一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法技术

一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：(1)制备6022铝合金铸锭；(2)加热至450～500℃保温2～4h后热轧；(3)加热至460～550℃保温2～6h后，随炉冷却；(4)冷轧制得冷轧板；(5)进行固溶处理；(6)室温放置5～20min；(7)预时效处理；(8)室温放置4周以上。本发明专利技术的方法能够显著缩短6022铝合金板材的生产流程、节约能源、大幅度降低生产成本并且可以同时提高合金板材的冲压成形性和烘烤硬化性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法
本专利技术属于汽车车身用铝合金板材
，具体涉及一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法。
技术介绍
能源、环保、安全是当今汽车工业面临的三大课题，汽车车身约占汽车总重的30％，汽车内板用铝合金替代钢板可大幅减轻汽车总重，承受同样冲击，铝板比钢板多吸收冲击能50％；因此，铝合金成为汽车轻量化的首选材料，成为各大汽车制造商关注的焦点。可热处理强化的6xxx系铝合金具有良好的综合力学性能和成形性能而成为制造汽车车身板材的可选材料之一；过去曾用于生产汽车车身的铝板种类主要有6009-T4P、6010-T4P、6111-T4P、6016-T4P、6022-T4P等；其中6022合金含有较低的合金元素，具有比6016，6111合金更好的成形性及耐腐蚀性，被认为既可以做车身外面板材料又可做内面板材料，在北美已大量应用于汽车行业；然而，采用传统工艺制备的车身用6022铝合金板材的生产成本远远高于传统汽车车身用钢板，且其深冲性能较低碳钢板还有一定差距，这严重阻碍了汽车轻量化进程。因此，如何进一步改善6022铝合金板材的深冲性能，同时显著降低铝合金车身板材加工成本势在必行。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法，在传统制备方法基础上省略均匀化处理工艺，直接进行热轧，缩短6022铝合金板材的生产流程、节约能源、大幅度降低生产成本。本专利技术的方法包括以下步骤：(1)铸锭制备：制备6022铝合金铸锭；(2)热轧：将6022铝合金铸锭加热至450～500℃，保温2～4h后热轧，制得热轧板；(3)中间退火：将热轧板加热至460～550℃，保温2～6h后，随炉冷却至室温，获得退火态轧板；(4)冷轧：将退火态轧板冷轧制得冷轧板；(5)固溶处理：对冷轧板进行固溶处理，形成固溶处理后轧板；固溶处理的温度为535～550℃，时间为10～15min，冷却方式为水淬至室温；(6)室温放置：对固溶处理后轧板室温放置5～20min；(7)预时效处理：对室温放置后轧板进行预时效处理，形成预时效处理后轧板；其中预时效处理温度为160～190℃，时间为5～10min，冷却方式为空冷至室温；(8)室温放置：对预时效处理后轧板室温放置4周以上，即为T4P态，制得汽车车身用6022铝合金板材。所述的步骤(1)中，6022铝合金铸锭的成分按质量百分比为：Si：0.80～1.10％，Mg：0.45～0.70％，Cu≤0.11％，Mn≤0.10％，Fe≤0.20％，Zn≤0.25％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，杂质元素≤0.15％，余量为Al。上述的6022铝合金铸锭厚度为150mm，所述的热轧板厚度为4～6mm，所述的冷轧板厚度为0.8～1.2mm。所述的步骤(1)中，6022铝合金铸锭采用半连续铸造(DC铸造)制得。所述的步骤(2)中，6022铝合金铸锭在加热前，经过切头铣面处理。所述的热轧方式为横向轧制与纵向轧制相结合，热轧过程先沿着铸锭宽度方向轧制2～5道次，然后沿着扁锭长度方向轧制10～16道次，获得热轧板材。所述的汽车车身用6022铝合金板材的性能指标为：σ0.2＝130～137MPa，σb＝241～250MPa，r15＝0.60～0.73，n(应变硬化指数)＝0.24～0.29，δ＝26.0～27.3％，IE＝7.61～8.05mm。所述的汽车车身用6022铝合金板材的烤漆处理后的性能指标为：σ0.2＝200～212MPa，σb＝270～283MPa，δ＝22.6～23.9％。6022铝合金板材材的传统制备方法通常都是半连续铸造(DirectChillCastingDC铸造)→均匀化处理→热轧→中间退火→冷轧→固溶处理→预时效，其中6022铝合金铸锭均匀化处理温度一般都超过530℃，保温时间超过12h，不仅费时耗能，并且严重降低了生产效率，提高了生产成本；值得注意的是均匀化处理过程中主要含AlMnFeSi的结晶相发生部分溶解、收缩、聚集球化，后续变形过程中这种大块状过剩结晶相被破碎并沿变形方向呈碎链状分布，这种过剩结晶相粒子形状和分布会恶化板材的冲压成形性能；如果采用无均匀化处理直接热轧，结晶相在大的变形条件下破碎且细小、弥散地分布于基体中；通过改善中间退火工艺，使得可溶相溶解，破碎的结晶相球化，有利于提高板材的塑性和成形性能；因此采用无均匀化处理直接热轧改变中间退火的工艺可以显著降低成本、节约能源、缩短生产周期，同时优化板材成形性能的研究工作具有较强的创新性及很强的科学意义及实际应用价值；研究发现，由半连续铸造6022铝合金铸