CN110621797A - 具有优异成型性的Al-Si-Mg合金轧制片材产品的制造方法 - Google Patents

具有优异成型性的Al-Si-Mg合金轧制片材产品的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110621797A
CN110621797A CN201880031063.XA CN201880031063A CN110621797A CN 110621797 A CN110621797 A CN 110621797A CN 201880031063 A CN201880031063 A CN 201880031063A CN 110621797 A CN110621797 A CN 110621797A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
hot
rolled
ingot
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880031063.XA
Other languages
English (en)
Inventor
阿里·阿斯加尔·萨班
彼得·德斯梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aleris Aluminum Duffell BVBA
Original Assignee
Aleris Aluminum Duffell BVBA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=62555019&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN110621797(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Aleris Aluminum Duffell BVBA filed Critical Aleris Aluminum Duffell BVBA
Publication of CN110621797A publication Critical patent/CN110621797A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/06Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/05Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明涉及铝合金轧制片材产品的制造方法,所述铝合金轧制片材产品具有优异的成型性和良好的烤漆硬化性,所述方法包括:(a)铸造Al‑Si‑Mg铝合金铸锭,所述铝合金以wt%计包含Si 1.0%‑1.50%、Mg 0.10%‑0.40%;(b)将所述铸锭加热至高于550℃的温度;在高于550℃的温度下,将所述铸锭保持至少约(4)小时;将所述铸锭冷却至460℃‑520℃的温度;并在460℃‑520℃的温度下,将所述铸锭保持少于(6)小时;(c)在一个或多个轧制步骤中,将所述铸锭热轧成15mm‑40mm的中间规格,其中,热轧机出口温度为370℃‑480℃;(d)在一个或多个轧制步骤中,由中间规格进一步热轧成最终热轧规格,其中,热轧机出口温度为310℃‑400℃;(e)将处于最终热轧规格的热轧材料由热轧机出口温度冷却至环境温度;(f)将所述热轧产品冷轧成最终规格的冷轧产品。

Description

具有优异成型性的Al-Si-Mg合金轧制片材产品的制造方法
技术领域
本发明涉及具有优异成型性的Al-Si-Mg铝合金轧制片材产品的制造方法。该片材产品能够理想地用作汽车车身片材。
背景技术
通常,车辆的外车身板需要在成型性、卷边性、抗凹陷性、耐腐蚀性和表面质量方面具有优异的物理性能。常规的AA5000-系列合金片材不被这种应用青睐,这是因为它们即使在压制成型后仍具有低的机械强度,并且还可能表现出差的表面质量。因此,越来越多地使用6000-系列片材合金。6000-系列合金提供了优异的烘烤硬化性(烤漆后)和由此得到高的机械强度,从而可以制造具有更薄规格且更轻质、同时具有A级表面光洁度的片材。
美国专利号4,174,232公开了通过带式铸造以及应用特定退火工艺制造可时效硬化的Al-Mg-Si型铝合金的工艺。注册的AA6016合金也涵盖了所公开的铝。注册的AA6016以wt%计的化学组成为:
杂质各自<0.05、总量<0.15,余量为铝。
在较高强度范围内,该AA6016轧制片材产品在用于汽车部件时,已知具有有限的成型性和有限的卷边性能。
