，同时第二Al-Mn合金层与Al-Mg-Si合金层的另一个表面联结，该两个表面相互相对。所得到的复合薄板能够达到不低于3、或者不低于2、或者不低于1的平板卷边等级。

在一个实施方式中，该Al-Mg-Si合金为6xxx系铝合金，而两个Al-Mn合金中的每一个都是3xxx系铝合金。在另一实施方式中，该Al-Mg-Si合金层具有在复合薄板的总厚度的约50％至约80％内的厚度，第一Al-Mn合金层具有在复合薄板的总厚度的约10％至约40％范围内的厚度，第二Al-Mn合金具有在复合薄板的总厚度的约0％至约10％范围内的厚度。

在一些实施方式中，在至少约1％、或者至少约7％、或者至少约11％、或者至少约15％的预应变水平下测量平板卷边等级。在其它的实施方式中，在至少约7天、或至少约14天、或至少约30天、或至少约60天、或至少约90天的时间周期下测量平板卷边等级。在一个实施方式中，在漆层烘烤周期后，复合薄板能够达到至少约190MPa的屈服强度。

在一个实施方式中，一种生产至少双层复合薄板的方法包括：生产Al-Mg-Si合金层和Al-Mn合金层；以及将该两个合金层放置成相互物理接触，从而所得到的复合薄板得到不低于3、或者不低于2、或者不低于1的平板卷边等级。在一些实施方式中，该生产复合薄板的方法可以通过辊压结合(roll bonding)、多合金铸造(multi-alloy casting)和直接冷硬铸造(direct chill casting)中的至少一种实施。在其它实施方式中，该Al-Mg-Si合金为6xxx系铝合金，该Al-Mn合金为3xxx系铝合金。

在另一个实施方式中，一种生产至少三层复合薄板的方法包括，除了生产上文的第一Al-Mn合金层外，还生产第二Al-Mn合金层，以及将该第二Al-Mn合金层与Al-Mg-Si合金层的表面物理接触放置，该表面与第一Al-Mn合金层的表面相对。所得到的三层复合薄板能够达到不低于3、或者不低于2、或者不低于1的平板卷边等级。如上文所述的，在一些实施方式中，该生产复合薄板的方法包括辊压结合、多合金铸造和直接冷硬铸造中的至少一种。另外，该第二Al-Mn合金(类似于第一Al-Mn合金)也可以为3xxx系铝合金。

附图说明

根据下文详细描述的说明、附图以及权利要求，本发明的其它变化、实施方式和特征将变得更加清楚，在附图中：

图1显示了汽车车身的分解图；

图2显示了汽车发动机罩的分解图；

图3显示了具有不同厚度和层百分比范围的复合薄板的横截面图；

图4为工艺流程图，其显示了根据本发明的一个实施方式生产复合薄板的各个步骤；

图5为工艺流程图，其显示了根据本发明的一个实施方式生产复合薄板的各个步骤；

图6为卷边工艺的工艺流程；

图7显示了不同类型卷边的横截面图；

图8图示了用于确定试验样品的平板卷边等级的标准；

图9显示了卷边试验样品的光学显微照片；

图10为狗骨形标准拉伸试验样品；

图11为工艺流程图，其显示了根据本发明的一个实施方式生产复合薄板的各个步骤；

图12图示了经过3个月自然时效后的6xxx系铝合金的卷边部位的横截面光学显微照片；

图13图示了经过3个月自然时效后的根据本发明的一个实施方式的三层复合薄板的卷边部位的横截面光学显微照片；

具体实施方式

对于本领域技术人员来说应该理解到的是，本文公开的实施方式在不脱离本发明的精神或者实质性特征的情况下可以以其它具体方式实现。本文中公开的实施方式因此应该被认为是示例性的而非限制性的。

本文公开了用于车辆用途的多合金复合薄板以及生产该多合金复合薄板的方法。一般来说，该多合金复合薄板能够获得超过市场上现有产品的增强性能。具体来说，本发明公开的多合金复合薄板可以表现出更好的卷边性能、更长的储存期限、更高的漆层烘烤强度、更好的漆层表面质量、更高的成形性和更好的耐腐蚀性，以及其它特征。

本发明涉及通常具有外板件和内板件的车辆板件，其中，外板件和内板件中的每个都能够获得某些性能。在一个实施方式中，外板件和内板件中的每个可以由多合金复合薄板形成。

在本文的使用中，“板件”意思是指形成某些构件的不同的(有时是平的)部分或部件的薄板。在本文中，“薄板”的含义为人工制品，该人工制品相对于长度和宽度是薄的。这些薄板的例子包括：板件，如车辆板件，其可以为复合薄板的形式。在本文的使用中，“车辆板件”的含义为用于车辆用途的板件，尤其是包括发动机罩、护板、门、顶和行李箱盖一类的部件。

现在参考图1，图1显示了汽车车身100的分解图，该汽车车身具有多个车辆板件110。在一个实施方式中，车辆板件110尤其包括象以下形式的部件，汽车发动机罩110a、汽车护板110b、汽车门110c、汽车顶110d和行李箱盖110e。在一些实施方式中，车辆板件110可以包括封闭板件和护板内衬，以及其它的车辆部件。通常而言，车辆板件110可以形成车辆的不同部分。

在一个实施方式中，车辆板件110包括外板件和内板件。在一个实施方式中，该外板件包括至少一个复合薄板，如下文所述。类似地，在另一个实施方式中，内板件也可以包括至少一个复合薄板，其中内板件的复合薄板不需要与外板件的复合薄板一样。通常而言，外板件是车辆板件110的用于暴露于外界环境的部分，而内板件是车辆板件110的不用于暴露于外界环境的部分。

现在参考图2，图2显示了汽车发动机罩110a的分解图，该汽车发动罩包括外板件210和内板件230。外板件210的插图显示了具有第一复合薄板220的外板件210的横截面图，该第一复合薄板220具有第一外层220a和第一内层220b。同样地，内板件230的插图显示了具有第二复合薄板240的内板件230的横截面图，该第二复合薄板240具有第二外层240a和第二内层240b。在某些例子中，外层220a、240a可以被称作是蒙皮或表层，而内层220b、240b可以被称作是芯部或芯层。

在本文的使用中，“复合薄板”的含义为具有至少两个不同层(如内层(如芯层)和外层(如表层))的薄板。例如，车辆板件可以包括复合薄板220、240，该复合薄板具有至少外层220a、240a和内层220b、240b，其中，外层220a、240a由第一材料(例如第一铝合金)制成，内层220b、240b由第二材料(例如第二铝合金)制成。复合薄板220、240的层220a、220b、240a、240b可以通过多合金铸造、直接冷硬(DC)铸造和辊压结合、以及其它合适的工艺来生产。在一些实施方式中，外层220a、240a和内层220b、240b可以通过冶金结合来相互联结。

类似于外车辆板件和内车辆板件，复合薄板的外层的含义是指通常用于暴露于外界环境的层，而复合薄板的内层的含义是指通常不用于暴露于外界环境的层。在一些实例中，例如当在车辆板件中使用时，外层可以被称作为蒙皮材料，而内层可以被称作为芯部材料。

