CN111183242A - 处于稳定t4回火的7xxx系列铝合金产品和其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开总体上提供了处于稳定T4回火的7xxx系列铝合金产品。本公开还提供了例如使用包含铸造、轧制、固溶、淬火、再加热和缓慢冷却的组合的工艺制造此类产品的方法。本公开还提供了此类产品如在汽车应用、运输应用、电子应用和工业应用中的各种最终用途。

Description

处于稳定T4回火的7XXX系列铝合金产品和其制造方法
优先权要求
本申请要求于2017年8月29日提交的美国临时申请第62/551,497号的权益和优先权，所述临时申请通过引用以其全文并入本文。
技术领域
本公开总体上提供了稳定T4回火7xxx系列铝合金产品。本公开还提供了例如使用包含铸造、轧制、固溶、淬火、再加热和缓慢冷却的组合的工艺制造此类产品的方法。本公开还提供了此类产品如在汽车应用、运输应用、电子应用和工业应用中的各种最终用途。
背景技术
7xxx系列的铝合金在许多情况下使用，尤其是在特别需要较高强度和较轻重量的情况下。因此，此类合金经常用于航空航天工业，并用作各种电子产品(如手机)的外壳。尽管具有这些优点，但是7xxx系列铝合金的形成过程可能会带来某些挑战，从而会增加在某些制成品中使用此类合金的成本。
例如，通常将7xxx系列铝合金产品以F回火提供给用户，这意味着7xxx系列铝合金产品是以制造之后不进行处理的形式提供，在以制造之后不进行处理的形式提供时，在轧制工艺之后不进行固溶。因此，用户必须自己固溶所述产品，并通过热成形工艺将所述产品成形为制成品。在一些其它情况下，将7xxx系列铝合金产品以T6回火提供给用户，在所述T6回火下，先对所述铝合金产品进行固溶，然后再对其进行人工时效处理。通常，用户可以在室温下成形此类产品，但是其可成形性非常低。
可以使用与制造T4回火铝合金产品的工艺相一致的工艺来制造7xxx系列铝合金产品，在所述工艺中，对所述产品进行固溶并对其进行自然时效处理。与以T6回火提供的产品相比，此类产品在室温下可能会表现出令人期望的可成形性。但是这种工艺通常产生在几天内硬化并且不再表现出令人期望的可成形性性质的处于不稳定T4回火的产品。由于无法在如此短的时间范围内容易地提供和使用铝合金产品，因此铝合金制造商通常不会向市场提供这种7xxx系列铝合金产品。
发明内容
本发明所涵盖的实施例由权利要求限定，而不是由此发明内容限定。此发明内容是本发明的各个方面的高层次概述，并且介绍了一些在下文的具体实施方式部分中进一步描述的概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非旨在被单独用来确定所要求保护主题的范围。应当通过参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每个权利要求理解本主题。
本公开提供了处于T4回火的新颖的7xxx系列铝合金产品，所述铝合金产品的稳定性持续相当长的时间段，例如，长达6个月，然后才开始硬化并且由此失去可成形性。由于这些产品能够在如此长的时间段内保持这种T4回火的可成形性优势，因此可以容易地将这些产品结合到制造生产周期中。这对于先前已知的处于T4回火的7xxx系列铝合金产品来说是不可能的，因为所述铝合金产品通常在生产后仅几天内就开始硬化并且失去可成形性。当所述铝合金产品到达买方工厂时，该种材料可能已经失去了它曾具有的有益的可成形性性质。因此，处于稳定T4回火的7xxx系列铝合金产品的发现带来了现有技术的重大进步，并且使得此类材料更方便地且以低得多的成本结合到制造产品中。
在第一方面，本公开提供了一种制造轧制铝合金产品的方法，所述方法包括：提供7xxx系列铝合金，其中所述7xxx系列铝合金为熔融态7xxx系列铝合金；铸造所述熔融态7xxx系列铝合金以提供铝合金铸造产品；将所述铝合金铸造产品均质化以提供经过均质化的铝合金铸造产品；将所述经过均质化的铝合金铸造产品轧制以形成轧制铝合金产品；以及对所述轧制铝合金产品进行固溶并且随后对其进行预时效处理。在一些实施例中，所述铝合金产品为带材、薄板、片材、板材、坯料或其它铝合金产品。在一些此类实施例中，在紧接所述预时效处理之后的生产后时段期间，所述轧制铝合金产品的屈服强度(Rp)增加不超过25MPa，其中所述生产后时段的范围为15天到180天。
在第二方面，本公开提供了一种铝合金产品，其中所述铝合金产品为根据所述第一方面的方法(包含其任何实施例)制造的轧制铝合金产品。
在第三方面，本公开提供了一种制品，所述制品包括所述第二方面的铝合金产品及其任何实施例。
在包含在本文中的具体实施方式、权利要求、非限制性实例和附图中阐述了另外的方面和实施例。
附图说明
图1示出了在进行预时效处理(PX)的情况下和在不进行预时效处理的情况下制备的铝合金样品的屈服强度(Rp)随初始生产后的天数的变化。
图2示出了在不同条件下在进行预时效处理(PX)的情况下和不进行预时效处理的情况下制备的铝合金样品的屈服强度(Rp)随初始生产后天数的变化。
图3A-C示出了铝合金样品的屈服强度(Rp)随预时效处理时间、预时效处理温度及是否使用涂料烘烤循环的变化。
图4A-C示出了铝合金样品的伸长强度随预时效处理时间、预时效处理温度及是否使用涂料烘烤循环的变化。
图5A-C示出了铝合金样品的均匀伸长率随预时效处理时间、预时效处理温度及是否使用涂料烘烤循环的变化。
图6A-C示出了铝合金样品的总伸长率随预时效处理时间、预时效处理温度及是否使用涂料烘烤循环的变化。
图7A-D示出了铝合金样品的临界断裂应变随预时效处理时间、预时效处理温度及是否使用涂料烘烤循环的变化。
图8A-D示出了铝合金样品的n值随预时效处理时间、预时效处理温度以及是否使用涂料烘烤循环的变化。
具体实施方式
本公开提供了在固溶和预时效处理之后处于稳定T4回火的7xxx系列铝合金产品和其制造方法。这些产品可以在预时效处理之后的相当长的一段时间内容易地在室温下成形。
定义和描述
本文所使用的术语“发明”、“所述发明”、“此发明”和“本发明”旨在广泛地指代本专利申请和下文的权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述应理解为不旨在限制本文所描述的主题或不旨在限制下文专利权利要求的含义或范围。
