发动机盖内板用6xxx系铝合金板材、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种发动机盖内板用6xxx系铝合金板材、其制备方法及应用。按重量百分比计，铝合金板材包括：Si 0.75~0.95%，Mg 0.15%~0.35%，Fe 0.2~0.4%，Mn 0.05%~0.2%，Cr 0.06~0.2%，Cu≤0.15%，不可避免的杂质总量≤0.15%，每种不可避免的杂质≤0.05%，余量为Al，Mg和Si的原子比为（0.18~0.54）:1。本发明专利技术的铝合金板材具有高成形性，满足内发动机盖内板成形难度大的要求；烘烤后在保持略微超过支撑结构强度要求的前提下，具有较低的屈服强度，同时具有较低的应变速率敏感系数，满足行人保护要求；还有利于铝合金板材的回收再制造。还有利于铝合金板材的回收再制造。

【技术实现步骤摘要】
发动机盖内板用6xxx系铝合金板材、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及铝合金制造
，具体而言，涉及一种发动机盖内板用6xxx系铝合金板材、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]汽油车的尾气排放是全球空气污染的重要来源之一。汽车轻量化是节能减排，降低污染的重要手段。铝合金板材由于质轻、比强度高、综合性能优良，被认为是汽车轻量化的理想材料。目前汽车覆盖件用外板主要采用6xxx系合金、内板主要采用5xxx系合金，通过胶接、铆接等复杂工艺连接在一起，后续回收过程中难以拆解分拣，影响汽车零部件的循环回收利用。开发6xxx系覆盖件内板，实现汽车内、外板同系列，有利于铝合金板材的回收再制造。此外，汽车正面碰撞行人，使行人头部碰撞发动机盖造成损伤，是交通事故的主要情况之一，同时也是伤害最严重的情况。因此要求发动机盖内板具备较软的强度，减少行人头部碰撞时的损伤。
[0003]近年来，关于具有行人保护作用的发动机盖内板用6xxx系汽车板材开发的研究并不多，现有技术的汽车发动机盖内板中，板材满足成形性能和力学强度要求时，行人保护效果差；力学强度较低时，行人保护效果好，但是无法满足支撑结构的强度要求，难以大规模应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种发动机盖内板用6xxx系铝合金板材、其制备方法及应用，本专利技术的6xxx系铝合金板材在固溶预时效后的成品状态下，屈服强度低，延伸率高，满足发动机盖内板成形难度大的要求；在烘烤后，仍然保持较低的强度，仅保持略微超过支撑结构的强度要求，以及较低的应变速率敏感系数，保证在高速碰撞时发罩强度几乎无变化维持较低强度，有效针对行人安全的特性需求。可以解决现有技术中汽车发动机盖内板无法兼顾成形要求和行人保护要求的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种发动机盖内板用6xxx系铝合金板材，按重量百分比计，铝合金板材的成分包括：Si 0.75~0.95%，Mg 0.15%~0.35%，Fe 0.2~0.4%，Mn 0.05%~0.2%，Cr 0.06~0.2%，Cu≤0.15%，不可避免的杂质总量≤0.15%，其中每种不可避免的杂质≤0.05%，余量为Al，且其中Mg和Si的原子比为（0.18~0.54）:1。
[0006]进一步地，按重量百分比计，铝合金板材的成分包括：Si 0.8~0.85%，Mg 0.22%~0.32%，Fe 0.25~0.35%，Mn 0.05%~0.1%，Cr 0.06~0.1%，Cu≤0.06%，不可避免的杂质总量≤0.15%，其中每种不可避免的杂质≤0.05%，余量为Al，且其中Mg和Si的原子比为（0.30~0.47）:1。
[0007]进一步地，铝合金板材的屈服强度≤80Mpa，延伸率≥25%，烘烤后屈服强度为110~145MPa，0.2%应变速率敏感系数≤0.005，10%应变速率敏感指数≤0.003。
[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述发动机盖内板用6xxx系铝合金板材的制
备方法，包括以下步骤：步骤S1，按照成分配比将6xxx系铝合金的原料混合并熔铸，得到铝合金铸锭； 步骤S2，对铝合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化处理铸锭；步骤S3，将均匀化处理铸锭直接出炉热轧，得到热轧卷材，然后将热轧卷材进行冷轧，得到冷轧卷材；步骤S4，将冷轧卷材进行固溶处理，得到固溶后卷材，然后将固溶后卷材进行预时效处理，得到成品卷材，最后进行切片，得到6xxx系铝合金板材。
[0009]进一步地，步骤S2中，均匀化处理的温度为470~540℃，均匀化处理的时间为4~20h；和/或均匀化处理的温度为500~520℃，均匀化处理的时间为8~14h。
[0010]进一步地，步骤S3中，热轧的开轧温度为470~540℃，热轧的终轧温度为250~300℃，热轧卷材的厚度为3~8mm。
