一种汽车车身用6016铝合金板材的制备方法技术

一种汽车车身用6016铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：(1)制备6016铝合金铸锭；(2)将6016铝合金铸锭加热至440～490℃保温热轧，制得热轧板；(3)将热轧板在470～550℃，保温2～6h后，炉冷至室温；(4)进行冷轧制得冷轧板；(5)进行固溶处理；(6)室温放置5～30min；(7)进行预时效处理；(8)对预时效处理后轧板室温放置4周以上。本发明专利技术的方法能够显著缩短6016铝合金车身板的生产流程、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。

Preparation method of 6016 aluminum alloy plate for automobile body

The preparation method of 6016 aluminum alloy sheet for automobile body comprises the following steps: (1) preparing 6016 aluminum alloy ingot; (2) heating 6016 aluminum alloy ingot to 440-490 65 Solution treatment; (6) room temperature for 5-30 minutes; (7) pre-aging treatment; (8) pre-aging treatment of rolling plate at room temperature for more than 4 weeks. The method of the invention can significantly shorten the production process of 6016 aluminum alloy body sheet, save energy, substantially reduce production cost and simultaneously improve the stamping formability and baking hardness of the alloy sheet.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车车身用6016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6016铝合金板材的制备方法。
技术介绍
汽车轻量化是目前汽车行业重要发展方向。铝合金汽车板替代汽车钢板是汽车轻量化最有效的途径。当前车身用铝合金汽车板主要有2xxx系、5xxx系、6xxx系。6xxx系铝合金相较于2xxx系、5xxx系铝合金分别具有良好的抗腐蚀性能和烤漆硬化性能，因此6xxx系铝合金成为铝合金汽车板主要研究方向；目前，国外铝制车体大型材用铝合金主要采用6xxx系列铝合金有6009-T4P、6010-T4P、6111-T4P、6016-T4P、6022-T4P等，其中欧洲更多采用具有较好成形性能的6016铝合金。6016铝合金能在固溶、水淬后具有较低的屈服强度，良好的冲压性能，并且在随后的烤漆处理过程中强度获得提高，其优良的冲压成形性与较强的烤漆硬化能力非常符合汽车车身板的要求；6016铝合金板材目前已经用于制造车门、车窗、以及车身面板等部位；然而，采用传统工艺制备的车身用6016铝合金板材的生产成本是传统汽车车身用钢板的2～4倍，且其深冲性能较低碳钢板还有一定差距，这严重阻碍了6016铝合金车身板在汽车上的大规模应用。因此，降低6016铝合金车身板的生产成本势在必行。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种汽车车身用6016铝合金车身板的制备方法，在传统加工方法基础上省去均匀化处理工艺，直接进行热轧，以改善合金板材的深冲性能及烘烤硬化性，显著缩短生产流程、节约能源、大幅降低生产成本，同时提高合金板材的冲压成形性和烘烤硬化性。本专利技术的方法包括以下步骤：(1)铸锭制备：采用半连续铸造方法制备6016铝合金铸锭；(2)热轧：将6016铝合金铸锭，加热至440～490℃，保温2～6h后热轧，制得热轧板，厚度为4～6mm；(3)中间退火：将热轧板在470～550℃，保温2～6h后，炉冷至室温，获得炉冷后轧板；(4)冷轧：将退火态轧板，进行冷轧，制得冷轧板，厚度0.9～1.2mm；(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5～30min；(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；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，进行室温放置4周以上，制得汽车车身用6016铝合金板材。所述的步骤(1)中，6016铝合金铸锭按质量百分比为：Si：0.90～1.40％，Mg：0.20～0.50％，Cu≤0.20％，Mn≤0.20％，Fe≤0.50％，Zn≤0.20％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，杂质元素≤0.15％，余量为Al。上述的6016铝合金铸锭厚度为190mm，热轧板厚度为4～6mm，冷轧板厚度0.9～1.2mm。所述的步骤(1)中，6016铝合金铸锭采用半连续铸造(DC铸造)制得。所述的步骤(2)中，6016铝合金铸锭在加热前，经过切头铣面处理。上述的汽车车身用6016铝合金板材的性能指标为：σ0.2＝108～113MPa，σb＝225～232MPa，r15＝0.68～0.73，n(应变硬化指数)＝0.27～0.31，δ＝27.0～27.9％，IE＝8.80～8.91mm。上述的汽车车身用6016铝合金板材的烤漆处理后的性能指标为：σ0.2＝207～216MPa，σb＝281～294MPa，δ＝18.5～19.9％。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3～5道次，然后沿着扁锭长度方向轧制9～13道次，获得热轧板材。6016铝合金车身板材的传统制备方法通常都是通过半连续铸造(DirectChillCasting，DC铸造)方法制备合金铸锭，然后进行高温长时均匀化处理以降低铸锭成分偏析、枝晶偏析，6016铝合金铸锭均匀化处理温度一般都超过535℃，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，高温均匀化处理会使合金中的过剩结晶相球化、粗化并沿着枝晶边界分布，有可能会降低后续板材的冲压成形性；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6016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6016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6016铝合金车身板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6016铝板制备工艺技术。本专利技术的制备方法在传统加工方法基础上省去均匀化处理工艺，直接进行热轧；为了促进可溶合金相溶解以及碎化过剩结晶相粒子球化、边界趋于圆滑，以改善合金板材的深冲性能及烘烤硬化性，采取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的工艺方法；该方法能够显著缩短6016铝合金车身板的生产流程、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。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6016铝合金板材的冲压成形性和烤漆硬化性。实现了在降低6016铝合金车身板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制得的汽车车身用6016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制得的汽车车身用6016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。本专利技术实施例1～27和对比例1制得的6016铝合金板材供货状态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6016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6016铝合金板材具有良好的成形性能，其经模拟烤漆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车车身用6016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6016铝合金铸锭；(2)热轧：将6016铝合金铸锭，加热至440～490℃，保温2～6h后热轧，制得热轧板，厚度为4～6mm；(3)中间退火：将热轧板在470～550℃，保温2～6h后，炉冷至室温，获得炉冷后轧板；(4)冷轧：将退火态轧板，进行冷轧，制得冷轧板，厚度0.9～1.2mm；(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5～30min；(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；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，进行室温放置4周以上，制得汽车车身用6016铝合金板材。

【技术特征摘要】
1.一种汽车车身用6016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6016铝合金铸锭；(2)热轧：将6016铝合金铸锭，加热至440～490℃，保温2～6h后热轧，制得热轧板，厚度为4～6mm；(3)中间退火：将热轧板在470～550℃，保温2～6h后，炉冷至室温，获得炉冷后轧板；(4)冷轧：将退火态轧板，进行冷轧，制得冷轧板，厚度0.9～1.2mm；(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5～30min；(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；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，进行室温放置4周以上，制得汽车车身用6016铝合金板材。2.根据权利要求1所述的一种汽车车身用6016铝合金板材的制备方法，其特征在于所述的6016铝合金铸锭按质量百分比为：Si：0.90～1.40％，Mg：0.20～0.50％，Cu≤0.20％，Mn≤0.20％，Fe≤0.50％，Zn≤0.20％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，杂质元素...

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