锭无均匀处理直接热轧的板坯，再经420℃左右的常规中间退火处理、随后再冷轧、固溶、预时效处理制备出的板材具有良好烘烤硬化性、但成形性仍不尽如人意；深入研究分析发现，虽然无均匀处理直接热轧可以获得过剩结晶相粒子细小均匀弥散分布的6022铝板，但是由于中间退火温度偏低，退火保温时间较短，导致可溶相难以在后续常规固溶处理过程中完全回溶入基体中，更主要的是不可溶过剩结晶相粒子经常规中间退火工艺处理后仍具有较明显的尖角，未能发生明显球化，这是导致目前采用的无均匀化处理工艺制备的6022铝合金板材未能获得优异深冲性能的关键问题；进一步创新试验，不断总结分析实验结果，更新实验方案，本专利技术提出突破常规中间退火温度结合适当延长退火保温时间的创新性思路，开发出新型低成本制备高深冲性和高烘烤硬化性6022铝板制备工艺技术。本专利技术的方法在传统制备方法基础上省略均匀化处理工艺，并改善中间退火制度；合金铸锭不通过均匀化处理，直接进行热轧，结晶相被轧碎后，细小弥散地分布在基体中；在常规中间退火处理(420～440℃，1～2h)的基础上进一步提高中间退火温度同时适当延长中间退火保温时间，使可溶结晶相的溶解更加充分，细小碎化的结晶相发生球化，可提高6022铝合金板材的冲压成形性；随后经冷轧、固溶水淬、预时效处理制备的6022汽车板材深冲性能及烘烤硬化性能均优于传统工艺制备的板材；该方法能够缩短6022铝合金板材的生产流程、节约能源、大幅度降低生产成本，并且可以显著提高合金板材的冲压成形性。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：采用无均匀化处理制备板材，节约能源，提高效率，降低了生产成本；可在现有的铝合金生产线上实施，无需改变现有工装，不必增加设备及工艺投资，操作简单方便可行；通过提高中间退火温度结合适当延长退火保温时间，使可溶结晶相溶解，过剩结晶相粒子边界圆滑、球化，从而最终同时改善了6022铝合金板材的冲压成形性和烤漆硬化性。实现了在降低6022铝合金板材成本的同时提高了板材的深冲性能及烘烤硬化性能，由此而带来的社会经济效益是非常可观的。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的6022铝合金板材的光学显微组织图；图2为本专利技术对比例1制得的6022铝合金板材的光学显微组织图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的实施例1～26和对比例1制备的汽车车身用6022铝合金板材，性能指标和烤漆处理后的性能指标见表1。表1实施例和对比例制得6022铝合金板材供货状态性能指标和烤漆处理后的性能指标由表1可见本专利技术制备出的6022铝合金板材具有良好的成形性能，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)铸锭制备：制备6022铝合金铸锭；(2)热轧：将6022铝合金铸锭加热至450～500℃，保温2～4h后热轧，制得热轧板；(3)中间退火：将热轧板加热至460～550℃，保温2～6h后，随炉冷却至室温，获得退火态轧板；(4)冷轧：将退火态轧板冷轧制得冷轧板；(5)固溶处理：对冷轧板进行固溶处理，形成固溶处理后轧板；固溶处理的温度为535～550℃，时间为10～15min，冷却方式为水淬至室温；(6)室温放置：对固溶处理后轧板室温放置5～20min；(7)预时效处理：对室温放置后轧板进行预时效处理，形成预时效处理后轧板；其中预时效处理温度为160～190℃，时间为5～10min，冷却方式为空冷至室温；(8)室温放置：对预时效处理后轧板室温放置4周以上，即为T4P态，制得汽车车身用6022铝合金板材。

【技术特征摘要】
1.一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)铸锭制备：制备6022铝合金铸锭；(2)热轧：将6022铝合金铸锭加热至450～500℃，保温2～4h后热轧，制得热轧板；(3)中间退火：将热轧板加热至460～550℃，保温2～6h后，随炉冷却至室温，获得退火态轧板；(4)冷轧：将退火态轧板冷轧制得冷轧板；(5)固溶处理：对冷轧板进行固溶处理，形成固溶处理后轧板；固溶处理的温度为535～550℃，时间为10～15min，冷却方式为水淬至室温；(6)室温放置：对固溶处理后轧板室温放置5～20min；(7)预时效处理：对室温放置后轧板进行预时效处理，形成预时效处理后轧板；其中预时效处理温度为160～190℃，时间为5～10min，冷却方式为空冷至室温；(8)室温放置：对预时效处理后轧板室温放置4周以上，即为T4P态，制得汽车车身用6022铝合金板材。2.根据权利要求1所述的一种汽车车身用6022铝合金板材的制备方法，其特征在于所述的6022铝合金铸锭的成分按质量百分比为：Si：0.80～1.10％，Mg：0.45～0.70％，Cu≤0.11％，Mn≤0.10％，Fe≤0.20％，Zn≤0.25％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，杂质元素≤0.15％，余量为Al。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：田妮，刘启隆，袁飞，赵紫研，赵刚，秦高梧，左良，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21