高强度耐腐蚀6XXX系列铝合金和其制造方法技术

本公开大体上提供6xxx系列铝合金和制造所述铝合金的方法，如通过铸造和轧制。本公开还提供由这类合金制造的产品。本公开还提供这类产品的各种最终用途，如在汽车、运输、电子、航空航天和工业应用等方面。

High strength corrosion-resistant 6xxx series aluminum alloy and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度耐腐蚀6XXX系列铝合金和其制造方法优先权要求本申请要求于2017年5月26日提交的美国临时申请号62/511,703的优先权的权益，所述美国临时申请在此以引用的方式并入，如同在本文中整体阐述的一样。
本公开大体上提供6xxx系列铝合金。本公开还提供由这类合金制造的产品以及制造这类产品的方法，如通过铸造和轧制。本公开还提供这类产品的各种最终用途，如在汽车、运输、电子、工业、航空航天和其它应用中。
技术介绍
期望将高强度铝合金用于许多不同的应用中，尤其是那些尤其期望强度和耐用性的应用中。举例来说，在6xxx系列名称下的铝合金通常代替钢用于汽车结构和封闭面板应用中。因为铝合金的密度通常比钢的密度低约2.8倍，所以使用这类材料减轻车辆的重量，并且允许显著改进其燃料经济性。即便如此，在汽车应用中使用当前可用的铝合金也带来一定的挑战。一个特殊的挑战涉及6xxx系列铝合金比钢弱的趋势。在一些情况下，可以改变合金组成以提高最终铝合金产品的强度，例如通过增加合金组成中硅或铜的量。然而，增加合金中硅或铜的浓度通常导致在晶界处形成沉淀，这反过来又降低制成品的耐腐蚀性。原始设备制造商(OEM)继续面临来自监管机构和消费者的压力，要求他们提供更加安全和耐用的更加节能的车辆。
技术实现思路
由权利要求而非此
技术实现思路
来界定本专利技术涵盖的实施例。本
技术实现思路
为本专利技术的各种方面的高级综述并且引入一些另外描述于下文具体实施方式部分中的概念。本
技术实现思路
不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在单独用于确定所要求保护的主题的范围。主题应参考整个说明书的适当部分、任一或所有附图和每个权利要求来理解。本公开提供具有高强度和高耐腐蚀性两者的新颖的6xxx系列铝合金。除其它之外，包括较高量的微量合金元素(例如Mn、Cr、Zr、V等)改进由铝合金形成的产品的耐腐蚀性，而不造成强度的显著损失。不受任何特定理论限制，据信包括较高量的微量合金元素导致在均质化期间形成大量分散体，所述分散体可用作硅或铜的成核位点。因为这些沉淀物在分散体的位置处形成，所以它们在晶界处没有以任何实质性的程度形成。因此，晶界没有成为随后晶间腐蚀的位点。公开一种铝合金，其包含0.2至1.5重量％的Si；0.4至1.6重量％的Mg；0.2至1.5重量％的Cu；不超过0.5重量％的Fe；一种或多种选自以下组成的组的额外合金元素：0.08至0.20重量％的Cr、0.02至0.20重量％的Zr、0.25至1.0重量％的Mn，和0.01至0.20重量％的V；和剩余为铝。在一些实例中，铝合金包含不超过0.20重量％的Sr、不超过0.20重量％的Hf、不超过0.20重量％的Er或不超过0.20重量％的Sc。在整个本申请中，所有元素均以基于合金的总重量的重量％(wt％)来描述。这些合金表现出高强度和耐腐蚀性，并且可适当地用于多种应用中，包括汽车、运输、电子、航空航天和工业应用等。还公开一种铝合金产品，其包含如上所述的铝合金。在一些情况下，铝合金产品为铸锭、条带、薄板、厚块、坯料或其它铝合金产品。在其它实例中，铝合金产品为轧制的铝合金产品，其通过包括例如轧制铝合金产品直到获得期望厚度的工艺形成。轧制的铝合金产品可为铝合金片材。这类片材可具有任何合适的回火(例如，在T1至T9回火的范围内)以及任何合适的规格。在其它实例中，本公开提供包含如本文提供的6xxx系列合金的铝板、挤压件、铸件和锻件。还公开一种制造铝合金产品的方法，方法包含提供如本文所述的铝合金，其中铝合金以熔融态作为熔融铝合金提供，和连续铸造熔融铝合金以形成铝合金产品。方法可另外包含例如在均质化之后轧制铝合金产品以形成轧制的铝合金产品，如铝合金片材。在其它实例中，方法可包括直接冷硬(DC)铸造熔融铝合金以形成铝合金产品(如铸锭)，并且例如在均质化之后轧制铝合金产品以形成轧制的铝合金产品，如铝合金片材。还公开一种包含如本文所述的铝合金产品的制品。制品可包括轧制的铝合金产品。这类制品的实例包括但不限于汽车、卡车、拖车、火车、轨道车、飞机、车身面板或上述中任一者的零件、桥梁、管线、管道、管、小艇、船舶、储存容器、储罐、家具物品、窗户、门、栏杆、功能性或装饰性建筑件、管道栏杆、电气组件、导管、饮料容器、食品容器或箔纸。在一些实例中，制品为汽车或运输工具车身零件，包括机动车辆车身零件(例如，保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱加强件、内面板、外面板、侧面板、罩内饰、罩外饰和行李箱盖板)。制品还可包括电子产品，如电子装置外壳。在包括在本文中的详细描述、权利要求、非限制性实例和附图中阐述额外方面和实施例。附图说明图1示出四种合金(A1-A4)的屈服强度和弯曲性测试的VDA角，每种合金都在T4和T6回火下制备。图2示出四种合金(A1-A4)的光学显微照片(OM)，每种合金都在T6回火下制备，并且经受在ISO11846B(1995)中阐述的24小时的晶间腐蚀(IGC)测试。图3示出在样品经受在ISO11846B(1995)中阐述的24小时的晶间腐蚀(IGC)测试之后的最大和平均凹坑深度和凹坑数目。四个样品为四种合金(A1-A4)，每种合金都在T6回火下制备。图4示出添加Zr(A4)的6xxx系列铝合金的光学显微照片(OM)，每种铝合金在T6回火下但是以不同的方式制备，并且经受在ISO11846B(1995)中阐述的24小时的晶间腐蚀(IGC)测试。四种不同的制备条件在图上指示并且包括(a)在没有均热的情况下在温度以50摄氏度/小时升高至450℃的峰值时均质化；(b)在没有均热的情况下在温度以50摄氏度/小时升高至500℃的峰值时均质化；(c)在没有均热的情况下在温度以50摄氏度/小时升高至540℃的峰值时均质化；和(d)在温度以50摄氏度/小时升高至560℃的峰值时均质化，其中均质化后均热6小时。图5示出通过不同方法铸造的一系列不同的6xxx系列铝合金的光学显微照片(OM)，包括(a)使用双带式铸造机通过连续铸造(CC)而铸造的A1合金、(b)使用双带式铸造机通过连续铸造而铸造的A2合金、(c)使用双带式铸造机通过连续铸造而铸造的A3合金、(d)使用双带式铸造机通过连续铸造而铸造的A4合金，和(e)通过直接冷硬(DC)铸造而铸造的A1合金，其中样品在T6回火下制备，并且经受在ISO11846B(1995)中阐述的24小时的晶间腐蚀(IGC)测试。具体实施方式本公开提供新颖的6xxx系列铝合金以及制造和使用这类合金的方法。这些合金表现出高强度和耐腐蚀性。令人惊讶地，这些合金包括额外量的一种或多种微量合金元素(例如，锰、铬、锆、钒等)，它们的存在用于减少硅和/或铜在晶界处沉淀。因此，这些微量合金元素的包括产生含有铜和/或过量硅的高强度铝合金，而没有由于这些元素在晶界处的沉淀而导致耐腐蚀性下降。定义和描述本文使用的术语“本专利技术(invention/theinvention/thisinvention和thepr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金，其包含：/n(a)0.2至1.5重量％的Si；/n(b)0.4至1.6重量％的Mg；/n(c)0.2至1.5重量％的Cu；/n(d)不超过0.5重量％的Fe；/n(e)一种或多种选自以下组成的组的额外合金元素：/n(e1)0.08至0.20重量％的Cr；/n(e2)0.02至0.20重量％的Zr；/n(e3)0.25至1.0重量％的Mn；和/n(e4)0.01至0.20重量％的V；和/n(f)剩余为铝。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170526 US 62/5117031.一种铝合金，其包含：
(a)0.2至1.5重量％的Si；
(b)0.4至1.6重量％的Mg；
(c)0.2至1.5重量％的Cu；
(d)不超过0.5重量％的Fe；
(e)一种或多种选自以下组成的组的额外合金元素：
(e1)0.08至0.20重量％的Cr；
(e2)0.02至0.20重量％的Zr；
(e3)0.25至1.0重量％的Mn；和
(e4)0.01至0.20重量％的V；和
(f)剩余为铝。