在一个实施方式中，Al-Mg-Si合金可以合适地作为复合薄板220、240的外层220a、240a，在一个实施方式中，Al-Mg-Si合金可以合适地作为复合薄板220、240的内层220b、240b。如在本文中使用的，“Al-Mg-Si合金”的含义为，具有镁和硅作为主要合金化组分的铝合金。在一些实施方式中，Al-Mg-Si合金还可以含有合金加成剂，尤其是包括铜、铬、钛、锰、锌、铁、硅和钒。

在一个实施方式中，该Al-Mg-Si合金为AA6013。如在本文中使用的，“AA6013”为美国铝业协会标准合金6013，由美国铝业协会Teal Sheets定义。Al-Mg-Si合金的例子包括6xxx系合金中的任一个，包括尤其是AA6022、AA6111、AA6061、AA6063、AA6016、AA6056、AA6082、AA6181和A6181A中的至少一个，由美国铝业协会Teal Sheets定义。

在一个实施方式中，Al-Mn合金可以合适地作为复合薄板220、240的外层220a、240a。在一个实施方式中，Al-Mn合金可以合适地作为复合薄板220、240的内层220b、240b。在一些实施方式中，Al-Mn合金可以合适地作为复合薄板220、240的外层220a、240a和内层220b、240b。换句话说，复合薄板可以包括至少三个不同的层，即第一Al-Mn合金作为外层和第二Al-Mn合金作为内层，两个Al-Mn合金层分别结合在Al-Mg-Si合金层的相对的表面上。该两个Al-Mn合金层可以具有相同或者不同的成分。

在其它实施方式中，复合薄板可以包括多个不同的层，具有Al-Mg-Si和Al-Mn合金的不同组合。如在本文中使用的，“Al-Mn合金”的含义为具有锰作为主要合金化组分的铝合金。在一些实施方式中，该Al-Mn合金还可以含有合金加成剂，尤其是包括锰、铜、铬、铁、硅和钛。

在一个实施方式中，该Al-Mn合金为AA3104。如本文中使用的，“AA3104”的含义为美国铝业协会标准合金3104，由美国铝业协会Teal Sheets定义。在另一个实施方式中，该Al-Mn合金为AA3003。如本文中使用的，“AA3003”的含义为美国铝业协会标准合金3003，由美国铝业协会Teal Sheets定义。Al-Mn合金的实例包括3xxx系合金中的任一个，尤其是包括AA3004、AA3005中的至少一个，由美国铝业协会Teal Sheets定义。

现在参考图3，该图3显示了具有不同厚度和层百分比范围的复合薄板320、360的横截面图。如图所示，在一个实施方式中，复合薄板320包括与Al-Mn合金表层330结合的Al-Mg-Si合金芯层340。如上所述，层330、340可以通过辊压结合、多合金铸造和直接冷硬铸造中的至少一种相互结合。在一个例子中，该Al-Mg-Si合金芯层340可以为AA6013，Al-Mn合金表层330可以为AA3003。可替换地，该Al-Mg-Si合金芯层340可以为AA6013，该Al-Mn合金表层330可以为AA3104。在一些实例中，该Al-Mg-Si合金芯层340包括6xxx系铝合金中的一种，该Al-Mn合金表层330包括3xxx系铝合金中的一种。

如图所示，在一个实施方式中，复合薄板360包括第一Al-Mn合金表层370和第二Al-Mn合金表层390，该第一Al-Mn合金表层与Al-Mg-Si合金芯层380的第一表面结合，该第二Al-Mn合金表层与Al-Mg-Si合金芯层380的第二表面结合，其中，该第一表面与该第二表面相对。如上所述，层370、380、390可以通过辊压结合、多合金铸造和直接冷硬铸造中的至少一种相互结合。在一个例子中，该Al-Mg-Si合金芯层380可以为AA6013，该Al-Mn合金表层370、390可以为AA3003。可替换地，该Al-Mg-Si合金芯层380可以为AA6013，该Al-Mn合金表层370、390可以为AA3104。在一些实例中，该Al-Mg-Si合金芯层380包括6xxx系铝合金中的一种，该Al-Mn合金表层370、390包括3xxx系铝合金中的一种。

在一些实施方式中，复合薄板320、360的总厚度T1、T2可以为至少约0.1mm、或至少约0.2mm、或至少约0.3mm、或至少约0.4mm、或至少约0.5mm、或至少约1mm、或至少约2mm、或至少约3mm、或至少约4mm、或至少约5mm、或至少约6mm、或至少约8mm、或至少约10mm、或至少约15mm。在其它实施方式中，复合薄板320、360的总厚度T1、T2的范围可以为约0.1mm至约15mm，或者为约0.5mm至约5mm，或者为约1mm至约2mm。

在一个实施方式中，该复合薄板320、360可以在T4条件下制造成具有约1mm的总厚度T1、T2，其中该T4条件的含义是指进行了固溶热处理和自然时效的材料。在下文的讨论中，固溶热处理和自然时效对于本领域技术人员来说将会变得清楚。

在一个实施方式中，该Al-Mg-Si合金芯层340的厚度范围可以为复合薄板320的总厚度T1的约60％至约90％，而该Al-Mn合金芯层330的厚度范围可以为复合薄板320的总厚度T1的约10％至约40％。在可替换的实施方式中，该Al-Mg-Si合金芯层340和该Al-Mn合金表层330可以包括其它合适的厚度范围。

在一个例子中，复合薄板320的总厚度T1可以为约1mm，同时Al-Mn合金表层330的厚度为约0.15mm，Al-Mg-Si合金芯层340的厚度为0.85mm。在另一个例子中，复合薄板320的总厚度T1可以为约1mm，同时Al-Mn合金表层330的厚度为约0.2mm，Al-Mg-Si合金芯层340的厚度为约0.8mm。在一些实例中，复合薄板320的总厚度T1可以为约1mm，同时Al-Mn合金表层330的厚度为约0.25mm，Al-Mg-Si合金芯层340的厚度为0.75mm。在其它实例中，复合薄板320的总厚度T1可以为约1mm，同时Al-Mn合金表层330的厚度为约0.3mm，Al-Mg-Si合金芯层340的厚度为0.7mm。在一个例子中，复合薄板320的总厚度T1可以为约6mm，同时Al-Mn合金表层330的厚度为约1.5mm，Al-Mg-Si合金芯层340的厚度为约4.5mm。

在一个实施方式中，该Al-Mg-Si合金芯层380的厚度范围可以为复合薄板360的总厚度T2的约50％至约80％，该第一Al-Mn合金表层370的厚度范围可以为复合薄板360的总厚度T2的约10％至约40％，同时第二Al-Mn合金表层390的厚度范围可以为复合薄板360的总厚度T2的约0％至约10％。在另一个实施方式中，该Al-Mg-Si合金芯层380的厚度范围可以为复合薄板360的总厚度T2的约20％至约80％，该Al-Mn合金表层370、390中的每个的厚度范围均可以为复合薄板360(未示出)的总厚度T2的约10％至约40％。在一个实施方式中，该第一Al-Mn合金表层370可以更适合作为外层使用，而第二Al-Mn合金芯层390可以更适合作为内层使用。在可替换的实施方式中，该Al-Mg-Si合金芯层380和该Al-Mn合金表层370、390可以包括其它合适的厚度范围。在一个例子中，复合薄板360的总厚度T2可以为约1mm，同时第一Al-Mn合金表层370为约0.25mm，该Al-Mg-Si合金芯层380为约0.65mm，该第二Al-Mn合金表层390为约0.1mm。