在此描述中，提及由AA编号和其它相关指示(如“系列”或“7xxx”)标识的合金。为了理解最常用于命名和标识铝以及其合金的编号指示系统，请参见“《变形铝和变形铝合金的国际合金名称和化学组成限值(International Alloy Designations and ChemicalComposition Limits for Wrought Aluminum and Wrought AluminumAlloys)》”或“《铝业协会铸件和铸锭形式铝合金的合金名称和化学组成限值的注册记录(RegistrationRecord of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical CompositionsLimits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot)》”，两者均由铝业协会(The Aluminum Association)出版。
如本文所使用的，除非上下文另外明确规定，否则“一个/一种(a)/(an)”和“所述(the)”的含义包含单数和复数个提及物。
如本文所使用的，“板材”的厚度通常为大于约15mm。例如，板材可以指厚度大于约15mm、大于约20mm、大于约25mm、大于约30mm、大于约35mm、大于约40mm、大于约45mm、大于约50mm或大于约100mm的铝产品。
如本文所使用的，“薄板”(也称为片状板)的厚度通常为约4mm到约15mm。例如，薄板的厚度可为约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm、约10mm、约11mm、约12mm、约13mm、约14mm或约15mm。
如本文所使用的，“片材”的厚度通常为小于4mm。例如，片材的厚度可以为小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm、小于约1mm、小于约0.5mm、小于约0.3mm或小于约0.1mm。
在本申请中可能提及合金回火或状态。为了理解最常用的合金回火描述，参见“关于合金和回火命名系统的美国国家标准(ANSI)H35(American National Standards(ANSI)H35 on Alloy and Temper Designation Systems)”。F状态或回火是指制造之后不进行处理的铝合金。O状态或回火是指退火之后的铝合金。Hxx状态或回火(在本文中也称为H回火)是指在冷轧后进行或不进行热处理(例如退火)的铝合金。合适的H回火包含HX1回火、HX2回火、HX3回火、HX4回火、HX5回火、HX6回火、HX7回火、HX8回火或HX9回火，以及Hxxx回火变型(例如H111)，当回火的程度接近于Hxxx回火时，上述类型的回火用于特定的合金回火。T1状态或回火是指经过热加工冷却且自然时效处理(例如在环境温度下)的铝合金。T2状态或回火是指经过热加工冷却、冷加工并且自然时效处理的铝合金。T3状态或回火是指经过固溶热处理、冷加工并且自然时效处理的铝合金。T4状态或回火是指经过固溶热处理并且自然时效处理的铝合金。T5状态或回火是指经过热加工冷却并且(在升高的温度下)人工时效处理的铝合金。T6状态或回火是指经过固溶热处理、淬火并且人工时效处理的铝合金。T61状态或回火是指经过固溶热处理、淬火、一段时间的自然时效处理并且随后人工时效处理的铝合金。T7状态或回火是指经过固溶热处理并且人工过时效处理的铝合金。T8x状态或回火(例如T8)是指经过固溶热处理、冷加工并且人工时效处理的铝合金。T9x状态或回火是指经过固溶热处理、人工时效处理并且冷加工的铝合金。
对以下铝合金的描述是根据其元素组成占合金的总重量的重量百分比(wt.％)进行的。在每种合金的某些实例中，剩余物质为铝，并且杂质的总和的最大wt.％为0.15％。
如本文所使用的，“室温”的含义可以包含约15℃到约30℃的温度，例如约15℃、约16℃、约17℃、约18℃、约19℃、约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃。
本文所公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，应将阐述的范围“1到10”应为包含最小值1与最大值10之间的任何和所有子范围(并且包含最小值1和最大值10)；也就是说，所有子范围以1或更大的最小值(例如1到6.1)开始，并且以10或更小的最大值(例如5.5到10)结束。
如本文所使用的，如“铸造产品”、“铸造金属产品”、“铸造铝产品”、“铸造铝合金产品”等术语是指通过直接冷激铸造(包含直接冷激共铸造)或半连续铸造、连续铸造(包含例如通过使用双带式铸造机、双辊铸造机、块式铸造机或任何其它连续铸造机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其它铸造方法生产的产品。
铝合金组成
本文所公开的方法和产品整体上使用7xxx系列铝合金。通常，此类合金是包含Zn作为主要合金炼制元素的铝合金。在本文公开的方法和产品中可以使用任何合适的7xxx系列铝合金。例如，此类7xxx系列铝合金包含但不限于以下7xxx系列铝合金：AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095和AA7099。
在一些实施例中，本文所使用的7xxx系列铝合金具有如表1所示的元素组成。
表1
元素 重量百分比(wt.％)
Zn 4.0–15.0
Cu 0.1–3.5
Mg 1.0–4.0
Fe 0.05–0.50
Si 0.05–0.30
Zr 0–0.50
Mn 0–0.25
Cr 0–0.20
Ti 0–0.15
杂质 0–0.15
Al 其余部分
在一些情况下，本文使用的铝合金具有如表2所示的元素组成。
表2
元素 重量百分比(wt.％)
Zn 5.6–9.3
Cu 0.2–2.6
Mg 1.4–2.8
Fe 0.10–0.35
Si 0.05–0.20
Zr 0–0.25
Mn 0–0.05
Cr 0–0.05
Ti 0–0.05
杂质 0–0.15
Al 其余部分