需要对用于生产车辆部件或构件的铝合金轧制片材产品和方法进行选择,为车辆部件提供良好的强度和成型性水平。
发明内容
如本文以下将会明了的,除非另有说明,铝合金牌号和状态代号(temperdesignations)是指在2016年由美国铝业协会(Aluminum Association)出版的AluminiumStandards and Data and the Registration Records中的Aluminum Associationdesignations,其对于本领域技术人员而言是公知的。
除非另有说明,对于合金组成或优选合金组成的任何描述,所指的百分数均为重量百分数。如本文所用的术语“至多(up to)”和“至多约(up to about)”明确包括但不限于其所涉及的特定合金成分的重量百分比为零的可能性。例如,至多0.20%的Zn可包括不含Zn的合金,因此此种元素可不存在。
本发明的目的是提供成型性得以提高的Al-Si-Mg合金或AA6000-系列合金轧制片材产品的制造方法。
本发明的另一目的是提供成型性得以提高的具有确定的组成的Al-Si-Mg合金或AA6000-系列合金轧制片材产品的制造方法(或至少提供替代方法),其中,处于T4状态下的该片材产品具有0.3以上的平面各向异性Lankford值Δr。
本发明达到或超过这些目的和其它目的以及进一步的优点,提供了铝合金轧制片材产品(特别是汽车片材产品)的制造方法,该铝合金轧制片材产品具有优异的成型性和良好的烤漆硬化性,所述方法包括:
(a)铸造Al-Si-Mg铝合金的铸锭,所述铝合金铸锭以wt%计具有由以下元素构成的组成:Si 1.0%-1.50%、Mg 0.10%-0.40%、Fe 0.08%-0.30%、Cu至多0.15%、Mn0.01%-0.15%、Cr至多0.10%、Zr至多0.03%、V至多0.03%、Zn至多0.20%、Ti至多0.10%;杂质各自<0.05%,总量<0.15%;余量为铝;
(b)将所述铸锭加热至高于550℃的温度;在高于550℃的温度下,将所述铸锭保持至少约4小时;将所述铸锭冷却至460℃-520℃的温度;并在460℃-520℃的温度下,将所述铸锭保持少于6小时;
(c)在一个或多个轧制步骤中,将所述铸锭热轧成15mm-40mm、优选15mm-30mm的中间规格,并且其中,热轧机出口温度为370℃-480℃;
(d)在一个或多个轧制步骤中,由中间规格进一步热轧成3mm-15mm的最终热轧规格,并且其中,所述热轧机出口温度为310℃-400℃;
(e)将处于最终热轧规格的热轧材料由热轧机出口温度冷却至低于200℃,并且优选冷却至环境温度;
(f)通常在15℃-100℃的温度下、更优选在环境温度下将热轧产品冷轧至最终规格为0.8mm-4.0mm、优选0.8mm-3.0mm、更优选0.8mm-2.5mm的冷轧产品。
任选地,在冷轧操作期间,可在360℃-450℃的温度下、优选在不高于430℃的温度下对处于中间规格的冷轧产品施加中间退火(连续或分批)。这不会不利地影响片材产品的最终机械性能,并且将提升表面质量。
接下来,通过(g)固溶热处理(solution heat treating)以及(h)在固溶热处理后例如借助水对轧制片材产品进行淬火(如(冷)水淬火或(冷)水喷雾淬火),来对处于最终规格的冷轧片材产品进行加工,所述固溶热处理包括将冷轧产品加热至一定温度并保持一定时间,通常在500℃以上的温度下、优选在530℃-570℃的温度下保持至多约2分钟、优选保持至多约1分钟(例如至多约50秒),以使得大量的Mg2Si和Si溶解至固溶体中。
根据本发明,发现了合金组成与均质化实践和随后的热轧实践相结合提供了如下铝片材产品:在经历烤漆循环后,具有改善的成型性、特别是改善的拉伸成型性,同时保持了良好的卷边性和表面质量、良好的耐腐蚀性,并且在三维成型部件中达到了足够的强度。在T4回火时,该铝合金片材产品具有0.3以上、优选0.3-0.4的各向异性Lankford值Δr。处于T4状态下的铝合金片材产品实现了大于0.2、优选大于0.3的期望的应变硬化指数(strain hardening exponent)n。处于T4状态下的铝合金片材产品实现了大于24%的均匀伸长(uniform elongation)Ag。
本发明的另一重要发现为在T4状态下,该片材产品的机械性能在至少长达约6个月、甚至长达12个月内维持基本稳定,这对于片材产品的中间存储是期望的性能或片材特性。