现在参考图4，其显示了根据本发明一个实施方式的生产复合薄板的不同步骤的工艺流程图400。在一个实施方式中，具有至少一种铝合金的铸块可以通过铸造步骤410生产。该铸造步骤410包括通过多合金铸造或者DC铸造或者其它合适的铸造工艺来铸造铝合金。例如，单块铸块(例如单层)可以通过铸造单一铝合金材料生产。在其它例子中，复合铸块(例如多合金)可以通过铸造至少两种铝合金生产，其中每种铝合金具有不同的化学成分。在一个实施方式中，复合铸块可以由以下方式生产，即单独铸造至少两个不同的铝合金层，随后，将该铝合金层相互直接接触地放置以形成复合铸块。

在铸造步骤410之后，该单块铸块或者复合铸块可以进行均质化步骤420。在一个实施方式中，该均质化步骤420包括在约540℃至约570℃的温度范围内加热该铸块约4小时。该均质化步骤420允许物质或其它元素(如：镁、硅)在复合薄板内扩散。在一些实例中，均质化步骤420可以除去微观偏析同时增强铸块的均匀性。

铸块的厚度可以随后通过热轧步骤430被降低到所需的规格(例如，薄板厚度)。通常而言，热轧步骤430包括使用重机械辊子，其应用压力来变平或者降低铸块的厚度。与高温结合，该热轧步骤430可以降低铸块的厚度至所需的薄板厚度范围，从而获得更适合进行随后工艺步骤的薄板。例如，具有约304.8mm(12英寸)厚度的铸块可以被热轧至具有约3.4mm(0.135英寸)厚度的薄板。在热轧步骤430的开始阶段，该铸块可以处于约500℃至约550℃的温度范围内。然后在热轧步骤430的结束阶段，该薄板可以保持在约250℃至约350℃的温度范围内。来自机械辊子的压力和更高温度的结合可以有利于获得铸块厚度的接近10倍的压缩率从而制造具有不高于约15mm或约10mm厚度的单块或复合薄板。在一些实例中，该薄板可以被卷绕成卷材或者在热轧步骤430过程中展开成薄板。

该单块或者复合薄板可以随后进行热处理步骤440。在一个实施方式中，该热处理步骤440包括在约420℃至430℃的温度范围内分批退火(BA)该薄板约60分钟。在另一个实施方式中，该热处理步骤440包括从约540℃至约580℃的温度范围持续约5分钟的薄板的固溶热处理(SHT)。该薄板在热处理步骤440的过程中可以被卷绕成卷材或者展开成薄板。

在热处理步骤440之后，薄板的厚度可以进一步通过冷轧步骤450降低。该冷轧步骤450可以基本上类似于热轧步骤430，除了该冷轧步骤450可以在室温或者稍高的温度下进行之外。在一个实施方式中，该冷轧步骤450可以进一步将单块或复合薄板的厚度从约3.4mm(0.135英寸)降低至约1mm(0.039英寸)，也就是约70％的厚度压下率。在其它的实施方式中，该冷轧步骤450可以将薄板的厚度降低约50％至约60％，或者至少约80％。通常情况下，薄板的厚度可以根据车辆应用的需要进行缩减。如上文所述，该薄板在冷轧步骤450的过程中可以被卷绕成卷材或者展开成薄板。

在冷轧步骤450之后，该单块或复合薄板可以进行固溶热处理(SHT)步骤460。在一个实施方式中，该SHT步骤460包括加热该薄板至从约540℃至约580℃的温度范围持续约5分钟。另外，该SHT步骤460可以包括在淬火后预时效该薄板。例如，在高温处理后，该薄板可以进行淬火工艺以达到约60℃至约100℃温度范围，然后进行薄板的卷绕。该淬火工艺可以为瞬时的并且可以包括在空气中或者在水中或者同时在空气和水中淬火该薄板。在其它的实例中，该淬火工艺可以在室温下发生。在一个实施方式中，在淬火至室温后，在该薄板进行卷绕或展开时，该工艺可以包括立即将该薄板暴露至加热装置，该加热装置例如为红外加热灯或感应加热或鼓风炉，由此，在约1小时至约24小时或更长时间内的暴露和随后的卷绕冷却可以预时效或者改变该薄板的微观结构。在一个实施方式中，在SHT、淬火至室温以及卷绕该卷材之后，该卷材可以随后在炉中加热，并允许在炉内或者在外部在环境温度下冷却。

在SHT步骤460之后，在试验步骤470中可以在单块或复合薄板上实施不同的试验。在一些实施方式中，用于限定薄板特征的试验步骤470可以尤其是包括：卷边性能、机械性能、储存期限、漆层烘烤后的强度、抗凹痕性，表面质量、成形性、抗腐蚀性和晶粒尺寸。

现在参考图5，其显示了根据本发明的一个实施方式生产复合薄板的不同步骤的工艺流程图500。在一个实施方式中，具有两种不同铝合金成分的复合铸块可以通过辊压结合步骤510生产。例如，第一铸块可以通过铸造第一铝合金材料生产，第二铸块可以通过铸造第二铝合金材料生产。该两个铸块可以通过以下方式相互辊压结合，即将一个铸块放置在另一个铸块的顶上，然后施加机械力使该铸块产生结合。在一个实施方式中，复合铸块可以通过至少两个单块铸块的相互冶金结合生产(例如，材料的晶格结构被促使为相互一致)。在一些实例中，冶金结合可以利用高压力，从而导致层的变形。在一些实施方式中，在辊压结合步骤510之前，每个单块铸块可以通过在从约540℃至约570℃的温度范围内加热该铸块约4小时进行均质化。

在已经通过辊压结合步骤510生产出复合铸块之后，该铸块可以进行热轧530、分批退火540、冷轧550和固溶热处理560工艺，这些工艺基本上类似于上文所述的那些工艺。如上所述，得到的复合薄板可以通过试验步骤570来评价，以提供所需的材料性能和特性。

限定车辆板件特征的方式中的一个为卷边性能。总体上，车辆板件可以与基于其卷边性能的卷边等级相关联，其中卷边性越好，在车辆板件的生产过程中，当这种车辆板件被弯曲和/或折叠时，其发生显著断裂的可能性就越低。

现在回到图1-2，外板件210和内板件230可以共同卷边来生产车辆板件110。通过合适的机械工艺，通过共同弯曲和/或折叠两个板件210、230的边缘，该卷边可以导致凸缘的形成。可以评价该卷边部位，同时车辆板件110可以被指定卷边等级。在一个实施方式中，外板件210和内板件230可以一起进行卷边从而通过围起卷边(rope hem)、释放平卷边(relieved flat hem)或平板卷边(flat hem)生产车辆板件110，上述工艺可以被认为是更复杂卷边工艺(例如，比围起卷边或释放平板卷边工艺复杂)中的一种。

现在参考图6，图6显示了用于对车辆板件进行卷边的处理步骤。在步骤602中，在每个薄板720、740已经预应变(例如，7％、11％、15％)之后，外薄板720可以与内薄板740结合。如图所示，外薄板720的一部分相对于内薄板740可以被弯曲约90度。在一个例子中，外薄板720的厚度可以为约1mm，内薄板740的厚度可以为约1mm。在另一个实施例中，外薄板720的厚度可以为约0.5mm，内薄板740的厚度可以为约0.5mm。在其它实施例中，外薄板720和内薄板740可以包括不同的厚度组合。标记“1t”和“6t”分别意味着薄板厚度的1倍和6倍。

