制造汽车的半成品或构件的高成型性、中强度的铝合金制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金、一种用于由根据本发明专利技术的铝合金制造带材的方法、一种相应的铝合金带或铝合金板以及一种由铝合金板组成的汽车的结构部件。本发明专利技术的目的在于提供一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，其是能高度成型的、中等强度的并且非常耐腐蚀，该目的通过一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金得以实现，其具有以下以重量％表示的合金组成成分：0.6％≤Si≤0.9％,0.6％≤Fe≤1.0％,Cu≤0.1％,0.6％≤Mn≤0.9％,0.5％≤Mg≤0.8％,Cr≤0.05％,剩余Al和杂质，杂质单种最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金、一种用于由根据本专利技术的铝合金制造带材的方法、一种相应的铝合金带或铝合金板以及一种由铝合金板组成的汽车的结构部件。
技术介绍
汽车的半成品和构件必须根据其在汽车中的使用位置和使用目的而满足不同的要求。在生产这些用于汽车的半成品和构件的过程中，铝合金或由其制成的带材和板材的成型特性起到决定性的作用。在之后在汽车中使用的情况下，强度值以及特别是耐腐蚀特性也具有重要的作用。例如，在汽车的结构部件(比如车门内板)中机械特性主要由刚性所决定，刚性又首要取决于车门内板的赋形。与之相应地，抗拉强度例如具有较为其次的影响。但是也不允许用于车门内板的材料过软。相反地，良好的成型性对于将铝合金材料应用于汽车领域中而言是特别重要的，因为构件和半成品在其制造过程中经历了非常复杂的成型过程。这特别涉及到的是构件，其以一件式的钣金外壳构造方式而制成，例如具有集成的窗框区域的内门板部分。与例如将接合成的铝型材解决方案用于窗框相比，这类构件通过省略接合操作而具有显著的成本优势。目标例如为可以由铝合金一件式地制造半成品或构件并且在此使用尽可能少的成型操作。这要求待使用的铝合金的成型性能的最大化。针对类似的用途而偶尔使用的AA5005类型的铝合金(AlMg1)不满足这些前提条件，因为该铝合金由于在成型过程中的硬化不具有足够的成型能力。另外，耐腐蚀性也具有重要的作用，因为汽车的构件常常暴露于汗水、喷洒水和冷凝水。因此，待使用的铝合金应尽可能的耐腐蚀，特别是在涂漆的状态下耐晶间腐蚀和丝状腐蚀。丝状腐蚀理解为一种腐蚀类型，其在涂层的构件中出现并且表现出丝状的走向。丝状腐蚀在存在氯离子的高空气湿度的条件下出现。AA8006型铝合金(AlFe1.5Mn 0.5)虽然具有足够的强度和非常高的成型性，但是其易于受到丝状腐蚀。因此，AA8006型合金较少地适用于涂层的、特别是涂漆的构件，比如车门内板。目前尚未公开的国际申请PCT/EP2014/053323中已知一种作为AA8006型铝合金的替代方案的铝合金，其具有以下以重量％表示的合金组成成分：Fe≤0.8％,Si≤0.5％,0.9％≤Mn≤1.5％,Mg≤0.25％,Cu≤0.20％,Cr≤0.05％,Ti≤0.05％,V≤0.05％,Zr≤0.05％,剩余Al，不可避免的伴生元素，所述伴生元素单种≤0.05％，总量≤.15％，其中Mg和Cu的含量的总和满足以下关系：0.15％≤Mg+Cu≤0.25％。已证明，该铝合金特别是在其成型特性方面也仍是有待改进的。此外，当这种铝合金混入具有汽车应用中常使用的合金类型AA6XXX的Al-Mg-Si合金的废物循环中时，高Mn含量可能导致在该铝合金的循环利用过程中的问题。
技术实现思路
因此，由该现有技术出发，本专利技术的目的在于，提供一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，其是能高度成型的、中强度的并且非常耐腐蚀。此外还提出了一种用于由相应的铝合金制造带材的方法、一种铝合金带或铝合金板及其用途以及一种汽车的结构部件。根据本专利技术的第一教导，上述目的通过一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金得以实现，其具有以下以重量％表示的合金组成成分：0.6％≤Si≤0.9％,0.6％≤Fe≤1.0％,Cu≤0.1％,0.6％≤Mn≤0.9％,0.5％≤Mg≤0.8％,Cr≤0.05％,剩余Al和杂质，杂质单种最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％。不同于目前的方式，该铝合金由这样的认知出发，即，AA6XXX合金类型的Al-Mg-Si合金在软化退火后的状态下具有非常好的成型性。但是它们对于目前的应用而言过软。0.6重量％的Si、0.6重量％的Fe、0.6重量％的Mn和0.5重量％的Mg这些强制性具有的合金元素的下限确保了铝合金在软化退火后的状态下可以提供足够的强度。0.9重量％的Si、1.0重量％的Fe、0.9重量％的Mn和0.8重量％的Mg这些上限防止了断裂延伸率下降并由此使成型特性劣化。出于同样的原因也将合金元素Cu限制到最大0.1重量％并且Cr限制到最大0.05重量％。通过设定的合金组成成分Si、Fe、Mg和Mn的组合由此确保了Al-Mg-Si合金的非常好的成型性能与提高的强度结合，而不会使延展性过多损失。