提供了高强度铝部件以及用于制备高强度铝部件的方法。形成高强度铝部件的方法包括将铝合金坯件加热到固溶度线温度以上，对铝合金坯件进行淬火，并在模具中对铝合金坯件进行冲压以形成具有预定形状的铝部件。引入多个局部塑性变形以选出铝部件的区域，并且铝部件经历一种或多种时效处理，包括将铝部件加热至低于固溶度线温度的温度。局部塑性变形用作该一种或多种时效处理期间沉淀硬化的成核位置，以在铝部件中形成多个强化区域。
【技术实现步骤摘要】
具有定制特性的高强度铝冲压件
技术介绍
本部分提供与并不一定是现有技术的本公开有关的背景信息。使用铝合金所形成的部件在各种行业和应用中变得愈加普遍，包括常规制造业、建筑设备、汽车或其他运输行业、家庭或工业结构、航空航天等。例如，铝合金通常在制造业中用于压铸部件，例如汽车工业中的发动机缸体和变速箱。值得注意的是，铝合金通常用于压铸需要高强度和高延展性并且重量较轻的薄壁部件。尽管许多成形铝合金部件对于许多应用而言具有足够的强度，但仍需要制造出屈服强度得到提高的铝合金部件。具体地，就汽车而言，仍然需要在没有牺牲必不可少的强度的同时降低车辆部件的质量和尺寸。
技术实现思路
本部分提供了对本公开的总体概述，并且不是其全部范围或其全部特征的全面公开。本公开涉及具有定制机械特性的高强度铝冲压件。在各个方面，本公开提供了一种用于制备高强度铝部件的示例性方法。该方法可以包括将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度，并且将铝合金坯件淬火至小于或等于约40℃的温度。铝合金坯件可以在模具中进行冲压以形成具有预定形状的铝部件。在将成形部件从冲压模具中移除之后，可以将一个或多个局部塑性变形(例如永久变形)引入铝部件的一个或多个选定区域中。铝部件随后可以在大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度下进行时效化。当铝部件经历时效化时，局部塑性变形可以用作沉淀硬化和在铝部件中形成一个或多个强化区域的成核位置。在一个变型中，该一个或多个强化区域可以具有第一屈服强度，该第一屈服强度比缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域的屈服拉伸强度大大于或等于约20％。在一个变型中，该一个或多个强化区域可以具有大于或等于约600MPa的第一屈服强度，而缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域的第二屈服强度可以是大于或等于约480MPa至小于或等于约520MPa。在一个变型中，时效包括第一温度时效处理和第二温度时效处理。第一温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第一温度下对铝部件进行时效化。第二温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第二温度下对铝部件进行时效化。在一个变型中，可以在第一温度时效处理和第二温度时效处理之间引入局部塑性变形。在一个变型中，可以在第二温度时效处理之后引入局部塑性变形。在一个变型中，时效可以进一步包括第三温度时效处理。第三温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第三温度下对铝部件进行时效化。在一个变型中，可以在第二温度时效处理与第三温度时效处理之间引入局部塑性变形。在一个变型中，该一个或多个局部塑性变形以线性图案形成在铝部件上，以增强铝部件在平行于线性图案的方向上的强度。在一个变型中，该一个或多个局部塑性变形彼此分离，并且以分布式图案形成在铝部件上以防止铝部件的局部弯曲。在一个变型中，铝合金坯件是7000系列铝合金，其包括大于或等于约1.2重量％至小于或等于约2.0重量％的铜(Cu)、大于或等于约2.1重量％至小于或等于约2.9重量％的镁(Mg)、小于或等于约0.30重量％的锰(Mn)、小于或等于约0.40重量％的硅(Si)、小于或等于约0.50重量％的铁(Fe)、大于或等于约0.18重量％至小于或等于约0.28重量％的铬(Cr)、大于或等于约5.1重量％至小于或等于约6.1重量％的锌(Zn)、小于或等于约0.20重量％的钛(Ti)、小于或等于约0.15重量％的以小于或等于约0.05重量％的量单独存在的其他元素以及余量的铝(Al)。在一个变型中，局部塑性变形可以使用选自以下的工艺引入：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。在一个变型中，铝合金坯件的加热、淬火和冲压可以同时发生。在一个变型中，用于形成铝部件的铝合金坯件的冲压可以在小于或等于约26℃的温度下发生。在其他方面，本公开提供了另一种用于制备高强度铝部件的示例性方法。该方法可选地包括在模具中将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度以形成具有预定形状的铝部件，并且在模具中将铝部件淬火至小于或等于约40℃的温度。可以通过选自以下的工艺引入一个或多个局部塑性变形来选择铝部件的区域：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。铝部件可以在大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度下进行时效化。当铝部件经历时效化时，局部塑性变形可以用作导致硬化的沉淀物和在铝部件中形成一个或多个强化区域的成核位置。铝部件的强化区域可以具有第一屈服强度，该第一屈服强度比缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域的第二屈服强度大大于或等于约20％。在一个变型中，时效可以包括第一温度时效处理和第二温度时效处理。第一温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第一温度下对铝部件进行时效化。第二温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第二温度下对铝部件进行时效化。