[0011]进一步地，步骤S3中，冷轧卷材的厚度为0.8~1.5mm。
[0012]进一步地，步骤S4中，固溶处理包括：将冷轧卷材以＞200℃/min的速度升温至460~530℃，保温5s~1min，然后以＞10℃/s的速度冷却至室温。
[0013]进一步地，步骤S4中，预时效处理包括：将固溶后卷材在预时效炉中以＞80℃/min的速度升温至70~100℃，然后出炉收卷，出炉至收卷期间温降＜10℃，然后转移至保温炉中，在60~90℃保温2~10h后冷却至室温。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了本专利技术的发动机盖内板用6xxx系铝合金板材在汽车发动机盖内板中的应用。
[0015]相比于现有技术，本专利技术的创新性及技术进步性主要体现在：本专利技术的创新性在于：（1）本专利技术采用6xxx系合金代替常规的5xxx系合金做发动机盖内板，从而利于汽车铝合金板材的回收再制造。再制造的能耗仅为纯铝制造的5~10%，排放的二氧化碳也仅为纯铝制造的5%，可以极大地降低能耗，减少环境污染。
[0016]（2）本专利技术的6xxx系铝合金板材具有低屈服强度，高延伸率，可以满足发动机盖内板成形难度大的要求，在烘烤后，仍然保持较低的强度，仅保持略微超过支撑结构的强度要求。这种较软的强度能够有效满足针对行人安全的特性需求。
[0017]（3）本专利技术创新性地提出了应变速率敏感系数对提升行人保护性能的重要意义。行人是在高速状态下碰撞发动机罩，因此铝合金板材的静态性能不足以评价高速状态下的行人保护效果，铝合金板材必须在高速碰撞条件下也能够保持较低的强度，才能够满足行人保护要求，应变速率敏感系数可以更方便精确地评价板材的行人保护性能。
[0018]本专利技术的技术进步性现在：（1）本专利技术所采用的合金成分与现有技术中汽车用6xxx系铝合金板材成分均不相同，通过降低Mg、Si含量适当降低了烘烤前初始屈服强度以及烘烤后的屈服强度，通过添加Mn、Cr元素从而细化晶粒，提升板材延伸率，使得铝合金板材具有高成形性，保证了其烘烤前满足发动机盖内板的冲压成形要求，烘烤后又可以在满足支撑结构强度要求的前提下保持较低的强度，以及较低的应变速率敏感系数，从而能够兼顾行人保护要求。同时，提升了Fe含量，保证同级回收要求。
[0019]（2）进一步地，本专利技术的制备方法是针对工业化生产所需的大规格大尺寸大重量铸锭，采用的高温均匀化工艺可以保证铸锭各处温度均一，同时高于固溶温度，避免Mg2Si析出，造成各批次之间材料性能不稳定。所采用的热轧、冷轧、固溶、预时效处理工艺均考虑
了工业化生产条件下设备能力，适用于大规模制备。
[0020]（3）进一步地，本专利技术制备的6xxx系铝合金板材的Mg、Si含量较低，因此本专利技术所采用固溶温度低于目前广泛应用的6014、6016等6xxx系合金。较低的固溶温度可以避免晶粒尺寸长大造成成形性能下降，同时节省能源，满足节能减排要求。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机盖内板用6xxx系铝合金板材，其特征在于，按重量百分比计，所述铝合金板材的成分包括：Si 0.75~0.95%，Mg 0.15%~0.35%，Fe 0.2~0.4%，Mn 0.05%~0.2%，Cr 0.06~0.2%，Cu≤0.15%，不可避免的杂质总量≤0.15%，其中每种不可避免的杂质≤0.05%，余量为Al，且其中Mg和Si的原子比为（0.18~0.54）:1。2.根据权利要求1所述的铝合金板材，其特征在于，按重量百分比计，所述铝合金板材的成分包括：Si 0.8~0.85%，Mg 0.22%~0.32%，Fe 0.25~0.35%，Mn 0.05%~0.1%，Cr 0.06~0.1%，Cu≤0.06%，不可避免的杂质总量≤0.15%，其中每种不可避免的杂质≤0.05%，余量为Al，且其中Mg和Si的原子比为（0.30~0.47）:1。3.根据权利要求1或2所述的铝合金板材，其特征在于，所述铝合金板材的屈服强度≤80Mpa，延伸率≥25%，烘烤后屈服强度为110~145MPa，0.2%应变速率敏感系数≤0.005，10%应变速率敏感指数≤0.003。4.一种权利要求1至3中任一项所述的发动机盖内板用6xxx系铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，按照成分配比将6xxx系铝合金的原料混合并熔铸，得到铝合金铸锭；步骤S2，对所述铝合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化处理铸锭；步骤S3，将所述均匀化处理铸锭直接出炉热...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓成，赵经纬，赵丕植，刘贞山，李秀磊，宋小雨，董学光，徐志强，
申请(专利权)人：中国铝业集团高端制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：