CN108118201A - 一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材及其生产方法 - Google Patents

一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.05%‑0.20%，Fe 为0.40%‑0.60%，Cu为0.05%‑0.10%，Mn为1.00%‑1.30%，Mg为0.20%‑0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%‑0.15%，其余余量为Al。本发明还公开了一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,包括如下工艺流程：（1）配料；（2）熔铸；（3）铸锭双极均匀化处理；（4）热轧；（5）冷轧；（6）中间厚度气垫式连续退火；（7）冷轧；（8）成品退火；（9）拉伸弯曲矫直；（10）裁切包装。本发明解决了汽车B、C柱即轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材性能波动大，冷弯加工成形中局部易开裂的问题。

Description

一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材及其生产方法
技术领域
本发明涉及铝合金基材技术领域，具体涉及一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材及其生产方法。
背景技术
铝合金凭借其较高的强度/重量比、易加工成型及优异的化学、物理特性，在市场上具有广泛的应用前景。随着汽车市场的发展及大气污染的愈加严重，汽车轻量化推行力度持续增加，以铝锰合金为代表的轻质材料发展向好。3005铝合金材料经冷弯成型，喷涂后，光泽对比度强，与车身整体兼容较好，极富美感，目前广泛应用于中、高档轿车的B、C柱外饰板，B、C柱即轿车车身立柱外, B柱位于驾驶舱的前座和后座之间，C柱在后座头枕的两侧。
3005铝合金在后续的冷弯成型过程中，通过多道孔型逐渐弯曲成型，最终被加工成不同断面的产品，这要求基材内部组织均匀，整体性能波动小，以及具有良好的弯曲成型性能。
原有工艺技术是铸锭加热-热轧轧至4.0mm-6.0mm，冷轧轧至1.0-1.2mm厚度成品退火，材料屈服强度130-150Mpa,抗拉强度170-190Mpa,延伸率仅9-11%，后续经冷弯成型后局部开裂严重。因此现有技术3005铝合金存在性能波动大、成型局部开裂的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材及其生产方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.05%-0.20%，Fe 为0.40%-0.60%，Cu为0.05%-0.10%， Mn为1.00%-1.30%，Mg为0.20%-0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%-0.15%，其余余量为Al。
一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,包括如下工艺流程：（1）配料；（2）熔铸；（3）铸锭双极均匀化处理；（4）热轧；（5）冷轧；（6）中间厚度气垫式连续退火；（7）冷轧；（8）成品退火；（9）拉伸弯曲矫直；（10）裁切包装；其中，所述（1）配料工序中，按质量百分比为:Si为0.05%-0.20%，Fe 为0.40%-0.60%，Cu为0.05%-0.10%， Mn为1.00%-1.30%，Mg为0.20%-0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%-0.15%，其余余量为Al进行配料。
进一步的，在（3）铸锭双极均匀化处理工序中，铸锭在推进式加热炉中退火，退火制度为590～610±5℃/10h + 490～520±5℃/5h，使获得化合物均匀分布，晶粒细小的组织。
进一步的，在（4）热轧工序中，所述热轧包括粗轧开轧和精轧终轧，粗轧开轧温度为470～520℃，精轧终轧温度为280～300℃，终轧厚度为4.0～6.0mm。
进一步的，在冷轧工序中，控制中间退火前道次冷加工总变形量＞60%，控制成品道次冷加工变形量10～20%。
进一步的，基材经一定的冷加工变形后，进行中间厚度气垫式连续退火，炉气温度设定400～430℃，机列运行速度26～35m/min，使基材获得完全再结晶组织。
进一步的，在（8）成品退火工序中，炉气温度设定400℃，金属温度290～320℃，保温5h。
进一步的，在（9）拉伸弯曲矫直工序中，拉矫机列工作延伸设定0.3～0.5%，消除材料残余内应力。
本发明的有益效果在于：本发明解决了汽车B、C柱即轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材性能波动大，冷弯加工成形中局部易开裂的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.05%-0.20%，Fe 为0.40%-0.60%，Cu为0.05%-0.10%， Mn为1.00%-1.30%，Mg为0.20%-0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%-0.15%，其余余量为Al。