根据国际标准ISO 6892-1(第二版,2016年7月),通过拉伸测试测量包括应变硬化指数n、Lankford值Δr和伸长在内的机械性能。如本领域技术人员所知,由3个方向(轧制方向(r0)、横向方向(r90)和相对于轧制方向45°(r45))的r值或Lankford系数的至少3个(例如3个或4个)值的平均,凭借Δr=(r0+r90-2r45)/2计算各向异性Lankford值Δr,并以8%-12%的均匀伸长进行测量。应变硬化指数n为以4%-6%的均匀伸长测量的至少3个值的平均。
Al-Si-Mg合金可作为铸锭或板坯提供,以使用本领域常规的用于铸造产品的铸造技术(例如DC铸造、EMC铸造)制造成轧制原料,并且优选具有约220mm以上(例如400mm、500mm或600mm)的铸锭厚度。在另一实施方式中,还可使用由连续铸造(例如带式连铸机或辊式连铸机)产生的厚度至多约40mm的薄规格板坯。对轧制原料进行铸造后,通常对厚铸态铸锭进行剥落表皮(scalped),以去除铸锭的铸造表面附近的偏析区(segregation zone)。
接下来,通过以下方式对铸锭进行均质化:将所述铸锭加热至高于550℃的温度但低于目标合金的固相线温度的温度;在该温度下,将所述铸锭保持至少约4小时、优选至少约10小时。在优选的实施方式中,将铸锭加热至高于570℃的温度。均质化均热时间的优选上限为约40小时、更优选不超过约24小时。过长的均热时间可能导致不期望的弥散体粗化,其不利地影响最终片材产品的机械性能。接下来,将铸锭冷却至460℃-520℃的温度,并在460℃-520℃的温度下将铸锭保持少于6小时、优选少于4小时。过长的持续时间将导致颗粒的大量沉淀,这将造成颗粒激发的成核,以及较随机的织构和过低的各向异性Lankford值Δr。在实施方式中,将铸锭冷却至高于480℃的温度。在实施方式中,将铸锭冷却至低于510℃的温度。
通过采用热轧实践,成型性得到进一步提高,其中,在第一次热轧操作中,使用可逆式或不可逆式轧机机座在一个或多个道次(passes)中对加热的原料进行开坯热轧(breakdown hot rolling),以将轧制原料的厚度减小至15mm-40mm、优选15mm-35mm的中间规格范围。开坯轧制优选以约460℃-510℃的温度、优选470℃-500℃的温度开始。应对热轧机工艺温度进行控制,以使得在最后的轧制道次之后,原料的热轧机出口温度为约370℃-480℃。更优选的下限为约380℃。更优选的上限为约450℃、更优选为430℃。
接下来,在开坯热轧后,将原料供应到轧机中,以将其在一个或多个道次中热精轧至处于3mm-15mm(例如7mm或10mm)范围内的最终规格。热精轧操作可例如使用可逆式轧机或连轧机进行。总的来说,轧制原料或铸锭的厚度通常减少(将工艺步骤(c)和(d)合一起)至少约65%、更通常减少80%-97%。当将原料投入工艺(d)时,热轧原料的平均温度优选保持在370℃-480℃的温度。更优选的下限为约400℃。更优选的上限为约450℃。
轧制原料的热轧机出口温度的控制对于达到冶金性能的期望平衡而言是重要的,并且优选地应对热轧机温度进行控制,以便使得在最后的轧制道次之后,原料的热轧机出口温度为约310℃-400℃,以控制Mg2Si和Si颗粒生长。优选的下限为约320℃、更优选为约340℃。优选的上限为约380℃、更优选为约360℃。热轧原料的出口温度过低将抑制再结晶。过高的出口温度可导致晶粒粗化和沉淀物粗化,这会以立方再结晶(Cuberecrystallization)为代价通过PSN促进再结晶,从而导致较随机的织构以及减小的各向异性Lankford值Δr。
在最后的热轧步骤后,将处于最终规格的热轧原料冷却至低于200℃,更典型地冷却至低于100℃,并优选冷却至环境温度。在优选的实施方式中,在工艺步骤(e)的过程中将处于最终规格的热轧原料由热轧机出口温度冷却通过以下进行:立即卷绕热轧原料,并且允许其在周围环境中冷却至环境温度并储存。
在接下来的步骤中,通过在一个或多个轧制步骤中应用冷轧(总冷轧度为至少45%、优选至少60%),进一步缩小热轧材料的规格。
任选地,在冷轧操作过程中,可对处于中间规格的冷轧产品施加中间退火(连续或分批)。
在任选的中间退火热处理之后,在一个或多个冷轧步骤中将原料冷轧至0.8mm-4.0mm的最终规格。片材厚度的优选上限为3.0mm、更优选为2.5mm。
在该方法的实施方式中,将处于最终规格的冷轧铝片材产品在一定温度下固溶热处理一段时间,使得大量的Mg2Si和Si溶解在固溶体中。固溶热处理温度为至少500℃,优选为530℃-570℃,更优选为540℃-565℃,并且更优选恰好高于Mg2Si相和Si相的溶线温度(solvus temperature),以进一步提高铝合金片材产品的可成型特性。在固溶热处理后,对片材进行淬火,例如借助于水,如冷水淬火或冷水喷雾淬火。