2.根据权利要求1所述的铝合金，其包含0.08至0.20重量％的Cr。


3.根据权利要求2所述的铝合金，其包含：
不超过0.02重量％的Zr；
不超过0.25重量％的Mn；和
不超过0.02重量％的V。


4.根据权利要求1所述的铝合金，其包含0.02至0.20重量％的Zr。


5.根据权利要求4所述的铝合金，其包含：
不超过0.10重量％的Cr；
不超过0.25重量％的Mn；和
不超过0.02重量％的V。


6.根据权利要求1所述的铝合金，其包含0.25至1.0重量％的Mn。


7.根据权利要求6所述的铝合金，其包含：
不超过0.10重量％的Cr；
不超过0.02重量％的Zr；和
不超过0.02重量％的V。


8.根据权利要求1所述的铝合金，其包含0.01至0.20重量％的V。


9.根据权利要求8所述的铝合金，其包含：
不超过0.10重量％的Cr；
不超过0.02重量％的Zr；和
不超过0.25重量％的Mn。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的铝合金，其中所述铝合金包含不超过0.20重量％的Sr、不超过0.20重量％的Hf、不超...

【专利技术属性】
技术研发人员：SK达斯，RG卡马特，M费尔伯鲍姆，
申请(专利权)人：诺维尔里斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US