实施例一：本实施例轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.05%，Fe 为0.60%，Cu为0.05%， Mn为1.00%，Mg为0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.15%，其余余量为Al。
实施例二：本实施例轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.20%，Fe 为0.40%，Cu为0.10%， Mn为1.30%，Mg为0.20%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%，其余余量为Al。
实施例三：本实施例轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.10%，Fe 为0.50%，Cu为0.08%， Mn为1.15%，Mg为0.35%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.10%，其余余量为Al。
实施例四：本实施例轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.20%，Fe 为0.40%%，Cu为0.08%， Mn为1.20%，Mg为0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.15%，其余余量为Al。
3005铝合金属Al-Mn系具有以下现象：合金强度随Mn含量的增加起初变化不大，但持续增加会急剧降低，是由于Mn含量的提高，增加了合金中粗大夹杂相Al6(Fe、Mn)的数量，对合金的强度和塑性带来不利影响。适当的随Fe/Si比值有利于降低材料性能。本发明优化3005合金化学成份，通过控制杂质元素Fe/Si比值，控制主要元素Mn含量，获得合适的组织与性能；使用合理的铸锭均匀化制度，保证铸锭组织的均匀性。
一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,包括如下工艺流程：（1）配料；（2）熔铸；（3）铸锭双极均匀化处理；（4）热轧；（5）冷轧；（6）中间厚度气垫式连续退火；（7）冷轧；（8）成品退火；（9）拉伸弯曲矫直；（10）裁切包装；其中，所述（1）配料工序中，按质量百分比为:Si为0.05%-0.20%，Fe 为0.40%-0.60%，Cu为0.05%-0.10%， Mn为1.00%-1.30%，Mg为0.20%-0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%-0.15%，其余余量为Al进行配料。
在（3）铸锭双极均匀化处理工序中，铸锭在推进式加热炉中退火，退火制度为590～610±5℃/10h + 490～520±5℃/5h，使获得化合物均匀分布，晶粒细小的组织。
在（4）热轧工序中，所述热轧包括粗轧开轧和精轧终轧，粗轧开轧温度为470～520℃，精轧终轧温度为280～300℃，终轧厚度为4.0～6.0mm。
在冷轧工序中，控制中间退火前道次冷加工总变形量＞60%，控制成品道次冷加工变形量10～20%。
基材经一定的冷加工变形后，进行中间厚度气垫式连续退火，炉气温度设定400～430℃，机列运行速度26～35m/min，使基材获得完全再结晶组织。
在（8）成品退火工序中，炉气温度设定400℃，金属温度290～320℃，保温5h。
在（9）拉伸弯曲矫直工序中，拉矫机列工作延伸设定0.3～0.5%，消除材料残余内应力。
实施例五：本实施例一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,包括如下工艺流程：（1）配料；（2）熔铸；（3）铸锭双极均匀化处理；（4）热轧；（5）冷轧；（6）中间厚度气垫式连续退火；（7）冷轧；（8）成品退火；（9）拉伸弯曲矫直；（10）裁切包装；其中，所述（1）配料工序中，具体的配料比例可参照上述实施例一至实施例四。
在（3）铸锭双极均匀化处理工序中，铸锭在推进式加热炉中退火，退火制度为590±5℃/10h + 520±5℃/5h，即退火温度为590±5℃、保温10小时+退火温度为520±5℃、保温5小时，使获得化合物均匀分布，晶粒细小的组织。
在（4）热轧工序中，所述热轧包括粗轧开轧和精轧终轧，粗轧开轧温度为470℃或者520℃，精轧终轧温度为280℃或者300℃，终轧厚度为4.0 mm或者6.0mm。
在冷轧工序中，控制中间退火前道次冷加工总变形量＞60%，控制成品道次冷加工变形量10%或者20%。
基材经一定的冷加工变形后，进行中间厚度气垫式连续退火，炉气温度设定400℃或者430℃，机列运行速度26 m/min或者35m/min，使基材获得完全再结晶组织。气垫式连续退火是指带材即基材被热风喷吹悬浮在炉内,而不接触炉内结构部件的一种高速连续退火。
在（8）成品退火工序中，炉气温度设定400℃，金属温度290℃或者320℃，保温5h。
在（9）拉伸弯曲矫直工序中，拉矫机列工作延伸设定0.3%或者0.5%，消除材料残余内应力。
实施例六：一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,包括如下工艺流程：（1）配料；（2）熔铸；（3）铸锭双极均匀化处理；（4）热轧；（5）冷轧；（6）中间厚度气垫式连续退火；（7）冷轧；（8）成品退火；（9）拉伸弯曲矫直；（10）裁切包装；其中，其中，所述（1）配料工序中，具体的配料比例可参照上述实施例一至实施例四。