在实施方式中,在片材产品的固溶热处理和淬火后,使片材产品经受人工时效或预时效以及自然时效72小时或更长,以形成例如三维成形(shaped)或成型的汽车车身构件。预时效优选通过在固溶热处理和淬火结束后7天内将片材材料在160℃-230℃的温度下保持至多10分钟(例如40秒、1分钟或3分钟)来进行,并且优选在固溶热处理和淬火后即刻以连续退火线(continuous annealing line)进行。预时效处理在汽车车身构件成型前及时提供片材产品的更稳定的机械性能,并且在经历烤漆循环后提供更好的硬化响应。
在实施方式中,在片材产品的固溶热处理和淬火后,在成型为例如三维成形或成型的汽车车身构件之前,使片材产品经受自然时效72小时-6个月,任选地甚至更长。
成型汽车车身构件包括保险杠、车门、发动机罩、行李箱盖、挡泥板、地板、车轮和汽车或车身的其它部分。由于其优异的深拉性能和拉伸成型性能,该合金片材产品也非常适合制作内门板、轮拱内板、侧板、备胎支架板以及具有高深拉高度的类似的板。成型操作为三维形状包括深拉、压制、冲压和拉伸成型。
在成型操作后,成型部件可作为本领域常规的其它金属组件组装件的一部分用于制造车辆组件,并且进行烤漆操作,从而将所施用的任何涂料或漆层固化。烤漆操作或循环包括在140℃-210℃下进行一个或多个连续的短热处理,为期10分钟到少于40分钟,通常少于30分钟。通常的烤漆循环包括在180℃下进行20分钟的第一热处理,冷却至环境温度,然后在160℃下进行20分钟的热处理,再冷却至环境温度。根据OEM,这样的烤漆循环可包括2-5个连续的步骤,并包括干燥步骤。
根据本发明,合金产品处于片材或片材产品的形式,更优选汽车片材产品的形式。片材产品的厚度为0.8mm-4.0mm。片材厚度的优选上限为3.0mm、更优选2.5mm。
在依据本发明方法制造的Al-Si-Mg合金汽车片材中,对合金元素加以限定的作用和原因如下文所述。
有目的性地添加Mg和Si使铝合金强化,这是由于在Mg的共存下形成的Mg2Si和元素Si得以沉淀硬化。依照本发明,为了在最终片材产品中提供足够的强度水平和伸长,Si含量应为至少1.0%,优选至少1.10%,更优选至少1.30%。Si含量的上限为1.50%,优选1.40%。固溶体中Si的存在也提高了成型性。
基本上出于与Si含量相同的原因,Mg含量应为至少0.10%,优选至少0.15%,更优选至少0.20%,从而向片材产品提供足够的强度。Mg含量的上限为0.40%,优选的Mg含量上限为0.35%,更优选0.30%。片材产品中的Mg水平应保持相对低,以使T6状态下的片材产品达到至少150MPa、优选至少160MPa的屈服强度。T6状态以处于T4状态的片材材料为基础,随后经受2%拉伸以及将材料在185℃下保持20分钟的模拟烤漆循环。此外,它提供了片材产品的稳定自然时效行为的状态,使得片材产品的机械性能在至少长达约6个月内保持基本稳定,这对于片材产品的中间存储而言是期望的性能或片材特性。
为增加伸长和应变硬化速率以达到提高成型性并且延迟塑性失稳和断裂的目的,在实施方式中,Si和Mg以Si/Mg的比(以wt%计)超过4.0,更优选超过4.5存在。在铝片材的优选实施方式中,Si/Mg为5.0以上。Si/Mg比的优选上限为6.0,更优选为5.8。在一个实施方式中,Si/Mg比为5.55。
为了得到提高的成型性,重要的是该铝合金片材产品中的Fe含量应不超过0.25%,优选应不超过0.20%。过高的Fe水平导致含Fe颗粒和弥散体(其促进颗粒刺激的成核并导致薄弱且随机的织构)的发展。更优选的Fe含量上限为0.18%。较低的Fe含量有利于片材产品的成型性。Fe含量的下限为0.08%,优选为0.12%,更优选为0.13%。过低的Fe含量可能导致不期望的再结晶晶粒粗化,并使得铝合金过于昂贵。
本领域已知,有目的性地添加Cu可能引起强度增加。然而,为保持良好的腐蚀性能,在根据本发明的合金片材产品中,Cu可仅存在至多0.12%。在优选的实施方式中,有目的性地添加至少0.01%的Cu。Cu的优选上限为0.10%,更优选0.08%,最优选0.06%。
将Mn添加至合金片材产品中以控制晶粒尺寸,从而提高片材产品的成型性。特别是,伸长由于组成颗粒分数减少而得到改善。Mn水平应以0.01%-0.15%存在。Mn含量的优选下限为约0.03%。Mn含量的更优选上限为约0.10%,更优选0.08%。
Cr可以至多0.10%存在。在片材产品中优选避免Cr,因为其可能阻止片材产品的完全再结晶。优选地,容许至多0.04%,优选少于0.03%,更优选少于0.02%的Cr。
同样地,在片材产品中优选避免钒(V)和锆(Zr)中的每种,因为它们可能阻止片材产品的完全再结晶。这样的元素昂贵和/或在铝合金中形成有害的金属间颗粒。因此,片材产品通常包含不高于0.03%的V和不高于0.03%的Zr。在优选的实施方式中,片材产品仅包含至多0.02%的V。在优选的实施方式中,片材产品仅包含至多0.02%的Zr。