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为4％到15％(例如5.4％到9.5％、5.6％到9.3％、5.8％到9.2％或4.0％到5.0％)的锌(Zn)。例如，所述铝合金可以包含约4.0％、约4.1％、约4.2％、约4.3％、约4.4％、约4.5％、约4.6％、约4.7％、约4.8％、约4.9％、约5.0％、约5.1％、约5.2％、约5.3％、约5.4％、约5.5％、约5.6％、约5.7％、约5.8％、约5.9％、约6.0％、约6.1％、约6.2％、约6.3％、约6.4％、约6.5％、约6.6％、约6.7％、约6.8％、约6.9％、约7.0％、约7.1％、约7.2％、约7.3％、约7.4％、约7.5％、约7.6％、约7.7％、约7.8％、约7.9％、约8.0％、约8.1％、约8.2％、约8.3％、约8.4％、约8.5％、约8.6％、约8.7％、约8.8％、约8.9％、约9.0％、约9.1％、约9.2％、约9.3％、约9.4％、约9.5％、约9.6％、约9.7％、约9.8％、约9.9％、约10.0％、约10.1％、约10.2％、约10.3％、约10.4％、约10.5％、约10.6％、约10.7％、约10.8％、约10.9％、约11.0％、约11.1％、约11.2％、约11.3％、约11.4％、约11.5％、约11.6％、约11.7％、约11.8％、约11.9％、约12.0％、约12.1％、约12.2％、约12.3％、约12.4％、约12.5％、约12.6％、约12.7％、约12.8％、约12.9％、约13.0％、约13.1％、约13.2％、约13.3％、约13.4％、约13.5％、约13.6％、约13.7％、约13.8％、约13.9％、约14.0％、约14.1％、约14.2％、约14.3％、约14.4％、约14.5％、约14.6％、约14.7％、约14.8％、约14.9％或约15.0％的Zn。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为0.1％到3.5％(例如0.2％到2.6％、0.3％到2.5％或0.15％到0.6％)的铜(Cu)。例如，所述铝合金可以包含约0.1％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.35％、约0.40％、约0.45％、约0.50％、约0.55％、约0.60％、约0.65％、约0.70％、约0.75％、约0.80％、约0.85％、约0.90％、约0.95％、约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％、约3.0％、约3.1％、约3.2％、约3.3％、约3.4％或约3.5％的Cu。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含量为1.0％到4.0％(例如1.0％到3.0％、1.4％到2.8％或1.6％到2.6％)的镁(Mg)。例如，所述铝合金可以包含约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％、约3.0％、约3.1％、约3.2％、约3.3％、约3.4％、约3.5％、约3.6％、约3.7％、约3.8％、约3.9％或约4.0％的Mg。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含范围为约5％到14％(例如5.5％到13.5％、6％到13％、6.5％到12.5％或7％到12％)的组合含量的Zn、Cu和Mg。例如，Zn、Cu和Mg的所述组合含量可以为约5.1％、约5.5％、约6.0％、约6.5％、约7.0％、约7.5％、约8.0％、约8.5％、约9.0％、约9.5％、约10.0％、约10.5％、约11.0％、约11.5％、约12.0％、约12.5％、约13.0％、约13.5％或约14.0％。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为0.05％到0.50％(例如0.10％到0.35％或0.10％到0.25％)的铁(Fe)。例如，所述铝合金可以包含约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.40％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％或约0.50％的Fe。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为0.05％到0.30％(例如0.05％到0.25％或0.07％到0.15％)的硅(Si)。例如，所述铝合金可以包含约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％或约0.30％的Si。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为多达0.50％(例如0.01％到0.25％、0.03％到0.20％或0.05％到0.15％)的铜(Cu)。例如，所述铝合金可以包含约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.40％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％或约0.50％的Zr。在其它实例中，所述合金可以包含基于所述合金的总重量，量为小于0.05％(例如约0.04％、约0.03％、约0.02％或约0.01％)的Zr。在一些情况下，所述合金中不存在Zr(即，0％)。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为多达0.25％(例如0.01％到0.10％或0.02％到0.05％)的锰(Mn)。例如，所述铝合金可以包含约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％或0.25％的Mn。在一些情况下，所述合金中不存在Mn(即0％)。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为多达0.20％(例如0.01％到0.10％、0.01％到0.05％或0.03％到0.05％)的铬(Cr)。例如，所述铝合金可以包含约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％或约0.20％的Cr。在一些情况下，所述合金中不存在Cr(即0％)。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为多达0.15％(例如0.001％到0.10％、0.001％到0.05％或0.003％到0.035％)的钛(Ti)。