具有AlMgSi合金核心层的铝基复合材料制造技术

技术编号:10126034 阅读:186 留言:0更新日期:2014-06-12 17:41
本发明专利技术涉及一种由铝材料构成的带材,该带材用于制造具有高度成型要求的部件,本发明专利技术还涉及一种制造该带材的方法及由根据本发明专利技术的带材制造的板材的用途。本发明专利技术的目的在于提供一种由铝材料制成的带材,该带材用于制造具有高度成型要求的部件,该带材具有改善的弯曲性能,该目的这样得以实现,即,使带材具有由AlMgSi合金制成的核心层和单侧或双侧设置的、由不能硬化的铝合金制成的至少一个外部铝合金层,该至少一个外部铝合金层在T4状态下具有比AlMgSi合金层低的抗拉强度,带材在T4状态下横向于轧制方向具有大于23%的均匀延伸率Ag及在1.5mm-1.6mm厚度情况下在弯曲试验中横向于轧制方向获得小于40°的弯曲角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种由铝材料构成的带材,该带材用于制造具有高度成型要求的部件,本专利技术还涉及一种制造该带材的方法及由根据本专利技术的带材制造的板材的用途。本专利技术的目的在于提供一种由铝材料制成的带材,该带材用于制造具有高度成型要求的部件,该带材具有改善的弯曲性能,该目的这样得以实现,即,使带材具有由AlMgSi合金制成的核心层和单侧或双侧设置的、由不能硬化的铝合金制成的至少一个外部铝合金层,该至少一个外部铝合金层在T4状态下具有比AlMgSi合金层低的抗拉强度,带材在T4状态下横向于轧制方向具有大于23%的均匀延伸率Ag及在1.5mm-1.6mm厚度情况下在弯曲试验中横向于轧制方向获得小于40°的弯曲角。【专利说明】具有AIMgSi合金核心层的绍基复合材料
本专利技术涉及一种由铝材料构成的带材,该带材用于制造具有高度成型要求的部件,本专利技术还涉及一种制造该带材的方法以及由根据本专利技术的带材所制造的板材的用途。
技术介绍
由铝合金构成的板材主要用在汽车制造中但也用在其他的应用领域,例如飞机制造或轨道车辆制造,该板材的特征不仅在于特别高的强度值,而且同时具有很好的成型性能和高的变形程度。在汽车制造中典型的应用领域是车身和底盘部件。对于可见的、经涂漆的结构部件,例如外部的、可见的车身板材,必须这样进行材料的成型,以使得表面在涂漆之后不会受到例如刮痕或皱纹状变形(隆起)的影响。这例如对于使用铝合金板材来制造引擎罩或汽车的其它车身部件来说特别重要。然而这限制了针对铝合金的材料选择。特别是AlMgSi合金,其主要的合金组分是镁和硅,该合金在T6状态下具有相对高的强度,同时在T4状态下具有好的成型性能以及具有出色的耐腐蚀性。AlMgSi合金是AA6XXX的合金类型,例如合金类型AA6016、AA6014、AA6181、AA6060和AA6111。由AlMgSi合金构成的铝带通常通过浇注轧制坯件、使轧制坯件均匀化、热轧轧制坯件以及冷轧热轧带材而制得。轧制坯件的均匀化处理在380至580°C的温度下进行一个小时以上。通过最终的、通常在500°C至570°C的温度下的固溶退火和随后的淬火以及大致在室温下至少三天的冷时效可以获得T4状态下的带材。淬火之后通过100°C和220°C之间的温度下的热时效调整T6状态。问题在于,在由AlMgSi合金制成的、经热轧的铝带中有粗大的Mg2Si析出物,该析出物在接下来的冷轧过程中由于高的变形程度而发生断裂并变小。通常以3mm至12mm的厚度制造AlMgSi合金的热轧带材并且以高的变形程度进行冷轧。因为在传统热轧过程中经过产生AlMgSi相的温度范围非常慢,所以在卷曲热轧带材之后,该相非常粗大地形成。用于形成上述相的温度范围取决于合金。然而,该温度范围在550°C和230°C之间,即在热轧温度的范围中。通过试验已经证实,这种粗大的相位在热轧带材中对最终产品的延伸率产生不利的影响。这就是说,至今不能完全地充分利用由AlMgSi合金制成的铝带的成型性倉泛。在已公开的、由 申请人:专利技术的欧洲专利申请EP2270249A1中,AlMgSi合金带材在经历完最后的热轧工序之后立即具有最大130°C的温度并且以该温度或更低的温度进行缠卷。通过以这种方法对热轧带材进行淬火能够制造T4状态下的铝带,该铝带在T4状态下具有大于30%的断裂延伸率A8tl或大于25%的均匀延伸率Ag。此外,在T6状态下也得到非常高的均匀延伸率Ag和断裂延伸率A8tl的值。然而在所述应用领域中还存在经常需要强烈的弯曲部和卷边的问题。例如汽车车门内部部件就是包括弯曲部和卷边以及对变形能力的高要求的典型应用。在弯曲试验中虽然借助到现在为止的AlMgSi合金带材已经能够获得良好的效果,但是仍然期待进一步改善弯曲性能,特别是针对上述应用领域。