在（3）铸锭双极均匀化处理工序中，铸锭在推进式加热炉中退火，退火制度为610±5℃/10h + 490±5℃/5h或者为590±5℃/10h+ 490±5℃/5h或者为600±5℃/10h +500±5℃/5h使获得化合物均匀分布，晶粒细小的组织。
在（4）热轧工序中，所述热轧包括粗轧开轧和精轧终轧，粗轧开轧温度为485℃或者500℃，精轧终轧温度为290℃或者295℃，终轧厚度为4.7 mm或者5.0mm。
在冷轧工序中，控制中间退火前道次冷加工总变形量＞60%，比如61%，65%；控制成品道次冷加工变形量11%或者15%或者17%。
基材经一定的冷加工变形后，进行中间厚度气垫式连续退火，炉气温度设定401℃或者422℃或者416℃或者427℃，机列运行速度29m/min或者31m/min或者32m/min或者33m/min，使基材获得完全再结晶组织。
在（8）成品退火工序中，炉气温度设定400℃，金属温度295℃或者300℃或者315℃，保温5h。
在（9）拉伸弯曲矫直工序中，拉矫机列工作延伸设定0.4%或者0.45%，消除材料残余内应力。
本发明使用独特的气垫式连续退火工艺，获得均匀细小的再结晶组织；控制冷轧加工量，合理控制性能；改良成品热处理制度，稳定性能；采取独特的拉伸弯曲矫直工艺，保证带材平整度，消除内应力。
经上述工艺生产的铝合金带材，屈服强度和抗拉强度适中，延伸率好，0T折弯不开裂，且整卷性能稳定性较好。带材经下工序冷弯成型局部不开裂，成品率高，满足用户使用要求。
本发明在3005铝合金的基础上，调整化学成分配比，控制冷轧变形量，重新制定合适的热处理工艺，改善材料内部组织，从而改善及稳定基材性能，解决成型开裂问题。本发明生产的3005铝合金的抗拉强度为145-170Mpa,屈服强度为110-125 Mpa，延伸率≥14%，满足后工序冷弯成型不开裂的加工要求。
本发明的有益效果在于：本发明解决了汽车B、C柱即轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材性能波动大，冷弯加工成形中局部易开裂的问题。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材,其特征在于:该铝合金基材的化学成分的质量百分比为:Si为0.05%-0.20%，Fe 为0.40%-0.60%，Cu为0.05%-0.10%， Mn为1.00%-1.30%，Mg为0.20%-0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%-0.15%，其余余量为Al。
2.一种轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,其特征在于：包括如下工艺流程：（1）配料；（2）熔铸；（3）铸锭双极均匀化处理；（4）热轧；（5）冷轧；（6）中间厚度气垫式连续退火；（7）冷轧；（8）成品退火；（9）拉伸弯曲矫直；（10）裁切包装；其中，所述（1）配料工序中，按质量百分比为:Si为0.05%-0.20%，Fe 为0.40%-0.60%，Cu为0.05%-0.10%， Mn为1.00%-1.30%，Mg为0.20%-0.50%，Cr为0.05%，Zn为0.05%，Na为0.004%，其他杂质为0.05%-0.15%，其余余量为Al进行配料。
3.根据权利要求2所述的轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,其特征在于：在（3）铸锭双极均匀化处理工序中，铸锭在推进式加热炉中退火，退火制度为590～610±5℃/10h + 490～520±5℃/5h，使获得化合物均匀分布，晶粒细小的组织。
4.根据权利要求3所述的轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,其特征在于：在（4）热轧工序中，所述热轧包括粗轧开轧和精轧终轧，粗轧开轧温度为470～520℃，精轧终轧温度为280～300℃，终轧厚度为4.0～6.0mm。
5.根据权利要求4所述的轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,其特征在于：在冷轧工序中，控制中间退火前道次冷加工总变形量＞60%，控制成品道次冷加工变形量10～20%。
6.根据权利要求5所述的轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,其特征在于：经一定的冷加工变形后，进行中间厚度气垫式连续退火，炉气温度设定400～430℃，机列运行速度26～35m/min，使基材获得完全再结晶组织。
7.根据权利要求6所述的轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,其特征在于：在（8）成品退火工序中，炉气温度设定400℃，金属温度290～320℃，保温5h。
8.根据权利要求7所述的轿车车身立柱饰板用3005铝合金基材的生产方法,其特征在于：在（9）拉伸弯曲矫直工序中，拉矫机列工作延伸设定0.3～0.5%，消除材料残余内应力。
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