可任选地在合金中(并且以至多约0.20%的量)包含Zn。锌可能存在于废料中,并且锌的去除可能是昂贵的。在一个实施方式中,合金包含不高于0.10%的Zn,并且在优选的实施方式中,合金包含不高于0.05%的Zn。
在铸造合金铸锭期间,除其它元素外,可向片材产品中添加Ti,用于细化晶粒的目的。Ti的添加应不超过0.10%,优选应不超过约0.05%。Ti添加的优选下限为约0.008%,可作为单一元素添加、或与本领域已知用作铸造助剂的硼或碳一起添加,以控制晶粒尺寸。
不可避免的杂质可以各自至多0.05%、总量至多0.15%存在,余量由铝组成。
在优选的实施方式中,不可避免的杂质可以各自至多0.03%、更优选至多0.02%,总量至多0.10%存在,余量由铝组成。
在本发明的另一方面,提供了以下铝合金片材产品:规格为0.8mm-4.0mm;具有由以下元素构成的组成(以wt%计):Si 1.0%-1.50%、Mg 0.10%-0.40%、Fe 0.08%-0.30%、Cu至多0.15%、Mn 0.01%-0.15%、Cr至多0.10%、Zr至多0.03%、V至多0.03%、Zn至多0.15%、Ti至多0.10%,杂质各自<0.05%、总量<0.15%,余量为铝,并具有如本文所述的和所要求保护的优选的更窄的组成范围;并在T4状态下具有0.3以上的各向异性Lankford值Δr、以及n>0.3的应变硬化指数和Ag>24%的均匀伸长。
本发明还涉及根据本发明的铝合金片材产品和由根据本发明的方法得到的铝合金片材产品在形成三维成形或成型的汽车板(特别是内门板、外门板或侧板)中的用途。
实施例
现参考根据本发明和比较实施例的以下非限制性实施例来对本发明进行说明。
使用多种工艺条件以工业规模生产1.0mm最终规格的片材产品。对于每种情况,所得片材产品均由具有以下组成(以wt%计)的铝合金构成:1.35%Si、0.25%Mg、0.14%Fe、0.07%Mn、0.01%Cu、0.02%Ti、0.01%Cr、余量为杂质和铝。
轧制原料被铸成厚度为500mm的轧制铸锭,并在任一侧上剥落表皮。表1中列出了多种片材产品的关键预热和热轧工艺参数,其中,片材A是根据本发明的片材,片材B、片材C和片材D为比较片材。
在热轧操作后,将产品冷轧至中间规格,中间退火并冷轧至1.0mm的最终规格,并在连续退火炉中在560℃下进行固溶热处理,然后淬火。
表2中列出了所得的机械性能,根据国际标准ISO 6892-1(第二版,2016年7月)进行测量。
在固溶热处理和淬火后14天,在横向方向上测量了T4状态下的机械性能(3个样品的平均)Rp0.2、Rm、伸长A80、均匀伸长Ag以及应变硬化指数n。样品还经受了模拟烤漆循环,该循环由2%拉伸并且在185℃下均热20分钟组成,从而得到T6状态。T6状态下的拉伸试验在横向方向上进行,并且作为烤漆响应(PBR)得到T6和T4之间的Rp0.2的增加。
表1.施加的预热和热轧工艺参数
表2.最终片材产品的机械性能
性能 片材A 片材B 片材C 片材D
Rp0.2-T4(MPa) 82.0 97.6 96.9 84.2
Rm-T4(MPa) 185.8 191.5 201.8 182.8
Rp0.2-T6(MPa) 159.7 181.7 190.8 124.5
Rm0.2-T6(MPa) 224.7 242.1 252.7 192.9
PBR(MPa) 77.7 84.1 93.9 40.3
Δr 0.38 0.25 0.19 0.25
n90° 0.32 0.28 0.31 0.31
Ag(%) 24.6 24.2 22.6 23.3
A80(%) 27.4 26.8 25.4 26.9
从表2的结果可看出,根据本发明(需要仔细控制预热温度和热轧操作)加工的的铝合金产品(片材A)提供了如下片材产品:在T4状态下具有期望的强度平衡、良好的烤漆响应,并且更特别是具有大于0.3的各向异性Lankford值Δr、大于0.3的应变硬化指数n和大于24%的均匀伸长Ag,这些均表明该片材产品具有成型为例如成型汽车板的非常好的成型性。
然而,片材B使用单步预热进行加工,导致非常高的开坯热轧起始温度,并在相对低的温度下进行连轧。这导致在T4和T6下均具有较高的强度,但也导致了显著较低的各向异性Lankford值Δr。应变硬化指数n也小于0.3。
除了显著较低的连轧机出口温度外,片材产品C以与片材产品A非常相似的方式进行加工。这导致相比片材产品A,在T4和T6下均具有较高的强度,但也导致了显著较低的各向异性Lankford值Δr以及均匀伸长下降,从而不利地影响了片材产品的成型性特性。
