CN111001658B - 一种汽车覆盖件用钢铝复合板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车覆盖件用钢铝复合板及其制备方法，属于钢铝复合材料技术领域，该汽车覆盖件用钢铝复合板的制备方法为：以铝合金板带作基材，钢板带作复材，将钢板带复材与上下层铝合金板带基材依次进行热轧复合、退火处理和冷轧，该制备方法工艺流程简化、生产效率高，采用该方法制备的铝‑钢‑铝复合板具有较优的复合率和复合强度，可应用于制备汽车覆盖件。

Description

一种汽车覆盖件用钢铝复合板及其制备方法
技术领域
本发明属于钢铝复合材料技术领域，具体涉及一种汽车覆盖件用钢铝复合板及其制备方法。
背景技术
钢铝复合金属板是一种以铝为基体，外层复合钢的双金属复合材料，具有钢材强度大、密度小、硬度大、熔点高、抗腐蚀性强和可塑性高的优点，同时兼备铝材良好的导电、导热性能；钢铝复合板通过冷弯、拉伸、冲压等深加工，广泛应用于航空航天、军工等领域，该钢铝复合板通过冲压可用于制备汽车覆盖件，制备的汽车覆盖件强度高、重量轻、耐高温、耐腐蚀、性能稳定，性价比高，节能环保。
目前，钢铝复合板带的生产，主要采用固-固复合法和液-固复合法；固-固复合法主要通过爆炸复合法、包覆焊接法或复合铸锭热轧法生产，其中，爆炸复合法噪音大、安全隐患大、生产效率低，不利于精确控制；扩散焊接法压力小、不产生宏观塑性变形、结合强度较低，适合焊后不再加工的精密零件；铸轧复合法温度高、易氧化、双金属熔点不同，易发生熔损；挤压拉拔法连续性较差，适用于金属复合管、棒、线材；基于以上各种方面的技术弊端，目前，轧制复合法是一种新趋势，可以生产钢铝复合板带，并且钢层厚度不受到限制。
一种钢铝复合板带及其生产方法（申请号：CN107716549A）通过将钢板带热浸镀铝、铸轧，得到复合板带毛坯，然后将复合板带毛坯的铝层与铝合金板带进行热轧复合，在热轧复合后进行冷轧，所述冷轧的道次加工率为3～50％，冷轧后进行退火处理，所述退火处理的温度为200～460℃，时间为2～48h；该方法可用于生产厚度为0.1～40mm的钢铝复合板带，得到的钢铝复合板带中钢能占到总体积的1～99.5％，钢铝复合板带的延伸率≥22％，复合强度≥14N/mm，但该钢铝复合板带通过液固成形制备，热浸镀铝的厚度很受限制，而且热浸镀铝工序复杂，导致生产效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种汽车覆盖件用钢铝复合板及其制备方法，该制备方法工艺流程简化、生产效率高，制备的铝-钢-铝复合板具有较优的复合率和复合强度，可应用于制备汽车覆盖件。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种汽车覆盖件用钢铝复合板的制备方法，以铝合金板带作基材，钢板带作复材，将钢板带复材与上下层铝合金板带基材依次进行热轧复合、退火处理和冷轧。
进一步地，所述铝合金板带采用6系铝合金，铝合金板带厚度为0.05~0.75mm。
进一步地，所述热轧复合的温度为200～350℃，热轧复合的轧制速度为3～5m/min，热轧复合为1~2个道次加工，控制热轧复合的第一道次加工率为15~55％，热轧复合的总变形量为15~55%。
进一步地，所述退火处理的温度为350～500℃，退火时间为3～6h。
进一步地，所述冷轧在室温下进行，冷轧速度为100~300m/min，冷轧的道次加工率为2～3％，冷轧的总变形量为2~3%。
进一步地，在热轧复合处理前，对钢板带和铝合金板带依次进行清洗去油污、脱脂和酸碱清洗预处理和表面粗糙化处理，其中酸碱清洗处理为：将钢板带和铝合金板带先采用质量分数为15％的NaOH溶液进行碱洗，然后采用质量分数为25％的H2SO4溶液进行酸洗。
采用上述制备方法制得的汽车覆盖件用钢铝复合板，该汽车覆盖件用钢铝复合板为铝-钢-铝复合板。
本发明具有以下有益效果：
1）本发明提供的汽车覆盖件用钢铝复合板的制备方法，对钢板带和铝合金板带先进行表面粗糙化处理，然后将粗糙化处理后的钢板带与上下层铝合金板带通过加热在打轧制压力下直接机械咬合成形，再通过退火处理使得钢铝界面层相互扩散，最后通过冷轧即可获得所需要厚度的钢铝复合板，该制备方法节能节材环保，改善了生产条件，同时简化了生产工艺、提高了生产效率；
2）本发明的汽车覆盖件用钢铝复合板的制备方法，适用于6系铝合金和钢板的复合，可用于生产厚度为约0.19~1.22 mm的铝-钢-铝复合板，制得的铝-钢-铝复合板中钢层体积比50~78％，复合板的延伸率≥20％，剥离强度≥12N/mm，抗拉强度≥500MPa，显微硬度≥380MPa，复合板的钢层和铝层之间复合率达100％，质轻且复合强度高，产品性能稳定、性价比高、节能环保、可用于制备汽车覆盖件，具有较好的经济效益。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所用的钢板带、铝合金板带、热轧复合、退火等设备和原料，如无特殊说明，均由商业途径得到。
实施例中，复合率指复合板中铝合金板带基材和钢板带复材之间呈结合状态的面积占总面积的百分率。
实施例中，热轧复合为1~2个道次加工，热轧复合的总变形量为15~55%；冷轧为1个道次加工，冷轧的总变形量为2~3%。