例如，所述合金可以包含约0.001％、约0.002％、约0.003％、约0.004％、约0.005％、约0.006％、约0.007％、约0.008％、约0.009％、约0.010％、约0.011％、约0.012％、约0.013％、约0.014％、约0.015％、约0.016％、约0.017％、约0.018％、约0.019％、约0.020％、约0.021％、约0.022％、约0.023％、约0.024％、约0.025％、约0.026％、约0.027％、约0.028％、约0.029％、约0.030％、约0.031％、约0.032％、约0.033％、约0.034％、约0.035％、约0.036％、约0.037％、约0.038％、约0.039％、约0.040％、约0.041％、约0.042％、约0.043％、约0.044％、约0.045％、约0.046％、约0.047％、约0.048％、约0.049％、约0.050％、约0.055％、约0.060％、约0.065％、约0.070％、约0.075％、约0.080％、约0.085％、约0.090％、约0.095％、约0.100％、约0.110％、约0.120％、约0.130％、约0.140％或约0.150％的Ti。在一些情况下，所述合金中不存在Ti(即0％)。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为多达0.10％(例如0.01％到0.10％、0.01％到0.05％、0.03％到0.05％)的、选自由以下组成的组的一种或多种元素：Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。例如，所述铝合金可以包含约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％或约0.10％的、选自由以下组成的组的一种或多种元素：Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，所述铝合金包含基于所述合金的总重量，量为多达0.10％(例如0.01％到0.10％、0.01％到0.05％或0.03％到0.05％)的、选自由以下组成的组的一种或多种元素：Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc和Ni。例如，所述铝合金可以包含约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％或约0.10％的、选自由以下组成的组的一种或多种元素：Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc和Ni。所有这些数值均以wt.％表示。
在一些情况下，铝合金包含量为0.15％或更低、0.14％或更低、0.13％或更低、0.12％或更低、0.11％或更低、0.10％或更低、0.09％或更低、0.08％或更低、0.07％或更低、0.06％或更低、0.05％或更低、0.04％或更低、0.03％或更低、0.02％或更低或0.01％或更低的其它微量元素(有时称为杂质)。在一些实施例中，这些杂质可以包含但不限于Ga、Ca、Bi、Na、Pb或其组合。因此，在一些实施例中，所述铝合金中可以存在量为0.15％或更低、0.14％或更低、0.13％或更低、0.12％或更低、0.11％或更低、0.10％或更低、0.09％或更低、0.08％或更低、0.07％或更低、0.06％或更低、0.05％或更低、0.04％或更低、0.03％或更低、0.02％或更低或0.01％或更低的选自由Ga、Ca、Bi、Na、和Pb组成的组的一种或多种元素。所有杂质的总和不超过0.15％(例如0.10％)。所有这些数值均以wt.％表示。所述合金的剩余百分比为铝。
铝合金产品及其性能
通过在固溶之后进行预时效处理步骤，本文所公开的铝合金产品能够抗硬化长达约6个月，并且在此期间能够表现出令人期望的可弯曲性和可成形性。相比之下，在不进行所述预时效处理步骤的情况下制备的7xxx系列铝合金产品在其生产后的几天内就会自然产生时效处理效应，并迅速硬化并变得更难以弯曲和成形。因此，本文所公开的铝合金产品在固溶后表现出稳定且令人期望的强度和可弯曲性。在某些实施例中，在生产本文所公开的铝合金产品之后长达约六个月内，可以容易地在低至约200℃到250℃的范围内的温度下对其进行成形。在其它实施例中，在生产所述铝合金产品后长达六个月内，可在室温下对其进行冷成形。
本文所公开的铝合金产品可以具有任何合适的形状或物理配置。在一些实施例中，所述铝合金产品为轧制铝合金产品，其通过使用一系列辊减小材料的厚度而成形。此类轧制可以通过热轧、冷轧或其任意组合来进行。在一些此类实施例中，所述轧制铝合金产品为铝合金片材或铝合金薄板。此类薄板或片材的厚度可以为小于等于15mm、小于等于14mm、小于等于13mm、小于等于12mm、小于等于11mm、小于等于10mm、小于等于9mm、小于等于8mm、小于等于7mm、小于等于6mm、小于等于5mm、小于等于4mm、小于等于3mm、小于等于2mm、小于等于1mm、小于等于0.5mm、小于等于0.3mm或小于等于0.1mm。
在所述铝合金产品为片材的实施例中，可以测量所述片材的某些强度和可弯曲性特性。例如，在一些实施例中，紧随预时效处理之后此类铝合金片材的屈服强度(Rp)为根据至少100MPa、至少120MPa、至少140MPa、至少160MPa、至少180MPa、至少200MPa、至少220MPa、至少240MPa、至少260MPa、至少280MPa、至少300MPa、至少320MPa、至少340MPa和高达约360MPa、高达约380MPa或高达约400MPa(ISO 6892-1测试测量)。在一些另外的实施例中，此类铝合金片材表现出“稳定的强度”，“稳定的强度”例如意味着所述铝合金片材的屈服强度(Rp)(根据ISO 6892-1测试测量)在生产后时段(即紧接所述预时效处理之后的阶段)增加不超过25MPa、不超过20MPa、不超过15MPa、不超过MPa或不超过5MPa。所述生产后时段的范围通常为约7天到约180天、约14天到约180天、约21天到约180天、约90天到约180天或约120天到约180天。在一些实施例中，生产后时段为约7天、约14天、约21天、约30天、约40天、约50天、约60天、约70天、约80天、约90天、约100天、约110天、约120天、约130天、约140天、约150天、约160天、约170天或约180天。
铝合金产品的制造方法