技术实现思路
因此在此基础上,本专利技术的目的在于提供一种由铝材料制成的带材,该带材用于制造具有高度成型要求的部件,该带材具有改善的弯曲性能。根据本专利技术的第一原理,这样实现了上述目的,S卩,使带材具有由AlMgSi合金制成的核心层和单侧或双侧设置的、由不能硬化的铝合金制成的至少一个外部铝合金层,其中该至少一个外部铝合金层在T4状态下具有比由AlMgSi合金制成的核心层更低的抗拉强度,其中带材在T4状态下横向于轧制方向具有大于23%的均匀延伸率Ag以及在弯曲试验中,在1.5mm-l.6mm厚度的情况下横向于轧制方向获得小于40°的弯曲角。令人惊奇地发现,由铝基复合材料所制成的带材具有由AlMgSi合金构成的核心层和至少一个单侧或双侧设置的外部铝合金层,该铝合金层由不能够硬化的铝合金构成,该铝合金在T4状态下具有比AlMgSi合金更低的抗拉强度,相对于未经涂层的AlMgSi合金带材来说,明显改善了在T4状态下的弯曲性能。优选外部铝合金层在重结晶的状态下以及在T4状态下的断裂延伸率A8tl大于由AlMgSi合金构成的合金核心层在T4状态下的断裂延伸率A8(i。在强烈弯曲带材直至最大可达的弯曲角情况下会出现明显比较平滑且整齐的弯曲边缘。就像例如在卷边中所需要的弯曲部一样,至今在弯曲部上会有这样的问题,即,在弯曲边缘的区域中出现裂纹或粗糙部位。由于较软的外部铝合金层在弯曲过程中能够“涂去”凹凸处,因此,与由AlMgSi合金构成的、未经涂层的带材相比在机械性能几乎相同的情况下获得了明显更小的弯曲角。特别是铝箔合金、例如AA8xxx类型,即AA8011、AA8006、AA8079等适合用作外层,然而其他的、低合金化的、AAlxxx类型的招合金也是适合的,例如AA1200或者AA5005或AA5005A类型的铝合金,该铝合金在状态O中、即例如在固溶退火和淬火之后在重结晶的状态下具有低于180MPa的抗拉强度。在弯曲试验中所达到的、横向于轧制方向上小于40°的弯曲角使得所制得的带材在例如汽车制造业的应用中获得更好的翻卷性能以及弯曲性能。为了获得能够达到的最大弯曲角采用汽车工业所公认的方法。对于弯曲试验,首先由带材横向于轧制方向切割成270_X60_大小的样品并且垂直于弯曲线、即垂直于轧制方向进行预先拉伸。预先拉伸量为10%。然后通过弯曲冲头在具有30mm直径的两个辊子之间弯曲样品。对此,辊子间距为带材厚度的两倍(表格2),优选为带材样品厚度的两倍加上0.5mm (表格3)。在由具有0.4mm冲头半径的弯曲冲头弯曲样品的过程中测量弯曲冲头弯曲样品的力并且在达到最大值并且从该最大值降低超过30N之后结束弯曲过程。然后测量经弯曲的样品的张角。通常横向于轧制方向测量样品的弯曲性能,从而得到在制造具有高的变形要求的部件时关于弯曲性能的可靠结果。如上所述,令人惊奇地发现,由根据本专利技术的带材所制造的样品能够比传统的、未经涂层的AlMgSi合金带材所制造的样品获得明显较小的弯曲角并且由此能够更好地加工成部件,例如加工成车门内部部件。依据根据本专利技术的带材的第一设计能够提供进一步改善的成型性能并从而扩大应用领域,即,使带材在T4状态下具有大于25%的均匀延伸率Ag。除了根据本专利技术的带材具有良好的均匀伸长性能以外,如果该带材在T4状态下具有70-140MPa的延伸极限Rp0.2和170_220MPa的抗拉强度Rm,那么有利于将本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种由铝材料构成的带材,所述带材用于制造具有高度成型要求的部件,其特征在于,所述带材具有由AlMgSi合金制成的核心层和单侧或双侧设置的、由不能硬化的铝合金制成的至少一个外部铝合金层,其中所述至少一个外部铝合金层在T4状态下具有比由AlMgSi合金制成的核心层更低的抗拉强度,其中所述带材在T4状态下横向于轧制方向具有大于23%的均匀延伸率Ag以及在弯曲试验中,在1.5mm‑1.6mm厚度的情况下横向于轧制方向获得小于40°的弯曲角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:亨克扬·布林克曼迪特马尔·施罗德托马斯·维尔茨纳塔莉·霍斯特尔沃尔那·凯尔奥拉夫·恩格勒
申请(专利权)人:海德鲁铝业钢材有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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