在一个变型中，可以在第一温度时效处理与第二温度时效处理之间引入局部塑性变形。在一个变型中，时效可以进一步包括第三温度时效处理。第三温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第三温度下对铝部件进行时效化。可以在第二温度时效处理与第三温度时效处理之间引入局部塑性变形。在其他方面，本公开提供了另一种用于制备高强度铝部件的示例性方法。该方法可选地包括将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度，并且将铝合金坯件淬火至小于或等于约40℃的温度。铝合金坯件可以在模具中进行冲压以形成具有预定形状的铝部件。铝部件可以经受选自以下的第一工艺：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。然后可以在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第一温度下对铝部件进行时效化。在第一温度时效处理之后，铝部件可以经受选自以下的第二工艺：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光或其组合。然后可以在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第二温度下对铝部件进行时效化。第一工艺和第二工艺可以引入多个局部塑性变形以选择铝部件的区域。局部塑性变形可以用作第一和第二时效处理期间沉淀硬化的成核位置，以在铝部件中形成多个强化区域。在一个变型中，经过两次时效化的铝部件可以经受选自以下的第三工艺：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。然后可以在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第三温度下对铝部件进行时效化。根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。本
技术实现思路
中的描述和具体示例仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明本文描述的附图仅仅用于说明所选实施例的目的，而不是说明所有可能的实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。图1A至图1C是具有一个或多个局部塑性变形的汽车的示例性门梁的透视图。图1A示出了呈现为线性不连续图案的多个局部塑性变形。图1B示出了呈现为连续线性不连续图案的局部塑性变形。图1C示出了彼此分离并且以分布式图案形成在铝部件上的多个局部塑性变形的另一图案。图2是用于制备高强本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备高强度铝部件的方法，所述方法包括：将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度，并且将所述铝合金坯件淬火至小于或等于约40℃的温度；在模具中对所述铝合金坯件进行冲压以形成具有预定形状的铝部件；将一个或多个局部塑性变形引入所述铝部件的一个或多个选定区域；以及在大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度下对所述铝部件进行时效化，其中所述局部塑性变形用作在时效期间的沉淀硬化的成核位置，以形成所述铝部件中的一个或多个强化区域。
【技术特征摘要】
2017.03.01 US 15/4461481.一种制备高强度铝部件的方法，所述方法包括：将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度，并且将所述铝合金坯件淬火至小于或等于约40℃的温度；在模具中对所述铝合金坯件进行冲压以形成具有预定形状的铝部件；将一个或多个局部塑性变形引入所述铝部件的一个或多个选定区域；以及在大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度下对所述铝部件进行时效化，其中所述局部塑性变形用作在时效期间的沉淀硬化的成核位置，以形成所述铝部件中的一个或多个强化区域。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个强化区域具有第一屈服强度，所述第一屈服强度比缺少所述一个或多个强化区域的所述铝部件的区域的第二屈服强度大大于或等于约20％。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个强化区域具有大于或等于约600MPa的第一屈服强度，而缺少所述一个或多个强化区域的所述铝部件的区域的第二屈服强度为大于或等于约480MPa至小于或等于约520MPa。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述时效包括第一温度时效处理和第二温度时效处理，所述第一温度时效处理包括在选自范围从大于或等于约100°至小于或等于约200℃的温度的第一温度下对所述铝部件进行时效化，并且所述第二温度时效处理包括在选自范围从大于或等于约100°至小于或等于约200℃的温度的第二温度下对所述铝部件进行时效化。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：在所述第一温度时效处理与所述第二温度时效处理之间引入局部塑性变形；在所述第二温度时效处理之后引...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·卡特，L·G·小赫克特，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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