在某些方面，所公开的铝合金产品是所公开的方法的产品。在不旨在限制本文阐述的本发明的范围的情况下，本文阐述的铝合金产品的性能部分地由在其制备过程中某些微结构的形成来决定。在某些实施例中，制备方法可以影响所述铝合金产品的某些最终性能。
本文所公开的铝合金产品可以通过例如铸造、均质化、轧制、固溶和淬火来制备和加工。也可以对本文所述的铝合金产品进行预时效处理。
铸造
本文所公开的方法包括铸造熔融态铝合金以提供铝合金铸造产品的步骤。可以通过任何铸造过程来提供此类铝合金铸造产品。例如，在一些实施例中，使用直接冷激(DC)铸造工艺铸造所述合金以提供铸锭。在一些其它实施例中，使用包含但不限于使用双带式铸造机、双辊铸造机或块式铸造机的连续铸造(CC)工艺铸造所述合金。在一些实施例中，通过CC工艺进行所述铸造过程以提供坯料、板材、薄板、条带等形式的铸造产品。在一些实施例中，可以在铸造之前对所述熔融态合金进行处理。所述处理可以包含脱气、在线助熔和过滤中的一项或多项。
然后，可以对所述铸造产品执行进一步的加工步骤，如下面进一步详细描述的。在一些实施例中，可以使用加工步骤来制备铝合金片材。可以使用本领域普通技术人员已知的修改和技术将所述加工步骤适当地应用于任何铸造产品，包含但不限于铸锭、钢坯、板材、带材等。
均质化
所述均质化步骤可以包含将由本文所述的合金组成制备的铸造铝合金产品加热，以达到至少约450℃(例如，至少约450℃、至少约460℃、至少约470℃、至少约480℃、至少约490℃、至少约500℃、至少约510℃、至少约520℃、至少约530℃、至少约540℃、至少约550℃、至少约560℃、至少约570℃、或至少约580℃)的峰值金属温度(PMT)。例如，可以将所述铸造铝合金产品加热到460℃到640℃、480℃到620℃、500℃到600℃、520℃到580℃、530℃到575℃、535℃到570℃、540℃到565℃、545℃到560℃、530℃到560℃或550℃到580℃的温度。在任何前述实施例的一些实施例中，加热到所述PMT的速度可以为约100℃/小时或更低、75℃/小时或更低、50℃/小时或更低、40℃/小时或更低、30℃/小时或更低、25℃/小时或更低、20℃/小时或更低、或15℃/小时或更低。在一些其它此类实施例中，加热到所述PMT的速度为10℃/分钟到100℃/分钟(例如，10℃/分钟到90℃/分钟、10℃/分钟到70℃/分钟、10℃/分钟到60℃/分钟、20℃/分钟到90℃/分钟、30℃/分钟到80℃/分钟、40℃/分钟到70℃/分钟或50℃/分钟到60℃/分钟)。
在大多数实例中，然后使所述铸造铝合金产品浸泡(即保持在指示的温度下)一段时间。在一些实施例中，使所述铸造铝合金产品浸泡达24小时(例如30分钟到6小时(包含30分钟和6小时))。例如，在一些实施例中，将所述铸造铝合金产品在至少450℃的温度下浸泡约30分钟、约1小时、约2小时、约3小时、约4小时、约5小时、约6小时、约7小时、约8小时、约9小时、约10小时、约11小时、约12小时、约13小时、约14小时、约15小时、约16小时、约17小时、约18小时、约19小时、约20小时、约21小时、约22小时、约23小时、约24小时或其之间的任何时间段。
在一些实施例中，使所述铸造铝合金产品在均质化之后在空气中冷却到室温。
热轧
在均质化步骤之后，进行一或多个热轧道次。在某些情况下，铺放所述铝合金产品并将其在范围为约250℃到约550℃(例如约300℃到约500℃或约350℃到约450℃)的温度下热轧。
在某些实施例中，将所述铝合金产品热轧到约4mm到约15mm的规格(例如5mm到12mm的规格)。例如，可以将所述铝合金产品热轧到约15mm的规格、约14mm的规格、约13mm的规格、约12mm的规格、约11mm的规格、约10mm的规格、9mm的规格、约8mm的规格、约7mm的规格、约6mm的规格或约5mm的规格。
在其它情况下，可以将所述铝合金产品热轧到不超过4mm的规格(例如片材)。在一些此类实施例中，可以将所述铝合金产品热轧到约1mm到约4mm的规格。例如，可以将所述铝合金产品热轧到约4mm的规格、约3mm的规格、约2mm的规格或约1mm的规格。
可选的冷轧
在热轧之后，可选地进行一或多个冷轧道次。在一些实施例中，可以将在热轧步骤产生的轧制产品(例如板材、薄板或片材)冷轧到较薄规格的薄板或片材。在一些实施例中，将这种较薄规格的薄板或片材冷轧以使厚度为多达12.0mm，如厚度范围为约1.0mm到约12.0mm、约2.0mm到约8.0mm、约3.0mm到约6.0mm、或约4.0mm到约5.0mm。在一些实施例中，将这种较薄规格的薄板或片材冷轧以具有约12.0mm、约11.9mm、约11.8mm、约11.7mm、约11.6mm、约11.5mm、约11.4mm、约11.3mm、约11.2mm、约11.1mm、约11.0mm、约10.9mm、约10.8mm、约10.7mm、约10.6mm、约10.5mm、约10.4mm、约10.3mm、约10.2mm、约10.1mm、约10.0mm、约9.9mm、约9.8mm、约9.7mm、约9.6mm、约9.5mm、约9.4mm、约9.3mm、约9.2mm、约9.1mm、约9.0mm、约8.9mm、约8.8mm、约8.7mm、约8.6mm、约8.5mm、约8.4mm、约8.3mm、约8.2mm、约8.1mm、约8.0mm、约7.9mm、约7.8mm、约7.7mm、约7.6mm、约7.5mm、约7.4mm、约7.3mm、约7.2mm、约7.1mm、约7.0mm、约6.9mm、约6.8mm、约6.7mm、约6.6mm、约6.5mm、约6.4mm、约6.3mm、约6.2mm、约6.1mm、约6.0mm、约5.9mm、约5.8mm、约5.7mm、约5.6mm、约5.5mm、约5.4mm、约5.3mm、约5.2mm、约5.1mm、约5.0mm、约4.9mm、约4.8mm、约4.7mm、约4.6mm、约4.5mm、约4.4mm、约4.3mm、约4.2mm、约4.1mm、约4.0mm、约3.9mm、约3.8mm、约3.7mm、约3.6mm、约3.5mm、约3.4mm、约3.3mm、约3.2mm、约3.1mm、约3.0mm、约2.9mm、约2.8mm、约2.7mm、约2.6mm、约2.5mm、约2.4mm、约2.3mm、约2.2mm、约2.1mm、约2.0mm、约1.9mm、约1.8mm、约1.7mm、约1.6mm、约1.5mm、约1.4mm、约1.3mm、约1.2mm、约1.1mm、约1.0mm、约0.9mm、约0.8mm、约0.7mm、约0.6mm、约0.5mm、约0.4mm、约0.3mm、约0.2mm或约0.1mm的厚度。