在步骤604中，可以施加附加力来相对于内薄板740连续弯曲外薄板720约另外的90度，于是总的弯曲角度为约180度。外薄板和内薄板720、740的弯曲可以通过合适的机械装置完成。随后，在步骤606中，在外薄板720已经被基本上弯曲以围绕内薄板740的一部分卷绕之后，可以形成卷边部位760。

现在参考图7，其显示了不同的卷边的横截面图，该卷边通过围绕内薄板740(如，内层)弯曲外薄板720(如，外层)形成，基本上如上文所述。图中所示的尺寸和单位是毫米的(mm)。如上文所述，该卷边工艺可以通过以下方式发生，即将外薄板720在内薄板740的一部分上弯曲约180度，该弯曲是以根据ASTM E290-97A以1.0mm(围起卷边)、0.75mm(释放平板卷边)和0.5mm(平板卷边)的弯曲半径R进行的。在这些实例中，该半径用于1mm厚度的薄板。在一个实施方式中，外薄板720和内薄板740的结合可以产生复合薄板。在另一个实施方式中，外薄板720可以为由第一复合材料形成的外板件，同时内薄板740可以为由第二复合材料形成的内板件，该两个板件720、740能够结合从而形成车辆板件，如发动机罩或行李箱盖。

现在参考图8，其显示了平板卷边等级标准，用于每种试样的卷边部位760的并排评价和对比，并且用于指定相关的平板卷边等级。可以根据下面的平板卷边等级尺度赋予试样标记，如表1中所示。

1-无裂纹(轻微至中等桔皮状是可以接收的)

2-重桔皮状

3-利用3X放大率可视的裂纹

4-利用肉眼可视的裂纹

5-沿弯曲(例如卷边部位)的断裂或连续裂纹

表1.平板卷边等级尺度

总体上，1的平板卷边等级是最好的，5的平板卷边等级是最差的。桔皮状广义上被理解为，在具有大晶粒尺寸和/或特定取向的材料变形时发生的总体晶粒粗化。

现在参考图9，其显示了卷边部位760的横截面光学显微照片。具有通常可接受的平板卷边性能(如可接受的平板卷边等级)的复合薄板可以在表面上表现出最小的裂纹到无裂纹，如左边的光学显微照片920所示，而具有通常不可接受的平板卷边性能(如不可接受的平板卷边等级)的复合薄板可以在表面上表现出严重的裂纹(如箭头所示)，如右边的光学显微照片940所示。具体地，通常可接受的光学显微照片920可以与1或2的平板卷边等级相关联，而通常不可接受的光学显微照片940可以与3、4或5的平板卷边等级相关联。

现在回到图3，在一些实施方式中，每个复合薄板320、360可以能够得到不低于5、或不低于4、或不低于3、或不低于2、或不低于1的平板卷边等级。

在一个实施方式中，平板卷边等级可以纵向(例如，0度，平行)于复合薄板的轧制方向进行测量。该轧制方向为在这种复合薄板的制造过程中，复合薄板滚动通过机械轧辊的方向(例如，热轧、冷轧)。在其它情况中，平板卷边等级可以横向(90度)或者斜向(45度)于复合薄板的轧制方向进行测量。纵向于轧制方向的平板卷边等级通常要低于横向或斜向于轧制方向的平板卷边等级。

在一些实施方式中，复合薄板320、360可以在进行平板卷边试验之前进行预应变处理。如在本文中使用的，“预应变”以及类似表述的含义为在复合薄板上作用的应变的数量，如通过拉伸试验机(例如，英斯特朗电子(Instron)拉力测试仪)。通过预应变，复合薄板可以达到超过材料的弹性极限的塑性应变。在一些情况中，预应变可以为在这种车辆板件的生产过程中，车辆板件可能受到的应变量的反应。

在一些情况中，在平板卷边试验之前，复合薄板可以进行约7％、或约11％、或约15％的预应变。在其它情况中，该复合薄板可以被预应变至至少约1％、或至少约2％、或至少约3％、或至少约4％、或至少约5％、或至少约6％、或至少约8％、或至少约10％、或至少约12％、或至少约14％、或至少约16％。因此，复合薄板的平板卷边等级可以在该复合薄板已经被预应变至这种预应变水平之后进行测量。

在一些实施方式中，在至少约1％的预应变水平下，复合薄板可以能够获得不低于5、或不低于4、或不低于3、或不低于2、或不低于1的平板卷边等级。通常，在较高预应变水平下具有较好平板卷边水平的复合薄板能够更好的形成具有复杂形状和构造的车辆板件。

在一些实施方式中，复合薄板的平板卷边等级可以在不同的时间周期中进行测量。在本文中，“时间周期”及类似表述的含义为在通过固溶热处理产生出复合薄板之后但在平板卷边试验之前所经过的时间量，无论是自然的或者人工的。例如，在已经生产出复合薄板之后，该复合薄板的平板卷边等级可以在至少约7天、或至少约14天的时间周期进行测量。在其它实施方式中，在已经生产出复合薄板之后，复合薄板的平板卷边等级可以在至少约30天、或至少约45天、或至少约60天、或至少约75天、或至少约90天、或其它时间周期进行测量。

在一些实施方式中，在至少约7天的时间周期下，复合薄板可以能够得到不低于5、或者不低于4、或者不低于3、或者不低于2、或者不低于1的平板卷边等级。在其它实施方式中，在至少约14天、或至少约21天、或至少约30天、或至少约60天、或至少约90天的时间周期下，复合薄板可以能够得到不低于5、或者不低于4、或者不低于3、或者不低于2、或者不低于1的平板卷边等级。

通常情况下，在较长时间周期后具有较好平板卷边等级的复合薄板可以具有更好的储存期限。换句话说，在该复合薄板已经生产出来后，复合薄板不需要立即形成车辆板件，而是在用来形成车辆板件之前可以保留在货架上所需的时间周期。车辆板件的卷边性能通常会随着储存期限的增加而降低(例如，在约30天后平板卷边等级为1，在约90天后平板卷边等级为3)。在平板卷边等级上的降低可能是由于材料性能随时间的改变而引起的。

如本文所使用的，“储存期限”及类似表述的含义为时间的长度(例如，时期，时间周期)，在该时间长度上，复合薄板连续满足所有的可应用规格需要，如平板卷边等级。例如，复合薄板的储存期限可以与自然时效相关联，其包括在将复合薄板暴露至正常环境条件预定的时间周期后复合薄板的改变(如果有)。在一个实施方式中，可以实施通过自然时效试验进行的储存期限研究，其通过在生产后约30天初始测量复合薄板的平板卷边等级，然后在生产后约90天重复相同的测量，其中在两个测量期间，该复合薄板已经暴露至并且保持在室温环境条件下(例如，放置在房间中的货架上)。在一些实例中，自然时效可以在复合薄板上在以下时间期间发生，例如，在复合薄板的生产之后但在复合薄板被运送至冲压车间之前的储存时间，复合薄板在冲压车间中的时间，以及在冲压车间之后但在冲压后的复合薄板被运送至装配车间之前的复合薄板的储存时间。