片材产品D使用过低的第二预热温度、过低的开坯热轧起始温度以及过低的连轧机出口温度进行加工。这导致在T6状态下非常低的强度,并且因此导致小的烤漆响应。另外,这导致了显著较低的各向异性Lankford值Δr以及均匀伸长下降,从而不利地影响了片材产品的成型性特性。
本发明并不限于上文描述的实施方式,并且可以在所附的权利要求限定的发明范围内进行各种变化。

Claims (16)

1.一种铝合金轧制片材产品的制造方法,所述铝合金轧制片材产品具有优异的成型性和良好的烤漆硬化性,所述铝合金轧制片材产品特别是汽车片材产品,所述方法包括:
(a)铸造Al-Si-Mg铝合金的铸锭,所述铝合金以wt%计具有由以下元素构成的组成:
杂质各自<0.05%、总量<0.15%,余量为铝;
(b)将所述铸锭加热至高于550℃的温度;在高于550℃的温度下,将所述铸锭保持至少约4小时;将所述铸锭冷却至460℃-520℃的温度;以及在460℃-520℃的温度下,将所述铸锭保持少于6小时;
(c)在一个或多个轧制步骤中,将所述铸锭热轧至15mm-40mm、优选15mm-30mm的中间规格,并且其中,热轧机出口温度为370℃-480℃;
(d)在一个或多个轧制步骤中,由中间规格进一步热轧至3mm-15mm的最终热轧规格,并且其中,所述热轧机出口温度为310℃-400℃;
(e)将处于最终热轧规格的热轧材料由热轧机出口温度冷却至低于200℃,优选冷却至环境温度;
(f)将所述热轧产品冷轧成最终规格为0.8mm-4.0mm、优选0.8mm-3.0mm、更优选0.8mm-2.5mm的冷轧产品。
2.根据权利要求1的方法,其中,所述方法进一步包括以下步骤:
(g)在500℃以上的温度下,对所述片材产品进行固溶热处理;以及
(h)在所述固溶热处理后,对所述轧制产品进行淬火。
3.根据权利要求2的方法,其中,所述方法进一步包括:(k)对所述轧制产品进行人工时效。
4.根据权利要求2或3的方法,其中,所述方法进一步包括以下步骤:(i)对经固溶热处理和淬火的轧制产品进行72小时-6个月的自然时效;(j)使经自然时效的轧制产品成型为三维成形物体,以及(k)使所述三维成形物体经受烤漆循环。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法,其中,在工艺步骤(c)中,所述热轧机出口温度为380℃-450℃,优选380℃-430℃。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法,其中,在工艺步骤(c)中,热轧机入口温度为460℃-510℃。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法,其中,在工艺步骤(d)中,所述热轧机出口温度为320℃-380℃。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法,其中,在工艺步骤(d)中,热轧机入口温度为370℃-480℃。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法,其中,所述铝片材中的Si含量为至少1.10%,并且优选至多1.40%。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法,其中,所述铝片材中的Mg含量为至少0.15%,并且优选至多0.35%。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法,其中,所述铝片材中的Si含量和Mg含量以Si/Mg重量比大于4.0、优选大于4.5、更优选大于5.0存在。
12.根据权利要求1-11中任一项的方法,其中,所述铝片材中的Fe含量为至多0.25%。
13.根据权利要求1-12中任一项的方法,其中,所述铝片材中的Cu含量为至多0.12%,优选至多0.10%。
14.根据权利要求1-13中任一项的方法,其中,所述铝片材中的Cr含量为至多0.04%,优选至多0.03%。
15.根据权利要求1-14中任一项的方法,其中,所述铝合金轧制片材产品形成车的内门板或外门板。
16.根据权利要求1-14中任一项的方法,其中,所述铝合金轧制片材产品形成车的侧板。
CN201880031063.XA 2017-05-11 2018-05-09 具有优异成型性的Al-Si-Mg合金轧制片材产品的制造方法 Pending CN110621797A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17170580 2017-05-11
