CN106391703A - 一种采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法 - Google Patents

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Abstract

一种采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法，选用5系铝合金或6系铝合金热轧后的板材作为过冷轧的原料，先将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中降温处理，设定温度目标为﹣60～﹣40℃，保温时间15～25min，将低温处理后的铝合金板材在冷轧机上进行多道次过冷轧，每个道次的压下率在10％以上，每个道次结束后，继续对铝合金板材进行降温处理，使其温度达到﹣40℃以下，多次重复冷轧，直到板材达到目标厚度。本发明采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法，使得铝合金板材再结晶组织均匀，再结晶晶粒尺寸细小，具有较高的强度和良好的冲压性能，从而满足汽车板的强度和冲压性能的要求，加速汽车轻量化的进程。

Description

一种采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法
所述技术领域
本发明涉及一种采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法。
背景技术
随着能源问题的日益短缺，环境问题的日益恶化，“节能减排，绿色环保”成为了当今时代的主题，符合国家可持续发展战略。在汽车工业方面，汽车轻量化被提出。我们可以通过用轻质的金属材料代替传统的钢铁材料或是优化汽车的机构的方法来实现汽车轻量化。目前研究的重心是寻找可以满足性能要求的轻质合金代替钢铁材料。多数汽车开始采用铝合金材料代替钢铁材料的方法降低车身的重量，这样汽车耗油量也会大大降低，尾气的排放量也会降低。但是铝合金材料在有些工作环境下还无法满足性能的要求,最典型的就是强度问题。所以目前的重中之重就是提高铝合金材料的强度问题。采用过冷轧的方法可以得到更加细小均匀的晶粒，从而使力学性能和冲压性能得到提高，满足汽车板的要求，推动汽车轻量化的进程。
目前，过冷轧技术已经应用到钢铁材料中，但是在铝合金汽车板领域尚未有研究，属于空白区。目前国内外对于“如何提高铝合金汽车板强度”这个技术难题上，侧重点落在热处理制度的优化上，采用多种多级固溶时效制度达到强化的效果。本发明另辟蹊径，采用过冷轧的方法得到的板材具有更加细小、均匀的晶粒，使力学性能大大提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法，推进汽车轻量化进程，使得生产出的铝合金能够代替传统的钢铁材料，产出具有良好力学性能的铝合金板材。
本发明所采用的技术方案是：
材料准备：汽车板的常用铝合金材料为5系或6系，选用5系铝合金和6系铝合金热轧后的板材作为过冷轧的原料；
材料的低温处理：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中进行降温处理；
轧前温度控制：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中，采用液氮制冷高低温试验箱的低温档控制系统，向高低温试验箱中喷射液氮，进行降温处理；设定温度目标值为﹣60～﹣40℃，保温时间为15～25min，使铝合金板材在设定的温度下完全浸透；
超低温轧制：将低温处理后的铝合金板材在冷轧机上进行多道次过冷轧，每个道次的压下率在10％以上，每个道次结束后，继续对铝合金板材进行降温处理，使其温度达到﹣40℃以下，多次重复冷轧，直到板材达到目标厚度。第一道次的温度控制在﹣40℃～﹣43℃之间，压下率在10％～12％之间；第二道次的温度控制在﹣43℃～﹣46℃之间，压下率在10％～15％；后续道次的温度控制在﹣45℃～﹣50℃之间，压下率在15％～18％之间；最后两道次的温度控制在﹣40℃～﹣43℃之间，压下率在12％～18％之间。
轧制过程中温度监控：在过冷轧的过程中，通过温度传感器对板材进行实时温度测量，实现对板材的温度的实时监控，在轧制过程中，保证板材料温度低于﹣40℃。
本发明主要具有以下有益效果：
采用过冷轧生产出来的铝合金汽车板，由于经过分阶段低温处理，使得材料的再结晶晶粒均匀细小，使得最终的材料相对于常规的汽车板材料具有更高的强度，更好的冲压成型性能，更好的耐腐蚀性能。相对于常规冷轧生产的铝合金汽车板，抗拉强度提高了25％～28％、屈服强度提高了35％～40％、延伸率提高了20％～23％，从而使材料的综合性能得到了整体的提高，满足汽车板的性能使用要求。
具体实施方式
下边以5754，6016，6061，铝合金的具体实施方案加以说明采用过冷轧制生产铝合金汽车板的相关工艺参数。
实施例1
材料准备：5754:Si:0.42；Fe:0.413；Cu:0.08；Mn:0.53；Mg:3.1；Zn:0.032；质量百分含量；材料的低温处理：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中进行降温处理；
轧前温度控制：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中，采用液氮制冷高低温试验箱的低温档控制系统，向高低温试验箱中喷射液氮，进行降温处理；设定温度目标值为﹣50℃，保温时间为20min，使铝合金板材在设定的温度下完全浸透；
超低温轧制：将低温处理后的铝合金板材在冷轧机上进行多道次过冷轧，每个道次的压下率在10％以上，每个道次结束后，继续对铝合金板材进行降温处理，使其温度达到﹣40℃以下，多次重复冷轧，直到板材达到目标厚度。第一道次的温度为﹣42℃，压下率为11％；第二道次的温度为﹣45℃，压下率为13％；后续道次(最后两道次除外)的温度为﹣48℃，压下率为16％；最后两道次的温度为﹣42℃，压下率为15％；
轧制过程中温度监控：在过冷轧的过程中，通过温度传感器对板材进行实时温度测量，实现对板材的温度的实时监控，在轧制过程中，保证板材料温度低于﹣40℃。
实施例2
材料准备：6016:Si:1.24；Fe:0.43；Cu:0.16；Mn:0.18；Mg:0.49；Cr:0.08；Zn:0.14；Ti:0.11；质量百分含量；
材料的低温处理：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中进行降温处理；
轧前温度控制：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中，采用液氮制冷高低温试验箱的低温档控制系统，向高低温试验箱中喷射液氮，进行降温处理；设定温度目标值为﹣50℃，保温时间为18min，使铝合金板材在设定的温度下完全浸透；
超低温轧制：将低温处理后的铝合金板材在冷轧机上进行多道次过冷轧，每个道次的压下率在10％以上，每个道次结束后，继续对铝合金板材进行降温处理，使其温度达到﹣40℃以下，多次重复冷轧，直到板材达到目标厚度。第一道次的温度为﹣41℃，压下率为11％；第二道次的温度为﹣44℃，压下率为12％；后续道次(最后两道次除外)的温度为﹣47℃，压下率为18％；最后两道次的温度为﹣42℃，压下率为16％；
轧制过程中温度监控：在过冷轧的过程中，通过温度传感器对板材进行实时温度测量，实现对板材的温度的实时监控，在轧制过程中，保证板材料温度低于﹣40℃。
实施例3
材料准备：6061:Si:0.62；Fe:0.46；Cu:0.28；Mn:0.15；Mg:1.0；Zn:0.246；Ti:0.152；质量百分含量；
材料的低温处理：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中进行降温处理；
轧前温度控制：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中，采用液氮制冷高低温试验箱的低温档控制系统，向高低温试验箱中喷射液氮，进行降温处理；设定温度目标值为﹣50℃，保温时间为22min，使铝合金板材在设定的温度下完全浸透；
超低温轧制：将低温处理后的铝合金板材在冷轧机上进行多道次过冷轧，每个道次的压下率在10％以上，每个道次结束后，继续对铝合金板材进行降温处理，使其温度达到﹣40℃以下，多次重复冷轧，直到板材达到目标厚度。第一道次的温度为﹣43℃，压下率为12％；第二道次的温度为﹣45℃，压下率为14％；后续道次(最后两道次除外)的温度为﹣45℃，压下率为19％；最后两道次的温度为﹣41℃，压下率为16％；
轧制过程中温度监控：在过冷轧的过程中，通过温度传感器对板材进行实时温度测量，实现对板材的温度的实时监控，在轧制过程中，保证板材料温度低于﹣40℃。