实施例1
本实施例的汽车覆盖件用钢铝复合板的生产方法，具体步骤为：
1）预处理：以0.17mm厚的不锈钢带作为复材，以0.05mm厚的6013铝合金板带作为基材，对6013铝合金板带和不锈钢带依次进行清洗去油污、脱脂和酸碱清洗处理和表面粗糙化处理，其中酸碱清洗处理为：将钢板带和铝合金板带先采用质量分数为15％的NaOH溶液进行碱洗，然后采用质量分数为25％的H2SO4溶液进行酸洗；表面粗糙化处理采用砂纸或砂轮打磨；
2）热轧复合、退火处理、冷轧：将0.17mm厚的不锈钢带复材与上下层0.05mm厚的6013铝合金板带基材进行热轧复合，其中，热轧温度为200℃，2个道次加工，热轧速度为3m/min，控制第一道次加工率为15％，制得总厚度为0.23 mm钢铝复合板带，该0.23 mm厚钢铝复合板带在350℃下进行退火处理6 h，再进行室温（20~25℃）冷轧，冷轧速度为100m/min，冷轧的道次加工率2%，即得制造汽车覆盖件用的0.22mm厚的铝-钢-铝复合板。
采用上述生产方法制得的0.22mm厚的铝-钢-铝复合板的复合率达100％，复合板中钢层体积比为78％，复合板的延伸率为22％，剥离强度为12N/mm，抗拉强度为520MPa，表面粗糙度0.8μm，显微硬度为380MPa。
实施例2
本实施例的汽车覆盖件用钢铝复合板的生产方法，具体步骤为：
1）预处理：以0.35mm厚的不锈钢带作复材，以0.06mm厚的6013铝合金板带作基材，对6013铝合金板带和不锈钢带依次进行清洗去油污、脱脂和酸碱清洗处理和表面粗糙化处理，详细处理方法参照实施例1；
2）热轧复合、退火处理、冷轧：将0.35mm厚的不锈钢带复材与上下层0.06mm厚的6013铝合金板带基材进行热轧复合，其中，热轧温度为350℃，2个道次加工，热轧速度为4m/min，控制第一道次加工率为25％，制得总厚度为0.2mm钢铝复合板带，该0.2mm厚钢铝复合板带在500℃下进行退火处理3 h，再进行室温（20~25℃）冷轧，冷轧速度为200m/min，冷轧的道次加工率2%，即得制造汽车覆盖件用的0.19mm厚的铝-钢-铝复合板。
采用上述生产方法制得的0.19mm厚的铝-钢-铝复合板的复合率达100％，复合板中钢层体积比为75％，复合板的延伸率为23％，剥离强度为13N/mm，抗拉强度为500MPa，表面粗糙度0.82μm，显微硬度为390MPa。
实施例3
本实施例的汽车覆盖件用钢铝复合板的生产方法，具体步骤为：
1）预处理：以1.5mm厚的不锈钢带作复材，以0.75mm厚的6013铝合金板带作基材，对6013铝合金板带和不锈钢带依次进行清洗去油污、脱脂和酸碱清洗处理和表面粗糙化处理，详细处理方法参照实施例1；
2）热轧复合、退火处理、冷轧：将1.5mm厚的不锈钢带复材与上下层0.75mm厚的6013铝合金板带基材进行热轧复合，其中，热轧温度为300℃，1个道次加工，热轧速度为5m/min，控制热轧的道次加工率为55％，制得总厚度为1.35mm钢铝复合板带，该1.35mm厚钢铝复合板带在400℃下进行退火处理5 h，再进行室温（20~25℃）冷轧，冷轧速度为300m/min，冷轧的道次加工率2.5%，即得制造汽车覆盖件用的1.22mm厚的铝-钢-铝复合板。
采用上述生产方法制得的1.22mm厚的铝-钢-铝复合板的复合率达100％，复合板中钢层体积比为50％，复合板的延伸率为22％，剥离强度为13N/mm，抗拉强度为550MPa，表面粗糙度0.85μm，显微硬度为400MPa。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种汽车覆盖件用钢铝复合板的制备方法，其特征在于，以铝合金板带作基材，钢板带作复材，将钢板带复材与上下层铝合金板带基材依次进行热轧复合、退火处理和冷轧；在热轧复合处理前，对钢板带和铝合金板带依次进行清洗去油污、脱脂、酸碱清洗处理和表面粗糙化处理，其中酸碱清洗处理为：将钢板带和铝合金板带先采用质量分数为15％的NaOH溶液进行碱洗，然后采用质量分数为25％的H2SO4溶液进行酸洗；所述热轧复合的温度为200～350℃，热轧复合的轧制速度为3～5m/min，热轧复合为1～2个道次加工，控制热轧复合的第一道次加工率为15～55％，热轧复合的总变形量为15～55％；所述退火处理的温度为350～500℃，退火时间为3～6h；所述冷轧在室温下进行，冷轧速度为100～300m/min，冷轧的道次加工率为2～3％，冷轧的总变形量为2～3％；制得的铝-钢-铝复合板厚度为0.19～1.22mm，复合板中钢层体积比50～78％，复合板的延伸率≥20％，剥离强度≥12N/mm，抗拉强度≥500MPa，显微硬度≥380MPa，复合板的钢层和铝层之间复合率达100％。
2.根据权利要求1所述的汽车覆盖件用钢铝复合板的制备方法，其特征在于：所述铝合金板带采用6系铝合金，铝合金板带厚度为0.05～0.75mm。
3.一种汽车覆盖件用钢铝复合板，其特征在于，该汽车覆盖件用钢铝复合板为铝-钢-铝复合板，采用权利要求1～2任一项所述的制备方法制得。
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