固溶
固溶步骤可以包含将片材、板材或薄板从室温加热到430℃到510℃(例如440℃到500℃、450℃到490℃、460℃到480℃)的温度。所述片材、板材或薄板可以在所述温度下浸泡一段时间。在某些方面，使所述合金浸泡达约5分钟(例如5秒到5分钟(包含5秒和5分钟))。例如，所述片材、板材或薄板可以在约430℃到约510℃的温度下浸泡约5秒、约10秒、约15秒、约20秒、约25秒、约30秒、约35秒、约40秒、约45秒、约50秒、约55秒、约60秒、约65秒、约70秒、约75秒、约80秒、约85秒、约90秒、约95秒、约100秒、约105秒、约110秒、约115秒、约120秒、约125秒、约130秒、约135秒、约140秒、约145秒、约150秒、约3分钟、约4分钟、或约5分钟或其间的任何时间。
淬火
在某些实施例中，然后可以在淬火步骤中将所述板材、薄板或片材基于所选择的规格以约50℃/秒至约400℃/秒的淬火速度冷却至25℃到65℃的温度。例如，所述淬火速度可以为约50℃/秒到约375℃/秒、约60℃/秒到约375℃/秒、约70℃/秒到约350℃/秒、约80℃/秒到约325℃/秒、约90℃/秒到约300℃/秒、约100℃/秒到约275℃/秒、约125℃/秒到约250℃/秒、约150℃/秒到约225℃/秒或约175℃/秒到约200℃/秒。
在淬火步骤中，使用液体(例如水)和/或气体或另一种选择的淬火介质对所述片材、板材或薄板进行快速淬火。在某些方面，可以使用水对所述片材、板材或薄板进行快速淬火。在某些方面，使用气体或液体对所述片材、板材或薄板进行快速淬火。
预时效处理(重新加热)
本文所公开的方法通常包含在固溶步骤和淬火步骤之后的预时效处理步骤。预时效处理步骤可以包含在固溶步骤之后将合金加热到范围为约60℃到约130℃(例如约65℃到约125℃、约70℃到约120℃、约75℃到约115℃、约80℃到约120℃或约85℃到约115℃)的温度。在一些实例中，预时效处理步骤可以包含在固溶后将合金从约80℃加热到约120℃(例如，从约90℃加热到约110℃)。所述预时效处理步骤进行持续的时间段可以长达约24小时(例如时间段长达约20小时、长达约15小时、长达约12小时、长达约10小时、长达约9小时、长达约8小时、长达约7小时、长达约6小时、长达约5小时、长达约4小时、长达约3小时、长达约2小时、长达约1小时或长达约30分钟)。所述合金可以在所述温度下浸泡一段时间。在某些方面，使所述合金浸泡长达约2小时的时间段(例如在长达约1分钟、长达约2分钟、长达约3分钟、长达约4分钟、长达约5分钟、长达约6分钟、长达约7分钟、长达约8分钟、长达约9分钟、长达约10分钟、长达约20分钟、长达约30分钟、长达约40分钟、长达约45分钟、长达约60分钟或长达约90分钟的时间段内)。固溶后淬火和预时效处理之间的时间可以为约0分钟到约60分钟的范围内的任何时长。例如，固溶后淬火和预时效处理之间的时间可以为约5分钟到约45分钟或约10分钟到约35分钟的范围内的任何时长。
在预时效处理步骤中将所述铝合金产品加热后，通常将加热的产品从峰值预时效处理温度缓慢冷却回室温，并无需使用气体或液体对所述产品进行淬火。然而，在一些其它实施例中，通过使用例如空气、冷却液等或其任何组合的强制冷却来辅助冷却到室温。在一些实施例中，从所述峰值预时效处理温度冷却回室温的进行经约48小时、约36小时、约24小时、约18小时、约12小时的过程或其间的任何时间范围的过程。可以用任何合适的物理配置将所述铝合金产品从所述预时效处理温度冷却到室温。在一些实施例中，将所述铝合金产品在预时效处理温度下(或在比所述预时效处理温度低不超过5℃的温度下)卷绕，并且将所述铝合金产品冷却到室温，经约48小时、约36小时、约24小时、约18小时、约12小时的过程或其间的任何范围内的过程。
冷却之后，所述铝合金产品处于准备递送、并且适合于在各种冷成形工艺和温成形工艺中使用的形式。在这个状态下，所述铝合金产品处于稳定T4回火，所述状态可保留长达约6个月的时间，此后成形的材料产生时效处理效应且硬化。
制品
本公开提供了一种制品，所述制品由本文所公开的7xxx系列铝合金产品构成。在一些实施例中，所述制品包括轧制铝合金产品，如轧制铝合金片材。此类制品的实例包含但不限于汽车、卡车、拖车、火车、有轨电车、飞机、车身面板或上述任何的零件、桥梁、管线、管道、油管、小艇、船舶、储存容器、储存罐、家具、窗户、门、栏杆、功能性或装饰性建筑件、管道栏杆、电气组件、导管、饮料容器或食品容器。
在一些其它实施例中，本文所公开的铝合金产品可以用于汽车应用和/或运输应用，包含机动车辆应用、飞机应用和铁路应用或任何其它期望的应用。在一些实例中，可以使用本文所公开的铝合金产品制备机动车辆车身零件产品，如保险杠、侧梁、顶梁、横梁、柱加强件(例如A柱、B柱和C柱)、内板、外板、侧板、内罩、外罩或行李箱盖板。还可以使用本文所述的铝合金和方法制备例如飞机应用或铁路车辆应用中的外部面板和内部面板。
在一些其它实施例中，本文所公开的铝合金产品还可以用于电子应用。例如，还可以使用本文所公开的铝合金产品制备电子装置(包含移动电话和平板电脑)的壳体。在一些实例中，可以使用所述合金制备移动电话(例如智能电话)和平板电脑底架的外壳的壳体。
在一些其它实施例中，本文所公开的铝合金产品还可以用于工业应用。例如，可以使用本文所公开的铝合金产品制备用于一般经销市场的产品。
在一些其它实施例中，本文所公开的铝合金产品还可以用作航空航天机身零件。例如，可以使用本文所公开的铝合金产品制备结构性航空航天机身零件，如机翼、机身、副翼、方向舵、升降舵、整流罩或支撑件。在一些其它实施例中，可以使用本文所公开的铝合金产品制备非结构性航空航天机身零件，如座椅轨道、座椅框架、面板或铰链。
前述对实施例(包含所示实施例)的描述仅出于说明和描述的目的而呈现，并且不旨在穷举或限制所公开的精确形式。对于本领域中技术人员来说，对其的许多修改、改编和使用将是显而易见的。
如下所使用的，对一系列实施例的任何提及应理解为对那些实例中的每一个的分别提及(例如，“实施例1到4”应理解为“实施例1、2、3或4”)。
实施例1为一种制造轧制铝合金产品的方法，所述方法包括：提供7xxx系列铝合金，其中所述7xxx系列铝合金以熔融态7xxx系列铝合金的形式提供；铸造所述熔融态7xxx系列铝合金以提供铝合金铸造产品；将所述铝合金铸造产品均质化以提供经过均质化的铝合金铸造产品；将所述经过均质化的铝合金铸造产品轧制以形成轧制铝合金产品；以及对所述轧制铝合金产品进行固溶和时效处理。