除了平板卷边等级，尤其是还可以测量复合薄板的机械性能，包括下述性能，诸如拉伸屈服强度(TYS)、极限抗拉强度(UTS)、以及总的和均匀延展率(％)。在一些实施方式中，机械性能可以横向于复合薄板的轧制方向测量。在其它实施方式中，该机械性能可以纵向或斜向于复合薄板的轧制方向确定。横向于轧制方向的机械性能通常要差于纵向或斜向于轧制方向的机械性能。

在一些实施方式中，根据本发明的一个实施方式的复合薄板可以达到至少约100MPa、或至少约110MPa、或至少约120MPa、或至少约130MPa、或至少约140MPa、或至少约150MPa的TYS。在其它实施方式中，根据本发明的一个实施方式的复合薄板可以达到至少约200MPa、或至少约210MPa、或至少约220MPa、或至少约230MPa、或至少约240MPa、或至少约250MPa、或至少约260MPa、或至少约270MPa、或至少约280MPa、或至少约290MPa、或至少约300MPa的UTS。在一些实施例中，根据本发明的一个实施方式的复合薄板可以达到至少约10％、或至少约12％、或至少约14％、或至少约16％、或至少约17％、或至少约18％、或至少约19％、或至少约20％、或至少约21％、或至少约22％、或至少约23％、或至少约24％、或至少约25％的延展率(例如，总的、均匀的)。

为了测量复合薄板的机械性能，可以通过ASTM方法B557和E8加工和测试标准拉伸试验试样。在一个实施方式中，标准拉伸试验试样可以基本上类似于如图10中所示的“狗骨”形试样1000。在一个例子中，试样1000的长度(L)可以在从约228.6mm至约279.4mm(9英寸至11英寸)的范围，厚度可以为不超过12.7mm(0.5英寸)，同时宽度从约12.7mm(0.5英寸)(W1)至约19.1mm(0.75英寸)(W2)之间变化。在其它例子中，试样900可以为各种形状和尺寸。

类似于平板卷边等级，在一些实施方式中，复合薄板的机械性能可以在类似于上述的不同时间周期下测量。另外，根据本发明的复合薄板的机械性能可以在相对长的储存期限下保持可接受的机械特征和性能。换句话说，复合薄板的强度和延展率在较长时间周期或自然时效后，不会明显的降低。

另外一种限定车辆板件的方法是漆层烘烤(PB)强度，其可以为该板件抗凹痕性或者在使用期间车辆板件避免和/或最小化凹痕和擦痕能力的指示。在一个实施方式中，车辆板件可以进行PB处理来模拟与车辆板件相关的实际工艺条件。在一些实例中，该PB处理还可以被称为人工时效。例如，该车辆板件可以热处理来增加其PB强度和抗凹痕性。在这些实例中，车辆板件的外板件和内板件可以单独处理或组合处理。通常，在PB工艺后，复合薄板的PB强度(例如，在漆层烘烤后的拉伸屈服强度和极限抗拉强度)越高，复合薄板在使用时耐凹痕和擦痕的能力就越高。对于不同的汽车应用，不同的汽车生产厂家可以具有不同水平的最小PB强度标准。

在一个例子中，人工时效包括将复合薄板应用热处理循环来模拟工艺条件，在一个实施方式中，PB循环可以包括预应变(例如，在2％)和加热(例如，在约170℃持续约20分钟)的组合。在其它实例中，该PB循环可以包括在不同温度和/或时间周期的处理循环，具有或不具有预应变。该复合薄板可以随后被空冷至室温，然后测试其机械性能。在一些实施方式中，在PB循环后要测试的机械性能尤其包括拉伸屈服强度(TYS)、极限抗拉强度(UTS)和延展率等种类。在一些实例中，在PB循环后，复合薄板的TYS和UTS可以称为后PB强度。

在一些实施方式中，根据本发明的一个实施方式的复合薄板可以达到至少约150MPa、或至少约180MPa、或至少约190MPa、或至少约200MPa、或至少约220MPa、或至少约240MPa、或至少约260MPa、或至少约280MPa、或至少约300MPa、或至少约310MPa、或至少约320MPa、或至少约330MPa、或至少约340MPa、或至少约350MPa的后PB强度。在其它实施方式中，在PB循环后，根据本发明的一个实施方式的复合薄板可以达到至少约10％、或至少约12％、或至少约14％、或至少约16％、或至少约17％、或至少约18％、或至少约19％、或至少约20％、或至少约21％、或至少约22％、或至少约23％、或至少约24％、或至少约25％的延展率(例如，总的、均匀的)。

如上所述，自然时效包括在室温保持复合薄板所需的时间周期或者期间。在一些实例中，自然时效可以在引起性能(例如，平板卷边等级)或尤其是机械性能(例如，在热处理之前和之后的材料强度)改变的材料上发生。举例来说，由于材料往往随着时间自然时效，因此6xxx系铝合金可能具有相对短的储存期限。换句话说，6xxx系铝合金的平板卷边性能可能随着逐渐增加的储存期限而降低。因而，当6xxx系铝合金在车辆板件中卷边时，可能导致裂纹或断裂和类似缺陷。

另一种限定车辆板件的方法是极限球形高度，其可以用来评价车辆板件的成形性。如在本文中所使用的，“极限球形高度”指由复合薄板形成的球形的最大高度，用来评价(至少部分地评价)复合薄板的成形性。在一个实施方式中，极限球形高度可以通过使用半球形结构(如圆顶)进行刚性冲压和拉伸复合薄板至塑性失稳点(例如断裂)来确定。在一个例子中，该拉伸可以通过机械力实施。复合薄板断裂发生点限定了极限球形高度和该复合薄板所能承受的最大负载。通常，极限球形高度越高，材料的成形性越好。

在本文中，“成形性”及类似表述的含义为该复合薄板能够通过塑性变形成形的相对简易性。举例来说，由复合薄板制成的车辆板件的成形性可以通过复合薄板的极限球形高度以及(在一些实例中)尤其是延展率(更高的延展率百分比表示更好的成形性)(至少部分地)确定。通常，复合薄板的成形性越好，将该复合薄板制成所需形状就越容易。在断裂发生以前，复合薄板可以被拉伸的范围也可以被认为是成形性或成形极限。

在一些实施方式中，复合薄板可以达到至少约5mm、或至少约10mm、或至少约15mm、或至少约20mm、或至少约21mm、或至少约22mm、或至少约23mm、或至少约24mm、或至少约25mm、或至少约26mm、或至少约27mm、或至少约28mm、或至少约29mm、或至少约30mm的极限球形高度。

在一些实施方式中，车辆板件的成形性可以由应变-硬化系数(n)和宽-厚应变率(R)影响。该应变-硬化系数(n)和宽-厚应变率(R)为无量纲常数，其用于衡量材料的成形性，其中应变-硬化系数(n)和宽-厚应变率(R)的值越大，材料的成形性越好。另外，较大的n和R值可以表现出更好的抗薄化、抗皱性和抗其它人为现象性。

