一种车身用铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种车身用铝合金及其制备方法，涉及车身覆盖件用铝合金成分设计和热处理技术领域。该车身用铝合金的化学成分按照重量百分数计包括：Mg：0.7‑1.2％，Si：0.4‑0.8％，Cu：0.2‑0.9％，Zn：1.5‑3.0％，Fe：≤0.5％，Sn：0.02‑0.06％，In：0.02‑0.06％，以及余量的Al。通过对化学成分进行限定和优化，使得车身用铝合金具有更高的室温稳定性，从而其下游的烤漆硬化能力得到显著提高。此外，该车身用铝合金的制备方法包括将铝合金原料熔炼成坯料，控制坯料的化学成分满足上述要求。该制备方法缩短了生产流程，降低了成本，适合于工业化应用推广。

【技术实现步骤摘要】
一种车身用铝合金及其制备方法
本专利技术涉及车身覆盖件用铝合金成分设计和热处理
，具体而言，涉及一种车身用铝合金及其制备方法。
技术介绍
近年来，人们享受着高速发展的科技带来的生活便利的同时，也面临着全球气候变暖和能源危机等问题的冲击。这使得相关行业对汽车工业提出了降低能耗、低碳环保和提高效率等要求。由国务院发布的中国版的《“工业4.0”规划—中国制造2025》中，提出将“节能与新能源汽车”作为重点发展领域，到2025年，乘用车新车整体油耗降至每百公里4L左右。汽车轻量化成为最有效的措施之一，是世界汽车工业的重要发展方向，而其重要途径是采用轻量化材料。因铝合金具有密度小、比强度与比刚度高、抗冲击性好、耐蚀性高和散热性好等优点，且相对于钛、镁等轻合金价格低廉，成为世界汽车制造企业最为关注的轻量化材料之一，极具发展潜力。作为车身覆盖件的铝合金板材，与成熟应用的汽车用钢相比，铝合金板材在使用性能方面还存在着许多亟待解决的问题，这也限制了在车身上的应用。特别是原材料厂固溶处理后的板材在仓库存储及运输过程中，会发生自然时效硬化现象，严重影响了下游汽车厂的冲压成型能力及烤漆后硬化能力的提高。对于自然时效所带来的不良影响，研究学者及技术人员设计了包括预时效处理、预应变处理等技术手段，均产生了一定的抑制作用，但都带来烤漆过程硬化能力的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种车身用铝合金，其烤漆硬化能力高，具有低温快速硬化的特性，有利于工业化生产。本专利技术的另一目的在于提供一种车身用铝合金的制备方法，将成分与工艺的配合，能够获得更高室温稳定性，低温短时状态更高的烤漆硬化值，同时大大缩短了工艺时间，非常有利于工业化生产。本专利技术的实施例是这样实现的：一种车身用铝合金，其化学成分包括基体元素、主合金元素和微合金元素，其中，按照重量百分数计，主合金元素包括：Mg：0.7-1.2％，Si：0.4-0.8％，Cu：0.2-0.9％，Zn：1.5-3.0％，Fe：≤0.5％，微合金元素包括：Sn：0.02-0.06％，In：0.02-0.06％，基体元素包括Al：余量；优选地，按照重量百分数计，主合金元素包括：Mg：0.7-1.0％，Si：0.6-0.8％，Cu：0.2-0.5％，Zn：1.5-2.5％，Fe：0.1-0.45％，微合金元素包括：Sn：0.02-0.05％，In：0.02-0.05％，基体元素包括Al：余量。一种车身用铝合金的制备方法，其包括：将铝合金原料熔炼成坯料，取样分析，控制坯料的化学成分中主合金元素包括：Mg：0.7-1.2％，Si：0.4-0.8％，Cu：0.2-0.9％，Zn：1.5-3.0％，Fe：≤0.5％，微合金元素包括：Sn：0.02-0.06％，In：0.02-0.06％，基体元素包括Al：余量。本专利技术实施例的有益效果例如包括：本专利技术实施例提供的车身用铝合金通过对主合金成分的调整及微合金元素的加入，锡(Sn)的加入会略降低合金的强度，但是能改善切削性能，掺入少量的铟(In)，可以提高合金的强度、提高其延展性、提高其抗磨损与抗腐蚀的性能，本实施例中，将Sn和In复配添加，有效的改善了合金的强度，同时使得车身用铝合金具有更高的室温稳定性，从而将停滞过程中的硬化现象明显降低，实现室温停滞过程自然时效的有效消减，从而其下游的烤漆硬化能力得到显著提高。此外，本专利技术实施例提供的车身用铝合金的制备方法，通过结合铝合金化学成分的改变以及工艺参数的优化，实现凝固结晶相的充分溶解与元素的快速均匀化，该制备方法在固溶处理后免除了预时效处理，缩短了生产流程，降低了成本，同时在烤漆过程实现低温快速强化，适合于工业化应用推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的车身用铝合金的铸态的组织示意图；图2为本专利技术实施例提供的车身用铝合金经双级均匀化处理后的组织示意图；图3为本专利技术实施例提供的车身用铝合金经固溶处理后的组织示意图；图4为本专利技术实施例提供的车身用铝合金经自然时效处理后的组织示意图；图5为本专利技术实施例提供的车身用铝合金经烤漆硬化后的组织示意图；图6为本专利技术实施例提供的车身用铝合金经固溶处理后室温停滞过程硬度变化曲线图；图7为本专利技术实施例提供的车身用铝合金在烤漆过程中的硬度BH值。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的车身用铝合金及其制备方法进行具体说明。