实施例2为根据实施例1所述的方法，其中所述7xxx系列铝合金选自由以下组成的组：AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095和AA7099。
实施例3为根据实施例1到2中任一项所述的方法，其中所述7xxx系列铝合金包括：4.0到15.0wt.％的Zn；0.1到3.5wt.％的Cu；1.0到4.0wt.％的Mg；0.05到0.50wt.％的Fe；0.05到0.30wt.％的Si；多达0.50wt.％的Zr；多达0.25wt.％的Mn；多达0.20wt.％的Cr；多达0.15wt.％的Ti；和多达0.15wt.％的杂质；其余部分为Al。
实施例4为根据实施例1到3中任一项所述的方法，其中所述7xxx系列铝合金包括：5.6到9.3wt.％的Zn；0.2到2.6wt.％的Cu；1.4到2.8wt.％的Mg；0.10到0.35wt.％的Fe；0.05到0.20wt.％的Si；多达0.25wt.％的Zr；多达0.05wt.％的Mn；多达0.05wt.％的Cr；多达0.05wt.％的Ti；和多达0.15wt.％的杂质；其余部分为Al。
实施例5为根据实施例3所述的方法，其进一步包括多达0.10wt.％的选自由以下组成的组的一种或多种元素：Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc、Ni、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。
实施例6为根据实施例1到5中任一项所述的方法，其中所述轧制铝合金产品为铝合金片材或铝合金薄板。
实施例7为根据实施例6所述的方法，其中所述轧制铝合金产品的厚度不超过15mm。
实施例8为根据实施例1到7中任一项所述的方法，其中所述铸造包括直接冷激(DC)铸造或连续铸造。
实施例9为根据实施例1到8中任一项所述的方法，其中所述轧制包括热轧、冷轧或其任意组合。
实施例10为根据实施例1到9中任一项所述的方法，其进一步包括在所述固溶之后并且在所述预时效处理之前对所述轧制铝合金产品进行淬火。
实施例11为根据实施例1到10中任一项所述的方法，其中所述预时效处理包括将所述轧制铝合金产品加热到范围为60℃到130℃的温度。
实施例12为根据实施例1到11中任一项所述的方法，其中所述预时效处理进行持续的时间段多达约24小时。
实施例13为根据实施例1到12中任一项所述的方法，其进一步包括在所述预时效处理之后经范围为12小时到48小时的时间段将所述轧制铝合金产品冷却到约室温。
实施例14为根据实施例1到13中任一项所述的方法，其进一步包括在所述预时效处理之后将所述轧制铝合金产品卷绕并且随后将所述轧制铝合金产品冷却到室温。
实施例15为根据实施例14所述的方法，其中所述卷绕在比所述预时效处理的所述温度低不超过5℃的温度下进行。
实施例16为根据实施例15所述的方法，其中所述冷却经范围为12小时到48小时的时间段进行。
实施例17为根据实施例1到16中任一项所述的方法，其进一步包括在所述预时效处理之后将所述轧制铝合金产品卷绕。
实施例18为根据实施例1到17中任一项所述的方法，其中紧接预时效处理之后，所述轧制铝合金产品的屈服强度(Rp)为至少240MPa，其中所述屈服强度(Rp)根据ISO 6892-1测量。
实施例19为根据实施例1到18中任一项所述的方法，其中在紧接所述预时效处理之后的期间，所述轧制铝合金产品的生产后时段屈服强度(Rp)增加不超过25MPa，其中所述生产后时段的范围为7天到180天。
实施例20为一种铝合金产品，其中所述铝合金产品为根据实施例1到19中任一项所述的方法制造的轧制铝合金产品。
以下实例将用来进一步说明本公开的某些实施例，然而，同时不对本发明构成任何限制。相反，应清楚地理解，在不脱离本公开的精神的情况下，可以借助各种实施例，在阅读本文的描述之后，所述实施例的修改和等效物可以本身暗示本领域普通技术人员。
实例1–强度测试
根据相同的加工方法制备了两个1.4mm厚的AA7075铝合金片材的样品，所述方法除了包含所述预时效处理步骤外，还包含在480℃下进行固溶且随后进行完全水淬。对一个样品在100℃下进行不到1分钟的预时效处理(PX)，然后经24小时将其冷却到室温。未对另一个样品进行预时效处理。图1示出了所述样品中的每一个的屈服强度(Rp)随初始生产后的天数的变化，其中所述屈服强度根据ISO 6892-1测试测量。在进行预时效处理的情况下制备的样品经约30天的时间段屈服强度明显更加稳定。
根据本文所述的方法(仅在预时效处理步骤中有变化)制备了六个2.0mm厚的覆层AA7075/AAAA5182铝合金片材样品。对某些样品在不同温度下进行预时效处理，对一些样品结合模拟盘管冷却进行预时效处理。图2示出了所述样品中的每一个的屈服强度(Rp)随初始生产后的天数的变化。
实例2
根据相同的加工方法制备了1.4mm厚的AA7075铝合金片材的样品，所述方法包含在480℃下固溶并浸泡五分钟、以350℃/秒的淬火速率全水淬火、预时效处理步骤和自然时效处理。预时效处理温度和时间是可变化的，自然时效处理时间也是如此。预时效处理时间为1小时、4小时或8小时。预时效处理温度为70℃或100℃。自然时效处理(NA)的执行持续1周、2周、3周或4周。在进行油漆烘烤循环(PB)和不进行油漆烘烤循环的情况下对所述样品进行了测试。当对所速样品进行涂料烘烤循环时，在施加2％预应变和未施加2％预应变的情况下对所述样品进行测试。图3A-D示出了所述样品的屈服强度随预时效处理时间和温度以及随是否对所述样品进行涂料烘烤循环变化。图3D示出了当对所述样品进行涂料烘烤时预应变的效果。屈服强度(MPa)是根据ISO 6892-1:2016测试测量的。图4A-C示出了所述样品的伸长强度随预时效处理时间和温度以及随是否对所述样品进行涂料烘烤循环的变化。图4D示出了当对所述样品进行涂料烘烤时预应变的效果。伸长强度(MPa)是根据ISO6892-1:2016测试测量的。图5A-C示出了所述样品的均匀伸长率随预时效处理时间和温度以及随是否对样品进行涂料烘烤循环的变化。图5D示出了当对所述样品进行涂料烘烤时预应变的效果。均匀伸长率(％)是根据ISO 6892-1:2016测试测量的。图6A-C示出了所述样品的总伸长率随预时效处理时间和温度以及随是否对所述样品进行涂料烘烤循环的变化。图6D示出了当对所述样品进行涂料烘烤时预应变的效果。总伸长率(％)是根据ISO 6892-1:2016测试测量的。图7A-D示出了所述样品的临界断裂应变随预时效处理时间和温度以及随是否对所述样品进行涂料烘烤循环的变化。图7C和图7D示出了当对所述样品进行涂料烘烤时预应变的效果。临界断裂应变(％)是根据ISO 6892-1:2016测试测量的。图8A-D示出了所述样品的应硬化指数(n值)随预时效处理时间和温度以及随是否对所述样品进行涂料烘烤循环的变化。图8C和图8D示出了当对所述样品进行涂料烘烤时预应变的效果。临界断裂应变(％)是根据ISO 6892-1:2016测试测量的。