在一些实施方式中，根据本发明的一个实施方式的复合薄板可以得到较小的晶粒尺寸，这可以增强复合薄板的成形性、卷边性能和表面状况或质量，及其它特征。

现在参考图11，其显示了根据本发明一个实施方式生产复合薄板的不同步骤的工艺流程图1100。例如，制造复合薄板的方法包括生产Al-Mg-Si合金1110。在一些实例中，该Al-Mg-Si合金可以为6xxx系铝合金，且可以通过上文所述的辊压结合、多合金铸造和直接冷硬铸造中的至少一种或其它技术生产。随后，该方法包括生产第一Al-Mn合金1120，其可以为3xxx系铝合金。类似于Al-Mg-Si合金，该Al-Mn合金可以通过上文所述的辊压结合、多合金铸造和直接冷硬铸造中的至少一种或其它工艺生产。虽然该工艺流程显示了在Al-Mn合金之前生产的Al-Mg-Si合金，应该理解的是，该Al-Mn合金也可以在Al-Mg-Si之前生产。可替换地，该两种合金可以相伴或同时地生产。

在一个实施方式中，该方法包括将Al-Mg-Si合金的第一表面与第一Al-Mn合金1130的第一表面物理接触放置，该放置步骤1130导致了生产出双层复合薄板1140，该双层复合薄板1140可以达到不低于3、或不低于2、或不低于1的平板卷边等级。

另外，制造复合薄板的方法还包括生产第二Al-Mn合金步骤1150。生产第二Al-Mn合金的方法可以在所有方面基本上类似于第一Al-Mn合金，除了该合金不需要具有相同的化学成分和/或厚度。接下来，该方法还包括第二放置步骤1160，由此该Al-Mg-Si合金的第二表面可以与第二Al-Mn合金的第一表面接触放置。在一个实施方式中，Al-Mg-Si合金的第一和第二表面彼此相对。该放置步骤1160导致产生出三层复合薄板1170，其类似于所述二层复合薄板，可以达到不低于3、或不低于2、或不低于1的平板卷边等级。

下述例子解释了多合金复合薄板作为车辆板件的可行性。

例子1-具有AA3104和AA6013铝合金的三层复合板

一种具有基本类似于图3所示截面的截面的三层复合薄板360可以通过如图4所示工艺流程利用铸造方法生产。具体地，该三层复合薄板360可以通过多合金铸造AA3104Al-Mn合金第一表层370、AA6013Al-Mg-Si合金芯层380和另一个作为第二表层390的AA3104Al-Mn合金来生产。该AA3104和AA6013铝合金具有如表2中所示的化学成分(以重量百分比)。

表2.AA3104和AA6103铝合金的化学成分(以wt％)

得到的AA3104和AA6013铝合金的复合铸块具有约0.4米(16英寸)的宽度，约1.4米(55英寸)的长度，和约0.3米(12英寸)的厚度，并且可以在约560℃的温度下均匀化约4小时。复合铸块的热轧导致生产出具有约3.4mm厚度的复合薄板。第一试样(例子1A)进行约425℃温度持续约60分钟的分批退火，同时第二试样(实施例1B)进行约570℃温度持续约5分钟的固溶热处理。两个试样的厚度进一步通过冷轧被降低至T4状态，具有约1mm的总厚度T2。该AA3104第一表层370的厚度为复合薄板360的总厚度T2的约25％(0.25mm)，该AA6013芯层380的厚度为复合薄板360总厚度T2的约65％(0.65mm)，同时该AA3104第二表层390的厚度为复合薄板的总厚度T2的约10％(0.10mm)。两个试样进一步在约570℃温度进行约5分钟的固溶热处理。

该三层复合薄板360相对于AA6022Al-Mg-Si合金单块薄板的对比试样进行评价，该对比试样可以利用图4中所示工艺流程的直接冷硬铸造生产。具体地，该AA6022铸块可以在约550℃下持续约4小时进行均匀化，然后被热轧至3.4mm的厚度。得到的AA6022单块薄板随后在约425℃的温度下进行约60分钟的分批退火，然后冷轧至T4状态以得到约1mm的厚度。该AA6022对比试样进一步在约550℃的温度下进行约5分钟的固溶热处理。

该三层复合薄板360和AA6022对比试样的材料特性和性能如图3中所示。所有的测量均在30天的自然时效后，并且在横向于轧制方向的方向上进行，除了平板卷边等级，该平板卷边等级在纵向于轧制方向的方向上进行。该平板卷边等级在三个不同的预应变(7％、11％、15％)水平下测量。包括由剑形标记标示的拉伸屈服强度(TYS)、极限抗拉强度(UTS)和延展率(％)的机械性能在漆层烘烤循环后进行测量，该漆层烘烤循环包括以2％预应变薄板并且在约170℃进行约20分钟的加热。

表3.三层AA3104/AA6013/AA3104复合薄板的性能

如表3中所示，三层复合薄板360(例子1A和1B)的卷边性能优于AA6022对比试样。具体地，两个三层复合薄板360在所有三个预应变水平(例如，在7％、11％和15％的预应变下，1's对比3's和4's)都能够保持保持良好的平板卷边等级。

另外，三层复合薄板360(例子1A和1B)的机械性能(例如，TYS、UTS和延展率)基本上能比得上AA6022对比试样的这些性能。具体地，拉伸屈服强度(例如，平均116MPa对比123MPa)，极限抗拉强度(例如，平均246MPa对比232MPa)和延展率(例如，平均20％对比平均23％)在三层复合薄板360和AA6022对比试样之间基本上是类似的。

另外，该三层复合薄板360能够在漆层烘烤处理后保持机械性能。具体地，在漆层烘烤循环后，拉伸屈服强度(例如，平均197MPa对比231MPa)，极限抗拉强度(例如，平均280MPa对比297MPa)，和延展率(例如，平均19％对比21％)在三层复合薄板360和AA6022对比试样之间基本上是可比较的。通常，每个三层复合薄板360达到至少约190MPa的最小后PB强度。

作为车辆板件，该三层复合薄板360还可以达到与AA6022对比试样类似的成形性，如果该成形性没有被刻意提高。具体地，该三层复合薄板360与AA6022对比试样相比，具有类似地或者更好的n(例如，平均0.265vs.0.259)和R值(例如，平均0.652vs.0.637)。

在3个月的自然时效后，三层复合薄板360和AA6022对比试样的材料特性和性能如表4中所示，除了时间周期外，测量方法在所有方面都类似于表3的测量方法。

表4.经过3个月自然时效后的三层复合薄板的性能

如表4中所示，三层复合薄板360(例子1A和1B)的卷边性能在3个月的自然时效后保持相对没有改变，并且保持优于AA6022对比试样的性能。具体地，两个三层复合薄板360甚至在三个月的自然时效后在所有三个预应变水平下仍然能够保持良好的平板卷边等级(例如，在7％、11％和15％预应变的1's和2's)，并且仍然比AA6022对照比试样(例如，分别地，在7％、11％和15％预应变的2、3和4)好。

另外，三层复合薄板360(例子1A和1B)的机械性能(例如，TYS、UTS和延展率)在3个月后依然能够保持与AA6022对比试样的机械性能基本可比。具体地，拉伸屈服强度(例如，平均118MPa对比141MPa)、极限抗拉强度(例如，平均251MPa对比250MPa)和延展率(例如，平均22％对比平均21％)在三层复合薄板360与AA6022对比试样之间是基本上类似的。同样地，在3个月的自然时效后，两个三层复合薄板360的机械性能也没有明显变差(例如，TYS：115.1MPa至117.9MPa(例子1A)，117.2MPa至117.2MPa(例子1B)；UTS：246.1MPa至255.1MPa(例子1A)，246.8MPa至246.8MPa(例子1B))。

