制造高度可成形的铝合金及其铝合金产品的方法技术

本文提供了高度可成形的铝合金以及制造此类合金的方法。本文所述的制备铝合金的方法可包括低最终冷减缩步骤和/或任选的中间退火步骤，以产生随机分布的晶体织构成分，从而产生表现出提高的可成形性和深拉性的各向同性铝合金产品。本文所述的方法产生了具有α纤维和β纤维平衡的铝合金微结构，所述铝合金微结构促进铝合金薄片的可成形性提高。所获得的质量提高使得成型过程的损耗率降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造高度可成形的铝合金及其铝合金产品的方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年7月23日提交的美国临时专利申请第62/701,977号和2019年2月26日提交的美国临时专利申请第62/810,585号的优先权和申报权益，所述美国临时专利申请各自通过引用以其整体并入本文。
本公开涉及具有有助于铝合金产品的塑形和形成的微结构的铝合金产品。本公开还涉及制造铝合金产品的方法。
技术介绍
铝合金薄片越来越多地取代钢薄片用于汽车部件，以减轻汽车的重量，同时提供相当的机械性质，例如强度。然而，通过提高铝合金薄片的强度，这些铝合金薄片的可成形性经常受到损害。例如，高强度铝合金薄片的可成形性可能不足，因为在成形过程中没有控制铝合金薄片的塑性各向异性。成形过程产生铝合金的晶体织构(crystallographictexture)，其促进塑性各向异性，并在铝合金的可成形性中起关键作用。生产铝合金薄片的常规工艺包括冷轧步骤，以获得具有完全再结晶晶粒结构的产品。在大多数情况下，铝合金薄片在最后的冷轧步骤中经受高冷减缩(coldreduction)，以产生再结晶晶粒结构。例如，高冷减缩可以是在最终冷轧步骤(例如，产生最终规格的铝合金产品的冷轧步骤)中使得铝合金薄片厚度减少超过70％的冷加工。然而，最终冷轧步骤中的大量冷减缩产生了具有高度线性α纤维的铝合金微结构，例如，对齐的立方织构成分。具有高度线性α纤维的铝合金薄片使得铝合金薄片具有各向异性性质，例如，低兰福德系数(Lankfordcoefficient)(r值)，这导致缠绕(roping)、成耳等。就此而言，优化和/或控制生产具有各向同性性质的铝合金产品(例如，铝合金薄片)的方法是合意的。
技术实现思路
本专利技术所涵盖的实施方案由权利要求而不是此
技术实现思路
来定义。此
技术实现思路
是本专利技术的各个方面的高级概括，并且介绍了在下面的具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。此
技术实现思路
并非意图鉴定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。本主题应该通过参考整个专利说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解。本文描述了高度可成形的铝合金和生产铝合金的方法。一方面，描述了制备铝合金产品的方法。所述方法可包括铸造铝合金以产生铸铝合金制品，将铸铝合金制品均质化以产生均质化的铸铝合金制品，热轧均质化的铸铝制品以产生热轧产品，在第一冷轧步骤中冷轧热轧产品以生产具有中间规格的第一冷轧产品，其中第一冷轧步骤使得厚度减少约25％至约70％，在第二冷轧步骤中冷轧第一冷轧产品以生产最终规格的铝合金产品，其中第二冷轧步骤使得厚度从中间规格减少约40％至约70％。在一些情况下，所述方法任选地可以进一步包括对第一冷轧产品进行中间退火。中间退火步骤可在约300℃至约450℃的中间退火温度下进行。在一些情况下，中间规格包括约2mm到约6mm的厚度。在一些情况下，所述方法还包括对最终规格的铝合金产品进行固溶热处理。在一些情况下，最终规格的铝合金产品包括约0.1mm至约3mm的厚度。在一些情况下，铸造步骤包括直接激冷铸造(directchillcasting)或连续铸造。在一些情况下，均质化步骤在约450℃至约600℃的均质化温度下进行。在一些情况下，热轧步骤在约500℃至约560℃的热轧温度下进行。在一些情况下，最终规格的铝合金产品中α纤维的体积分数至少约占8％。在一些情况下，最终规格的铝合金产品中β纤维的体积分数至少约占6％。在一些情况下，铝合金产品中α纤维的体积分数与β纤维的体积分数的比率在约0.5:1至2:1的范围内。在一些情况下，最终规格的铝合金产品是各向同性的。在一些情况下，最终规格的铝合金产品表现出比通过包括最终冷轧步骤的方法制备的铝合金的屈服强度大至少约5％的屈服强度，最终冷轧步骤使得从中间规格的铝合金到最终规格的铝合金的厚度减少大于70％。在一些情况下，最终规格的铝合金产品具有比通过包括最终冷轧步骤的方法制备的铝合金的极限拉伸强度大至少约3％的极限拉伸强度，所述最终冷轧步骤使得从中间规格的铝合金到最终规格的铝合金的厚度减少大于70％。在一些情况下，最终规格的铝合金产品具有比通过包括最终冷轧步骤的方法制备的铝合金的总延伸率大至少约5％的总延伸率，所述最终冷轧步骤使得从中间规格的铝合金到最终规格的铝合金的厚度减少大于70％。在一些情况下，铝合金包含约0.5至2.0重量％的Si、0.1至0.4重量％的Fe、最高0.4重量％的Cu、最高0.5重量％的Mg、0.02至0.1重量％的Mn、最高0.02重量％的Cr、最高0.15重量％的Ti、最高0.1重量％的Zn、最高0.15重量％的杂质，和Al。在一些情况下，铝合金包含约0.7至1.4重量％的Si、0.1至0.3重量％的Fe、最高0.2重量％的Cu、最高0.4重量％的Mg、0.02至0.08重量％的Mn、最高0.015重量％的Cr、最高0.05重量％的Ti、最高0.1重量％的Zn、最高0.15重量％的杂质和Al。