这些研究显示，所述给定的铝合金在软化退火后的状态下满足了对成型性和特别是对耐腐蚀性的要求并因此适用于制造汽车中的半成品或构件。通过强制性具有的合金元素Si、Fe、Mn和Mg的上述范围，按照本专利技术的铝合金落入AA6XXX合金类型的Al-Mg-Si合金的类别中。当这种铝合金混入具有汽车应用中常使用的合金类型AA6XXX的Al-Mg-Si合金的废物循环中时，这样实现了这种铝合金的改善的可再生性。根据按照本专利技术的铝合金的第一种实施方式，合金组成成分Si、Fe、Mn和Mg具有以下以重量％表示的含量：0.7％≤Si≤0.9％,0.7％≤Fe≤1.0％,0.7％≤Mn≤0.9％以及0.6％≤Mg≤0.8％。通过提高Si、Fe、Mn和Mg的下限实现使铝合金的强度进一步增加，而不会使由铝合金制成的软的板材或带材的成型性能或断裂延伸率劣化。按照本专利技术的铝合金另一个关于最大断裂延伸率的改进由此得以实现，即，使合金组成成分Si、Fe、Mn和Mg具有以下以重量％表示的含量：0.7％≤Si≤0.8％,0.7％≤Fe≤0.8％,0.7％≤Mn≤0.8％以及0.6％≤Mg≤0.7％。已发现，通过就合金组成成分Si、Fe、Mn和Mg这些必要含量而言的窄区间实现了在所获得的强度和断裂延伸率之间非常好的折衷，即，达到了铝合金的成型性能。虽然按照本专利技术的铝合金具有良好的耐腐蚀特性，但是可以根据该铝合金的另一个设计方案由此进一步改善耐晶间腐蚀的稳定性，即，合金的Si含量比Mg含量多出最多0.2重量％、优选最多0.1重量％。根据按照本专利技术的铝合金的另一种设计方案，通过将Cr含量进一步降低至最大为0.01重量％、优选最大为0.001重量％的数值，可以进一步改善铝合金的断裂延伸率。已表明，铬以非常低的浓度就已经对断裂延伸特性起到负面的作用。将Cu含量减小至最大为0.05重量％、优选最大为0.01重量％具有类似的效果，其中，同时通过减小Cu含量总体上降低了丝状腐蚀或晶间腐蚀的倾向。根据本专利技术的第二教导，上述目的通过一种用于由按照本专利技术的铝合金制造带材的方法得以实现，该方法包括以下方法步骤：-铸造轧制铸锭，-在500℃至600℃的温度下均质化至少0.5h，-在280℃至500℃的温度下、优选在300℃至400℃的温度下将该轧制铸锭热轧至3mm至12mm的厚度，-在进行或不进行中间退火的条件下，以至少50％、优选至少70％的轧制压缩比冷轧至0.2mm至5mm的最终厚度，并且-在箱式炉中，在300℃至400℃、优选330℃至370℃的温度下最终软化退火至少0.5h、优选至少2h。在铸造之后，在500℃至600℃的温度下经过至少0.5h、优选至少2h而进行的均质化用于为轧制铸锭的进一步加工提供均匀的组织结构。热轧温度在此实现了在热轧过程中良好的重结晶，从而使该组织结构在热轧之后是尽可能颗粒精细的。通过冷轧仅仅使该颗粒精细的组织结构拉伸长并且在最终软化退火中再次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，其具有以下以重量％表示的合金组成成分：0.6％≤Si≤0.9％,0.6％≤Fe≤1.0％,Cu≤0.05％,0.6％≤Mn≤0.9％,0.5％≤Mg≤0.8％,Cr≤0.05％,剩余Al和杂质，杂质单种最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 EP 14162348.81.一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，其具有以下以重量％表示的合金组成成分：0.6％≤Si≤0.9％,0.6％≤Fe≤1.0％,Cu≤0.05％,0.6％≤Mn≤0.9％,0.5％≤Mg≤0.8％,Cr≤0.05％,剩余Al和杂质，杂质单种最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，合金组成成分Si、Fe、Mn和Mg具有以下以重量％表示的含量：0.7％≤Si≤0.9％,0.7％≤Fe≤1.0％,0.7％≤Mn≤0.9％以及0.6％≤Mg≤0.8％。3.根据权利要求1或2所述的铝合金，其特征在于，合金组成成分Si、Fe、Mn和Mg具有以下以重量％表示的含量：0.7％≤Si≤0.8％,0.7％≤Fe≤0.8％,0.7％≤Mn≤0.8％以及0.6％≤Mg≤0.7％。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有以下以重量％表示的Cr含量：Cr≤0.01％。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有以下以重量％表示的Cu含量：Cu≤0.01％。6.一种用于由根据权利要求1至5中任意一项所述的铝合金制造带材的方法，包括以下方法步骤：-铸造轧制铸锭，-在500℃至600℃的温度下均质化至少0.5h，-在280℃至500℃的温度下将所述轧制铸锭热轧至3mm至12mm的厚度，-在进行或不进行中间退火的条件下，以至少50％、优选至少7...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·亨舍尔，亨克扬·布林克曼，奥拉夫·恩格勒，西蒙·米勒尤普，
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