而且，在3个月后，经过漆层烘烤处理的三层复合薄板360能够保持机械性能。具体地，3个月后，经过漆层烘烤后的拉伸屈服强度(例如，平均193MPa对比231MPa)、极限抗拉强度(例如，平均279MPa对比298MPa)和延展率(例如，平均20％对比21％)在三层复合薄板360和AA6022对比试样之间是基本可比的。如上所述，三层复合薄板360的机械性能在经过3个月的自然时效后没有明显变差(例如，TYS：195.8MPa至194.4MPa(例子1A)，197.9MPa至192.4MPa(例子1B)；UTS：278.5MPa至281.3MPa(例子1A)，282.0MPa至276.5MPa(例子1B))。通常，每个三层复合薄板360达到至少约190的最小PB后强度。

在3个月后，该三层复合薄板360还可以达到与AA6022对比试样相当的作为车辆板件的成形性(如果没有被提高)。具体地，在3个月后，该三层复合薄板360与AA6022对比试样相比具有类似的、否则略好的n(例如，平均0.263对比0.238)和R值(例如，平均0.641对比0.654)。另外，经过3个月的自然时效后，该n和R值并没有明显变差(例如，n值：0.267至0.263(例子1A)，0.262至0.263(例子1B)；R值：0.663至0.738(例子1A)，0.641至0.544(例子1B))。

现在参考图12-13，其显示了卷边部位的截面光学显微照片，该卷边部位为经过3个月自然时效后的6022-1和例子1A的卷边部位。具体地，图12中的光学显微照片涉及AA6022对比试样，而图13中的光学显微照片涉及三层复合薄板360(例子1A)。如图12中所示，在左边的光学显微照片1210用于AA6022对比试样，其已经进行了7％的预应变，并具有平板卷边等级2，在中间的光学显微照片1220已经进行了11％的预应变，并具有平板卷边等级3，在右边的光学显微照片1230已经进行了15％的预应变，具有平板卷边等级4。类似地，如图13中所示，在左边的光学显微照片1310用于三层复合薄板360(例子1A)其已经进行了7％的预应变，并具有平板卷边等级1，在中间的光学显微照片1320已经进行了11％的预应变，具有平板卷边等级2，在右边的光学显微照片1330已经进行了15％的预应变，具有平板卷边等级2。

简言之，在各种预应变水平(例如，7％、11％和15％)下，三层复合薄板360的平板卷边等级好于AA6022对比试样，其中看不到裂纹。相反，除了在7％预应变的试样1210，两个11％和15％预应变试样1220、1230都在其卷边部位的表面上显示出裂纹(如箭头所示)。另外，基本如图13所示，该三层复合薄板360在三种不同的预应变水平1310、1320、1330(例如，从7％至11％至15％)下能够保持最小接近于零的裂纹，这与由AA6022对比试样1210、1220、1230获得的渐增的裂纹(例如，从7％至11％至15％，零裂纹至一个裂纹至两个裂纹)相反，因而，确认了该三层复合薄板360具有与AA6022对比试样相比更好的平板卷边等级。

例子2–具有AA3104和AA6013铝合金的双层复合板

具有基本类似于如图3所示截面的截面的双层复合薄板320可以使用图4所示的工艺流程通过铸造方法生产。具体地，该双层复合薄板320可以通过以下方法获得，即：多合金铸造AA3104Al-Mn合金表层330和AA6013Al-Mg-Si合金芯层340，然后将该两个层330、340相互物理接触放置。该AA3104和AA6013铝合金具有如表5中所示的化学成分(以重量百分比)。

表5.AA3104和AA6103铝合金的化学成分(以wt.％)

如上所述，所获得的AA3104和AA6013铝合金的复合铸块具有约0.4米(16英寸)的宽度，约1.4米(55英寸)的长度和约0.3米(12英寸)的厚度，并且可以在约560℃的温度下均匀化约4小时。该复合铸块的热轧导致生产出具有约3.4mm厚度的复合薄板。第一试样(例子2A)进行约425℃温度持续约60分钟的分批退火，同时第二试样(例子2B)进行约570℃温度持续约5分钟的固溶热处理。两个试样的厚度进一步通过冷轧被降低至T4状态，具有约1mm的总厚度T1。

该AA3104第一表层330的厚度为复合薄板320的总厚度T1的约25％(0.25mm)，而该AA6013芯层340的厚度为复合薄板320的总厚度T1的约75％(0.75mm)。两个试样进一步进行约570℃温度持续约5分钟的固溶热处理。类似于上文描述过的，该双层复合薄板320相对AA6022Al-Mg-Si合金的单块薄板的对比试样进行评价，该对比试样可以通过上文描述过的方法生产。

该双层复合薄板320和AA6022对比试样的材料特性和性能如表6中所示，其中，测量方法与上文描述过的类似。

表6.双层AA3104/AA6013复合薄板的性能

如表6中所示，虽然双层复合薄板320(例子2A)中的一个的卷边性能能够与AA6022对比试样的卷边性能相比(例如，3's和4's)，但是在所有的预应变水平下(例如，7％、11％和15％)，另一个双层复合薄板320(例子2B)与AA6022对比试样相比却表现出更优的平板卷边等级(例如，1's和2's对比3's和4's)。

另外，双层复合薄板320(例子2A和2B)的机械性能(例如，TYS、UTS和延展率)基本上要优于AA6022对比试样的这些性能。具体地，双层复合薄板320的拉伸屈服强度(例如，平均148MPa对比123MPa)和极限抗拉强度(例如，平均295MPa对比232MPa)与AA6022对比试样相比分别获得了至少约15％和至少约30％的提高。该双层复合薄板320还能够保持与AA6022对比试样相比相当的延展率(例如，平均22％对比平均23％)。通常，每个双层复合薄板320达到至少约190MPa的最小后PB强度。

另外，该双层复合薄板320能够在漆层烘烤处理后表现出改进的机械性能。具体地，在漆层烘烤循环后，拉伸屈服强度(例如，平均255MPa对比231MPa)、极限抗拉强度(例如，平均344MPa对比297MPa)和延展率(例如，平均19％对比20％)在双层复合薄板320和AA6022对比试样之间基本上是相当的(在一些实例中稍微更好)。

该双层复合薄板320还可以达到与AA6022对比试样相当的作为车辆板件的成形性。具体地，该双层复合薄板320与AA6022对比试样相比具有基本上类似的n(例如，平均0.261对比0.259)和R值(例如，平均0.593对比0.637)。

在3个月的自然时效后，双层复合薄板320和AA6022对比试样的材料特性和性能如表7中所示，除了时间周期外，测量方法在所有方面类似于表6的测量方法。

表7.3个月自然时效后的双层复合薄板的性能

如表7中所示，双层复合薄板320(例子2A和2B)的卷边性能在3个月的自然时效后保持相对没有改变，并且保持比AA6022对比试样更优的性能。具体地，两个双层复合薄板320甚至在三个月的自然时效后在所有三个预应变水平下都能够保持良好的平板卷边等级(例如，在7％、11％和15％预应变的2's和3's)，并且仍然优于AA6022对比试样(例如，分别地，在7％、11％和15％预应变的2、3和4)。