在一些情况下，铝合金包含约1.0至1.4重量％的Si、0.12至0.20重量％的Fe、最高0.15重量％的Cu、最高0.35重量％的Mg、0.04至0.08重量％的Mn、0.01至0.02重量％的Cr、最高0.02重量％的Ti、最高0.04重量％的Zn、最高0.15重量％的杂质和Al。在一些情况下，最终规格的铝合金产品是汽车车身部件。本文描述了包含约0.5至2.0重量％的Si、0.1至0.4重量％的Fe、最高0.4重量％的Cu、最高0.5重量％的Mg、0.02至0.1重量％的Mn、最高0.02重量％的Cr、最高0.15重量％的Ti、最高0.1重量％的Zn、最高0.15重量％的杂质和Al的高度可成形的铝合金，其中铝合金微结构包含至少约6％的β纤维体积分数。在一些情况下，铝合金微结构中α纤维的体积分数至少约占8％。在一些情况下，铝合金中α纤维的体积分数与β纤维的体积分数之比在约0.5:1至2:1的范围内。在一些情况下，铝合金是各向同性的。在一些情况下，铝合金包括范围为约0.1mm至约3mm的最终规格厚度。附图说明图1A是描绘具有高最终冷减缩的加工方法的示意图。图1B是描绘包括盘管冷却和具有高最终冷减缩的加工方法的示意图。图2是描绘如本文所述的具有低最终冷减缩的加工方法的示意图。图3是显示如本文所述的铝合金的织构含量的图形。图4是显示如本文所述的铝合金的屈服强度的图形。图5是显示如本文所述的铝合金的极限拉伸强度的图形。图6是显示如本文所述的铝合金的均匀延伸率的图形。图7是显示如本文所述的铝合金的总延伸率的图形。图8是显示如本文所述的铝合金的n值(即，变形后强度的增加)的图形。图9是显示如本文所述的铝合金的膨凸试验变形的图形。图10是显示如本文所述的铝合金的r值的图形。具体实施方式本文描述了制备具有铝微结构的铝合金薄片的方法，所述铝微结构特别适用于生产高度成形的铝合金产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产铝合金产品的方法，其包括：/n铸造铝合金以生产铸铝合金制品；/n将所述铸铝合金制品均质化以产生均质化的铸铝合金制品；/n热轧所述均质化的铸铝制品以生产热轧产品；/n在第一冷轧步骤中冷轧所述热轧产品以生产具有中间规格的第一冷轧产品，其中所述第一冷轧步骤使得厚度减少约25％至70％；以及/n在第二冷轧步骤中冷轧所述第一冷轧产品以生产最终规格的铝合金产品，其中所述第二冷轧步骤使得厚度从所述中间规格减小约40％至约70％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180723 US 62/701977;20190226 US 62/8105851.一种生产铝合金产品的方法，其包括：
铸造铝合金以生产铸铝合金制品；
将所述铸铝合金制品均质化以产生均质化的铸铝合金制品；
热轧所述均质化的铸铝制品以生产热轧产品；
在第一冷轧步骤中冷轧所述热轧产品以生产具有中间规格的第一冷轧产品，其中所述第一冷轧步骤使得厚度减少约25％至70％；以及
在第二冷轧步骤中冷轧所述第一冷轧产品以生产最终规格的铝合金产品，其中所述第二冷轧步骤使得厚度从所述中间规格减小约40％至约70％。


2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括对所述第一冷轧产品进行中间退火。


3.如权利要求2所述的方法，其中所述中间退火步骤在约300℃至约450℃的中间退火温度下进行。


4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述中间规格包括在约2mm到约6mm的范围内的厚度。


5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，所述方法还包括固溶热处理所述最终规格的铝合金产品。


6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述最终规格包括在约0.1mm至约3mm的范围内的厚度。


7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述第二冷轧步骤使得厚度从所述中间规格减小约40％至小于约70％。


8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述铸造步骤包括直接激冷铸造或连续铸造。


9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述均质化步骤在约450℃至约600℃的均质化温度下进行。


10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述热轧步骤在约500℃至约560℃的热轧温度下进行。


11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述铝合金产品中α纤维的体积分数至少约占8％。


12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述铝合金产品中β纤维的体积分数至少约占6％...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·K·达斯，M·J·海恩，C·孙，R·R·莫汉蒂，G·弗洛里，
申请(专利权)人：诺维尔里斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US