EP17170580.9 2017-05-11
EP17205147.6 2017-12-04
EP17205147 2017-12-04
PCT/EP2018/062097 WO2018206696A1 (en) 2017-05-11 2018-05-09 Method of manufacturing an al-si-mg alloy rolled sheet product with excellent formability

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110621797A true CN110621797A (zh) 2019-12-27

Family

ID=62555019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880031063.XA Pending CN110621797A (zh) 2017-05-11 2018-05-09 具有优异成型性的Al-Si-Mg合金轧制片材产品的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11384418B2 (zh)
EP (1) EP3622096B1 (zh)
CN (1) CN110621797A (zh)
WO (1) WO2018206696A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113862532A (zh) * 2021-09-06 2021-12-31 国网青海省电力公司 管母金具用铝合金及管母金具的制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020234367A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Aleris Aluminum Duffel Bvba Method for hot rolling an aluminium alloy band
ES2929001T3 (es) * 2019-12-23 2022-11-24 Novelis Koblenz Gmbh Procedimiento de fabricación de un producto laminado de aleación de aluminio
EP4190932A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-07 Constellium Bowling Green LLC 6xxx series aluminium alloy sheets, plates or blanks with improved formabilty

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020014288A1 (en) * 1999-02-04 2002-02-07 Timothy Warner Product made of an alcumg alloy for aircraft structural elements
CN103014446A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 亚洲铝业(中国)有限公司 5052~h22/32铝合金板带材的生产方法
CN104641012A (zh) * 2012-09-19 2015-05-20 株式会社神户制钢所 烘烤涂装硬化性优异的铝合金板
CN105026588A (zh) * 2013-03-07 2015-11-04 阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司 具有优异成型性的Al-Mg-Si合金轧制片材产品的制造方法
CN106521253A (zh) * 2016-12-28 2017-03-22 中南大学 一种高成形性Al‑Mg‑Si合金及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH624147A5 (zh) 1976-12-24 1981-07-15 Alusuisse
FR2713664B1 (fr) 1993-11-17 1996-05-24 Pechiney Rhenalu Alliage type Al-Si-Mg à ductilité et emboutissabilité améliorées et procédé d'obtention.