另外，双层复合薄板320(例子2A和2B)的机械性能(例如，TYS、UTS和延展率)在3个月后保持优于AA6022对比试样的机械性能。具体地，双层复合薄板320的拉伸屈服强度(例如，平均152MPa对比141MPa)、极限抗拉强度(例如，平均300MPa对比250MPa)和延展率(例如，平均20％对比平均21％)基本上好于AA6022对比试样。还有，在3个月的自然时效后，两个双层复合薄板320的机械性能并没有明显变差(例如，TYS：146.2MPa至151.7MPa(例子2A)，148.9MPa至152.4MPa(例子2B)；UTS：289.6MPa至295.8MPa(例子2A)，300.6MPa至303.4MPa(例子2B))。

另外，在3个月后，经过漆层烘烤处理的双层复合薄板320能够保持较好的机械性能。具体地，3个月后，经过漆层烘烤，双层复合薄板320的拉伸屈服强度(例如，平均258MPa对比231MPa)、极限抗拉强度(例如，平均346MPa对比298MPa)和延展率(例如，平均20％对比20％)要优于AA6022对比试样。如上所述，双层复合薄板320的机械性能在经过3个月的自然时效后没有明显变差(例如，TYS：252.3MPa至257.2MPa(实施例2A)，258.6MPa至259.2MPa(实施例2B)；UTS：339.2MPa至344.0MPa(实施例2A)，349.6MPa至248.2MPa(实施例2B))。通常，每个双层复合薄板320达到至少约190MPa的最小后PB强度。

在3个月后，该双层复合薄板320还可以达到与AA6022对比试样相当的作为车辆板件的成形性(如果没有被提高)。具体地，在3个月后，该双层复合薄板320与AA6022对比试样相比具有类似的、否则稍好的n(例如，平均0.260对比0.238)和R值(例如，平均0.564对比0.654)。另外，经过3个月的自然时效后，该n和R值并没有明显变差(例如，n值：0.260至0.258(例子2A)，0.262至0.261(例子2B)；R值：0.610至0.557(例子2A)，0.576至0.570(例子2B))。

例子3–具有AA3003和AA6013铝合金的双层复合板

具有基本类似于图3所示截面的截面的双层复合薄板320可以通过使用图5所示的工艺流程通过结合生产。具体地，该双层复合薄板320可以通过以下方法获得，即，将AA3003Al-Mn合金表层330辊压结合到AA6013Al-Mg-Si合金芯层340上。该AA3003和AA6013铝合金具有如表8中所示的化学成分(以重量百分比)。

表8.AA3003和AA6103合金的化学成分(以wt.％)

如上所述，所得到的AA3003和AA6013铝合金的复合铸块可以被热轧至约3.4mm厚度，然后进行温度约425℃持续约60分钟的分批退火，并进一步通过冷轧至T4状态被降低至约1mm的总厚度T1。该AA3003表层330的厚度为复合薄板320的总厚度T1的约20％(0.20mm)，而该AA6013芯层340的厚度为复合薄板320的总厚度T1的约80％(0.80mm)。该双层复合薄板320进一步进行约570℃温度持续约5分钟的固溶热处理。类似于上文描述过的，该双层复合薄板320相对AA6022Al-Mg-Si合金的单块薄板的对比试样进行评价，该对比试样可以通过上文描述过的方法生产。

该双层复合薄板320和AA6022对比试样的材料特性和性能如表9中所示，其中，测量方法与上文描述过的类似。

表9.双层AA3003/AA6013复合薄板的性能

如表9中所示，双层复合薄板320的卷边性能优于AA6022对比试样，具体地，该双层复合薄板320能够在所有三个预应变水平下维持良好的平板卷边等级(例如，在7％、11％和15％的预应变下1's对比2-4)。

另外，双层复合薄板320的机械性能(例如，TYS、UTS和延展率)基本上要优于AA6022对比试样的这些性能。具体地，双层复合薄板320的拉伸屈服强度(例如，114MPa对比106MPa)、极限抗拉强度(例如，平均245MPa对比223MPa)和延展率(例如，平均23％对比平均24％)要优于AA6022对比试样。另外，该双层复合薄板320能够在漆层烘烤处理后表现出与AA6022对比试样的机械性能相当的机械性能(例如，198MPa对比199MPa)。

该双层复合薄板320还可以达到与AA6022对比试样相当的作为车辆板件的成形性。具体地，该双层复合薄板320与AA6022对比试样相比具有基本上类似的极限球形高度(例如，24.1mm对比25.0mm)和类似的n(例如，0.271对比0.276)和R值(例如，平均0.676对比0.713)。

本发明公开的复合薄板可以满足用于汽车的覆盖板件的制造需要，该覆盖板件包括发动机罩、行李箱盖或门等类。该复合薄板可以由多合金形成，该多合金在热辐射(漆层烘烤)后能够得到改进的成形性和更高的抗凹痕性，以及其它性能和特性。因此，该复合薄板可以满足外部体板件以及其它结构性用途的成形性和强度需求。另外，该复合板件可以进行人工时效来提高其强度，以用于所形成部件更好的抗凹痕性，其类似于或者优于使用的传统合金。

虽然参考一些实施方式已经详细描述了多合金复合薄板及其制造方法，但是在本发明的范围和思想内，还存在其它的改变和变化。

Claims (21)

1.一种方法，所述方法包括：

(a)对铸块进行热轧以形成薄板；

(b)在步骤(a)之后，第一固溶热处理所述薄板；

(c)在步骤(b)之后，对所述薄板进行冷轧；和

(d)在步骤(c)之后，第二固溶热处理所述薄板。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括在500摄氏度至550摄氏度的温度下对所述铸块进行热轧。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(a)包括所述铸块厚度的10倍的压缩率。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括在540摄氏度至580摄氏度的温度下第一固溶热处理所述薄板。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括在室温下对所述薄板进行冷轧。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括对所述薄板进行冷轧到足以将所述薄板的厚度降低50％至80％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)包括在540摄氏度至580摄氏度的温度下第二固溶热处理。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)包括对所述薄板进行淬火。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤(d)包括在对所述薄板进行淬火后预时效所述薄板。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)中的所述铸块包括至少一种铝合金。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，步骤(a)中的所述铸块包括单块铸块。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，步骤(a)中的所述铸块包括复合铸块。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，步骤(a)中的所述复合铸块包括6xxx系铝合金和3xxx系铝合金。

14.一种方法，所述方法包括：

(a)铸造具有至少一种铝合金的铸块；

(b)在步骤(a)之后，对所述铸块进行热轧以形成薄板；

(c)在步骤(b)之后，第一固溶热处理所述薄板；

(d)在步骤(c)之后，对所述薄板进行冷轧；和

(e)在步骤(d)之后，第二固溶热处理所述薄板。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，步骤(a)包括多合金铸造和/或直接冷硬铸造具有至少一种铝合金的铸块。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，步骤(a)包括铸造单块铸块。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，步骤(a)包括铸造复合铸块。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，步骤(a)中的所述复合铸块包括6xxx系铝合金和3xxx系铝合金。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，步骤(a)包括在铸造所述铸块后均质化所述铸块。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，步骤(a)包括在铸造所述铸块后在540摄氏度至570摄氏度的温度下均质化所述铸块。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，步骤(a)包括在铸造所述铸块后均质化所述铸块4个小时。