Claims (2)

1.一种采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法，其特征在于包括以下步骤：
材料准备：选用5系铝合金或6系铝合金热轧后的板材作为过冷轧的原料；
材料的低温处理：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中进行降温处理；
轧前温度控制：将热轧后冷却至室温的铝合金板材放入液氮制冷高低温试验箱中，采用液氮制冷高低温试验箱的低温档控制系统，向高低温试验箱中喷射液氮，进行降温处理，设定温度目标值为﹣60～﹣40℃，保温时间为15～25min，使铝合金板材在设定的温度下完全浸透；
超低温轧制：将低温处理后的铝合金板材在冷轧机上进行多道次过冷轧，每个道次的压下率在10％以上，每个道次结束后，继续对铝合金板材进行降温处理，使其温度达到﹣40℃以下，多次重复冷轧，直到板材达到目标厚度；第一道次的温度控制在﹣40℃～﹣43℃之间，压下率在10％～12％之间；第二道次的温度控制在﹣43℃～﹣46℃之间，压下率为10％～15％；后续道次的温度控制在﹣45℃～﹣50℃之间，压下率为15％～18％；最后两道次的温度控制在﹣40℃～﹣43℃之间，压下率在12％～18％之间。
2.如权利要求1所述的采用过冷轧制生产铝合金汽车板的方法，其特征在于：在过冷轧的过程中，通过温度传感器对板材进行实时温度测量，实现对板材的温度的实时监控，在轧制过程中，保证板材料温度低于﹣40℃。
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