一种车用铝合金，其化学成分包括基体元素、主合金元素和微合金元素，其中，按照重量百分数计，主合金元素包括：Mg：0.7-1.2％，Si：0.4-0.8％，Cu：0.2-0.9％，Zn：1.5-3.0％，Fe：≤0.5％，微合金元素包括：Sn：0.02-0.06％，In：0.02-0.06％，基体元素包括Al：余量；优选地，按照重量百分数计，主合金元素包括：Mg：0.7-1.0％，Si：0.6-0.8％，Cu：0.2-0.5％，Zn：1.5-2.5％，Fe：0.1-0.45％，微合金元素包括：Sn：0.02-0.05％，In：0.02-0.05％，基体元素包括Al：余量。通过调整主合金元素的含量以及配比，同时加入微合金元素Sn和In能够有效降低铝合金在停滞过程中的强化硬度的增加，同时能低温快速硬化。其中，主合金元素Mg、Si、Cu和Zn的含量及Mg/Si比、Mg/Zn比、Mg/Cu比的调整，均会对复合加入的In和Sn原子的热力学平衡固溶浓度产生影响。因此，本实施例中，进一步对主合金元素中Mg/Si比、Mg/Zn比、Mg/Cu比进行限定。其中，Mg/Si为1:0.5-0.9。Mg/Si的比值可以为1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9中的任一项或者任意两项之间的范围值，经专利技术人进一步研究，Mg/Si优选为1:0.7-0.9。Mg/Cu为1:0.3-0.6。Mg/Cu的比例可以为1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6中的任一项或者任意两项之间的范围值，经专利技术人进一步研究，优选地，Mg/Cu为1:0.3-0.4。Mg/Zn为1:2-3。Mg/Zn的比例可以为1:2、1:2.2、1:2.9、1:3中的任一项或者任意两项之间的范围值，经专利技术人进一步研究，优选地，Mg/Zn为1:2-2.5。更进一步地，本实施例中，还对微合金元素的重量百分比进行了限定。微合金元素包括：Sn：0.02-0.04％，In：0.02-0.04％；优选地，微合金元素包括：Sn：0.02-0.03％，In：0.03-0.04％；优选地：微合金元素包括：Sn：0.025％，In：0.035％。Sn和In元素属于高空位结合能元素，二者的复合添加，可以保证室温状态下空位的稳定性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车身用铝合金，其特征在于，按照重量百分数计，其化学成分包括基体元素、主合金元素和微合金元素，其中，所述主合金元素包括：Mg：0.7‑1.2％，Si：0.4‑0.8％，Cu：0.2‑0.9％，Zn：1.5‑3.0％，Fe：≤0.5％，所述微合金元素包括：Sn：0.02‑0.06％，In：0.02‑0.06％，所述基体元素包括Al：余量；优选地，按照重量百分数计，所述主合金元素包括：Mg：0.7‑1.0％，Si：0.6‑0.8％，Cu：0.2‑0.5％，Zn：1.5‑2.5％，Fe：0.1‑0.45％，所述微合金元素包括：Sn：0.02‑0.05％，In：0.02‑0.05％，所述基体元素包括Al：余量。

【技术特征摘要】
1.一种车身用铝合金，其特征在于，按照重量百分数计，其化学成分包括基体元素、主合金元素和微合金元素，其中，所述主合金元素包括：Mg：0.7-1.2％，Si：0.4-0.8％，Cu：0.2-0.9％，Zn：1.5-3.0％，Fe：≤0.5％，所述微合金元素包括：Sn：0.02-0.06％，In：0.02-0.06％，所述基体元素包括Al：余量；优选地，按照重量百分数计，所述主合金元素包括：Mg：0.7-1.0％，Si：0.6-0.8％，Cu：0.2-0.5％，Zn：1.5-2.5％，Fe：0.1-0.45％，所述微合金元素包括：Sn：0.02-0.05％，In：0.02-0.05％，所述基体元素包括Al：余量。2.根据权利要求1所述的车身用铝合金，其特征在于，所述主合金元素中，Mg/Si为1:0.5-0.9，优选地，Mg/Si为1:0.7-0.9；Mg/Cu为1:0.3-0.6；优选地，Mg/Cu为1:0.3-0.4；Mg/Zn为1:2-3，优选地，Mg/Zn为1:2-2.5。3.根据权利要求1所述的车身用铝合金，其特征在于，按质量百分数计，所述微合金元素包括：Sn：0.02-0.04％，In：0.02-0.04％；优选地，所述微合金元素包括：Sn：0.02-0.03％，In：0.03-0.04％；优选地：所述微合金元素包括：Sn：0.025％，In：0.035％。4.一种车身用铝合金的制备方法，其特征在于，其包括：将铝合金原料熔炼成坯料，取样分析，控制所述坯料的化学成分中主合金元素包括：Mg：0.7-1.2％，Si：0.4-0.8％，Cu：0.2-0.9％，Zn：1.5-3.0％，Fe：≤0.5％，微合金元素包括：Sn：0.02-0.06％，In：0.02-0.06％，基体元素包括Al：余量。5.根据权利要求4所述的车身用铝合金的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：程仁策，李辉，祝贞凤，刘文静，辛涛，李铸铁，史春丽，张启东，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，烟台南山学院，龙口南山铝压延新材料有限公司，航鑫材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37