如图3-8所示，随着自然时效处理的长度增加，在70℃下进行预时效处理使得屈服强度不断增加。对于在100℃下进行预时效处理，无论自然时效处理的时间长短，当预时效处理持续4到8小时的时候，屈服强度都相对稳定。当对所述样品进行涂料烘烤循环之后，可以实现大于450MPa的屈服强度。在涂料烘烤循环之前施加2％预应变的样品表现出屈服强度略有提高。
以上引用的全部专利、专利申请、出版物以及摘要均通过引用以其全文并入本文。为了实现本发明的各个目的，已经描述了本发明的各个实施例。应该认识到，这些实施例仅仅是对本发明原理的说明。在不脱离如以下权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，对其的许多修改和改编对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种制造轧制铝合金产品的方法，其包括：
提供7xxx系列铝合金，其中所述7xxx系列铝合金以熔融7xxx系列铝合金的形式提供；
铸造所述熔融7xxx系列铝合金以提供铝合金铸造产品；
将所述铝合金铸造产品均质化以提供经过均质化的铝合金铸造产品；
将所述经过均质化的铝合金铸造产品轧制以形成轧制铝合金产品；以及
对所述轧制铝合金产品进行固溶和预时效处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述7xxx系列铝合金选自由以下组成的组：AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095和AA7099。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述7xxx系列铝合金包括：
4.0到15.0wt.％的Zn；
0.1到3.5wt.％的Cu；
1.0到4.0wt.％的Mg；
0.05到0.50wt.％的Fe；
0.05到0.30wt.％的Si；
多达0.50wt.％的Zr；
多达0.25wt.％的Mn；
多达0.20wt.％的Cr；
多达0.15wt.％的Ti；以及
多达0.15wt.％的杂质；
其余部分为Al。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述7xxx系列铝合金包括：
5.6到9.3wt.％的Zn；
0.2到2.6wt.％的Cu；
1.4到2.8wt.％的Mg；
0.10到0.35wt.％的Fe；
0.05到0.20wt.％的Si；
多达0.25wt.％的Zr；
多达0.05wt.％的Mn；
多达0.05wt.％的Cr；
多达0.05wt.％的Ti；以及
多达0.15wt.％的杂质；
其余部分为Al。
5.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括多达0.10wt.％的选自由以下组成的组的一种或多种元素：Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc、Ni、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中所述轧制铝合金产品为铝合金片材或铝合金薄板。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述轧制铝合金产品的厚度不超过15mm。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中所述铸造包括直接冷激(DC)铸造或连续铸造。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其中所述轧制包括热轧、冷轧或其任意组合。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其进一步包括在所述固溶之后并且在所述预时效处理之前对所述轧制铝合金产品进行淬火。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，其中所述预时效处理包括将所述轧制铝合金产品加热到范围为60℃到130℃的预时效处理温度。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，其中所述预时效处理进行持续的时间段多达约24小时。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其进一步包括在所述预时效处理之后，经范围为12小时到48小时的时间段将所述轧制铝合金产品冷却到约室温。
14.根据权利要求1到13中任一项所述的方法，其进一步包括在所述预时效处理之后，将所述轧制铝合金产品卷绕并且随后将所述轧制铝合金产品冷却到室温。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述卷绕在比所述预时效处理温度低不超过5℃的温度下进行。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述冷却经范围为12小时到48小时的时间段进行。
17.根据权利要求1到16中任一项所述的方法，其进一步包括在所述预时效处理之后将所述轧制铝合金产品卷绕。
18.根据权利要求1到17中任一项所述的方法，其中紧接预时效处理之后，所述轧制铝合金产品的屈服强度(Rp)为至少240MPa，其中所述屈服强度(Rp)是根据ISO 6892-1测量的。
19.根据权利要求1到18中任一项所述的方法，其中在紧接所述预时效处理之后的生产后时段期间，所述轧制铝合金产品的屈服强度(Rp)增加不超过25MPa，其中所述生产后时段的范围为7天到180天。
20.一种铝合金产品，其中所述铝合金产品为通过根据权利要求1到19中任一项所述的方法制造的轧制铝合金产品。
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