EP0931170A1 (en) 1996-09-30 1999-07-28 Alcan International Limited Aluminium alloy for rolled product process
BR0008694A (pt) 1999-03-01 2001-12-26 Alcan Int Ltd Método para folha de alumìnio aa6000
EP2270249B2 (de) 2009-06-30 2020-05-27 Hydro Aluminium Deutschland GmbH AlMgSi-Band für Anwendungen mit hohen Umformungsanforderungen
EP2570509B1 (de) 2011-09-15 2014-02-19 Hydro Aluminium Rolled Products GmbH Herstellverfahren für AlMgSi-Aluminiumband
KR20170034443A (ko) 2015-07-20 2017-03-28 노벨리스 인크. 높은 양극산화 품질을 갖는 aa6xxx 알루미늄 합금 시트 및 이를 만드는 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020014288A1 (en) * 1999-02-04 2002-02-07 Timothy Warner Product made of an alcumg alloy for aircraft structural elements
CN104641012A (zh) * 2012-09-19 2015-05-20 株式会社神户制钢所 烘烤涂装硬化性优异的铝合金板
CN103014446A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 亚洲铝业(中国)有限公司 5052~h22/32铝合金板带材的生产方法
CN105026588A (zh) * 2013-03-07 2015-11-04 阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司 具有优异成型性的Al-Mg-Si合金轧制片材产品的制造方法
CN106521253A (zh) * 2016-12-28 2017-03-22 中南大学 一种高成形性Al‑Mg‑Si合金及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113862532A (zh) * 2021-09-06 2021-12-31 国网青海省电力公司 管母金具用铝合金及管母金具的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200224299A1 (en) 2020-07-16
EP3622096A1 (en) 2020-03-18
WO2018206696A1 (en) 2018-11-15
EP3622096B1 (en) 2021-09-22
US11384418B2 (en) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105026588B (zh) 具有优异成型性的Al‑Mg‑Si合金轧制片材产品的制造方法
EP3631030B1 (en) High-strength corrosion-resistant 6xxx series aluminum alloys and methods of making the same
EP3245309B1 (en) Highly formable automotive aluminum sheet with reduced or no surface roping and a method of preparation
EP3464659B2 (en) 6xxx-series aluminium alloy forging stock material and method of manufacting thereof
EP3485055B1 (en) Method of making 6xxx aluminium sheets
KR101974624B1 (ko) Almgsi 알루미늄 스트립 제조 방법
CN110621797A (zh) 具有优异成型性的Al-Si-Mg合金轧制片材产品的制造方法
WO2019025227A1 (en) 6XXXX SERIES LAMINATE SHEET PRODUCT WITH ENHANCED FORMABILITY
WO2020120267A1 (en) Method of making 6xxx aluminium sheets with high surface quality
EP3555332B1 (en) High strength and highly formable aluminum alloys resistant to natural age hardening and methods of making the same
EP0931170A1 (en) Aluminium alloy for rolled product process
JP2002520486A (ja) アルミニウム合金薄板品の熱処理法
JPH10219412A (ja) 成形加工後の外観性が優れたアルミニウム合金圧延板の製造方法
JP2024509070A (ja) 高強度5xxxアルミニウム合金の変種及びその調製方法
JP2004285390A (ja) 高速超塑性成形用Al−Mg系アルミニウム合金板
JP2017133044A (ja) アルミニウム合金板およびアルミニウム合金構造部材

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination