一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法技术

本发明专利技术公开了一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，包括：步骤一、制备6XXX系铝合金熔体；其中，所述6XXX系铝合金熔体的成分为：Si的质量分数为1.0‑1.6％、Fe的质量分数为0.10‑1.0％、Cu的质量分数为0.01‑0.15％、Mn的质量分数为0.01‑0.15％、Mg的质量分数为0.40‑0.90％，余量为Al和杂质；步骤二、将6XXX系铝合金熔体引流到高导热水冷铸轧辊辊缝中进行亚快速凝固，得到高固溶6XXX系铝合金铸轧坯；步骤三、对所述高固溶6XXX系铝合金铸轧坯进行多道次冷轧至规定厚度，得到铝合金冷轧板；步骤四、对所述铝合金冷轧板进行固溶热处理后，进行淬火处理，获得T4状态6XXX系铝合金冷轧板。本发明专利技术提供的6XXX系铝轧板制备方法，能够提升6XXX系铝合金冷轧板的加工成形性与时效强化效果。

【技术实现步骤摘要】
一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法
本专利技术属于铝轧板制备
，特别涉及一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法。
技术介绍
当今世界能源问题、环境污染问题日益严峻，汽车轻量化是大势所趋。减轻车身自重可以使车辆朝着低耗能、低排放和高效率的方向发展，从而实现节能、环保的目标。此外，提升车身的力学性能也是出于安全考量的永恒追求。铝合金具有质量轻、耐腐蚀、比强度和比刚度高等优点，而且成形性好，易于回收；因此，铝合金成为实现汽车轻量化的理想材料。6XXX系铝合金为可热处理强化合金，在T4状态下具有较好的成形性能，同时在T6状态下又具有较高的强度，因而6XXX系铝合金被认为是最具前景的汽车车身材料。目前，6XXX系铝合金已开始应用于汽车面板，特别是引擎罩、车门和车顶等大型车体结构件的制造。专利申请号为201611006519.6的名称为一种6022铝合金板材的制备方法的专利技术，采用铸轧坯加热－热轧－中间退火－冷轧－固溶－预时效的工艺制备了6022铝合金，相较于现有常规流程，该方法虽然省去了均匀化工序，但仍保留了铸轧坯加热、中间退火工序，因此无论是能源成本还是生产时间均有待进一步降低。此外，该方法制备的6022铝合金在T4状态下屈服强度较高，达到了130MPa以上，而T6状态下6022铝合金的屈服强度又较低，平均为170MPa。因此，该制备方法获得的6022铝合金加工成形性能和时效强化效果并不出色。专利申请号为201310721694.3的名称为高应变强化指数AlMgSi合金板材及其制备方法的专利技术，采用铸造－均匀化热处理－热轧－一次冷轧－二次冷轧－固溶处理的工艺制备了6XXX系铝合金。该专利同样基于常规生产流程，生产成本高、周期长。同时，该制备方法获得的6XXX系铝合金在T4状态下屈服强度较高，达到了136MPa，可见该材料的成形性能亦不出色。专利申请号为201480010356.1的名称为室温时效后的特性优异的铝合金板的专利技术，采用铸造－均匀化热处理－热轧－中间退火－冷轧－固溶－预时效的常规工艺流程，在化学成分中增加了0.01-0.3％的Sn元素，所制备出的6XXX系铝合金T4状态下屈服强度低于100MPa，而经T6人工时效处理后，6XXX系铝合金的屈服强度增量高于90MPa。可见，该专利技术制备的材料具有优良的成形性能和时效硬化效果。缺点是仍然基于常规流程，而且增加了合金元素Sn，生产成本高、作业周期长。现有专利技术主要基于常规流程，其生产成本高、周期长，而且制备的6XXX系铝合金成形性能与时效硬化效果并不具有显著优势。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，其包括亚快速凝固、冷轧和固溶处理三个工艺环节；本专利技术的目的之一是提高6XXX系铝轧板在T4状态的加工成形性能和时效强化效果。本专利技术提供了一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，其省去了铸轧坯均匀化和热轧环节；本专利技术的目的之二是优化6XXX系铝轧板的制备工艺、缩短工艺流程。本专利技术提供的技术方案为：一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，包括如下步骤：步骤一、制备6XXX系铝合金熔体；其中，所述6XXX系铝合金熔体的成分为：Si的质量分数为1.0-1.6％、Fe的质量分数为0.10-1.0％、Cu的质量分数为0.01-0.15％、Mn的质量分数为0.01-0.15％、Mg的质量分数为0.40-0.90％，余量为Al和杂质；步骤二、将6XXX系铝合金熔体引流到水冷铸轧辊辊缝中进行亚快速凝固，得到高固溶6XXX系铝合金铸轧坯；步骤三、对所述高固溶6XXX系铝合金铸轧坯进行多道次冷轧至规定厚度，得到铝合金冷轧板；步骤四、对所述铝合金冷轧板进行固溶热处理后，进行淬火处理，获得T4状态6XXX系铝合金冷轧板。优选的是，在所述步骤一中，制备6XXX系铝合金熔体，包括如下步骤：步骤1、在氩气保护下，将商业纯铝在750-800℃熔化得到纯铝熔体；步骤2、对所述的纯铝熔体进行清渣处理，并在680-720℃范围内保温；步骤3、进行脱气、精炼处理后，在680-720℃温度范围内分别加入Al-Si合金、Al-Mn合金、Al-Cu合金和纯Fe粉，保温；步骤4、进行脱气、精炼处理后，在680-720℃温度范围内加入纯Mg粉，保温10-15分钟，获得6XXX系铝合金熔体。优选的是，在所述步骤二中，水冷铸轧辊为硬质合金钢材质，且表面包覆有高导热铜辊套，所述水冷铸轧辊内部配置有循环水冷系统。优选的是，在所述步骤三中，对高固溶6XXX系铝合金铸轧坯进行多次冷轧，包括如下步骤：步骤1、对所述6XXX系铝合金铸轧坯以第一轧制速度进行2-4道次大压下率冷轧，每单道次压下率为20％-25％；步骤2、以第二轧制速度进行3-5道次小压下率冷轧，每单道次压下率为10％-15％。优选的是，所述第一轧制速度小于10米/分钟；所述第二轧制速度为10-20米/分钟。优选的是，在所述步骤四中，采用连续固溶退火处理或罩式炉固溶退火处理的方法对铝合金冷轧板进行固溶热处理。优选的是，所述固溶热处理的温度为480-580℃，保温时间为10-120min。优选的是，所述固溶热处理的方法为：将铝合金冷轧板加热至480-520℃，保温5-60分钟；继续加热至550-580℃，保温5-60分钟。优选的是，其特征在于，在所述步骤四中，采用水作为淬火介质。优选的是，在所述步骤三之前还包括将高固溶6XXX系铝合金铸轧坯切头铣面，除去表面缺陷。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供的能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，包括亚快速凝固、冷轧和固溶处理三个工艺环节，制备的6XXX系铝合金在T4状态屈服强度不高于100MPa，均匀延伸率不低于25％，成形性能优良；在进一步冲压深加工和时效处理后，即在T6状态6XXX系铝合金的屈服强度不低于220MPa，满足抵抗变形的使用要求，该方法制备的6XXX系铝合金具有良好的时效硬化效果。(2)本专利技术提供的能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，省去了铸坯均匀化和热轧环节，显著缩短了工艺流程；大大降低了能源消耗和气体排放。附图说明图1为实施例1中制备的铝合金铸轧态组织的电镜图。图2为对比例制备的铝合金铸轧态组织的电镜图。图3为实施例1制备的6XXX系铝合金与对比例制备的6XXX系铝合金冷轧板在T4状态下的力学性能对比图。图4为实施例1制备的6XXX系铝合金与对比例制备的6XXX系铝合金冷轧板在T6状态下的力学性能对比图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供了一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，主要包括亚快速凝固、冷轧和固溶处理三个工艺环节，具体制备过程如下：步骤一、制备6XXX系铝合金熔体，具体包括如下步骤：(1)在氩气保护气氛下，将商业纯铝在750-800℃熔化得到纯铝熔体；(2)对所述的纯铝熔体进行清渣处理，并将温度调整在680-720℃范围内保温2小时使熔体温度均匀；(3)进行脱气、精炼处理后，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、制备6XXX系铝合金熔体；其中，所述6XXX系铝合金熔体的成分为：Si的质量分数为1.0‑1.6％、Fe的质量分数为0.10‑1.0％、Cu的质量分数为0.01‑0.15％、Mn的质量分数为0.01‑0.15％、Mg的质量分数为0.40‑0.90％，余量为Al和杂质；步骤二、将6XXX系铝合金熔体引流到水冷铸轧辊辊缝中进行亚快速凝固，得到高固溶6XXX系铝合金铸轧坯；步骤三、对所述高固溶6XXX系铝合金铸轧坯进行多道次冷轧至规定厚度，得到铝合金冷轧板；步骤四、对所述铝合金冷轧板进行固溶热处理后，进行淬火处理，获得T4状态6XXX系铝合金冷轧板。

【技术特征摘要】
1.一种能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、制备6XXX系铝合金熔体；其中，所述6XXX系铝合金熔体的成分为：Si的质量分数为1.0-1.6％、Fe的质量分数为0.10-1.0％、Cu的质量分数为0.01-0.15％、Mn的质量分数为0.01-0.15％、Mg的质量分数为0.40-0.90％，余量为Al和杂质；步骤二、将6XXX系铝合金熔体引流到水冷铸轧辊辊缝中进行亚快速凝固，得到高固溶6XXX系铝合金铸轧坯；步骤三、对所述高固溶6XXX系铝合金铸轧坯进行多道次冷轧至规定厚度，得到铝合金冷轧板；步骤四、对所述铝合金冷轧板进行固溶热处理后，进行淬火处理，获得T4状态6XXX系铝合金冷轧板。2.根据权利要求1所述的能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，制备6XXX系铝合金熔体，包括如下步骤：步骤1、在氩气保护下，将商业纯铝在750-800℃熔化得到纯铝熔体；步骤2、对所述的纯铝熔体进行清渣处理，并在680-720℃范围内保温；步骤3、进行脱气、精炼处理后，在680-720℃温度范围内分别加入Al-Si合金、Al-Mn合金、Al-Cu合金和纯Fe粉，保温；步骤4、进行脱气、精炼处理后，在680-720℃温度范围内加入纯Mg粉，保温10-15分钟，获得6XXX系铝合金熔体。3.根据权利要求1或2所述的能够提升加工成形性与时效强化效果的6XXX系铝轧板制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，水冷铸轧辊为硬质合金钢材质，且表面包覆有高导热铜辊套，所述水冷铸轧辊内部配置有循环水冷系统。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧远，刘泽田，王珵，查敏，管志平，马品奎，刘国军，马趁义，王鹏越，鞠虹，孟昭元，蒋俊，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22