一种提高成形性的6000系铝合金板材制造方法及铝合金板材技术

本发明专利技术公开了一种提高成形性的6000系铝合金板材制造方法，其包括步骤：(1)对铸锭进行均匀化处理，均匀化处理的温度为530～580℃；(2)对铸锭直接进行热粗轧，热粗轧总变形量大于70％；(3)对热粗轧态板材进行热精轧，热精轧的开轧温度为450～550℃，终轧温度为320～420℃，热精轧总变形量大于80％；(4)对热精轧态板材进行卷取退火，控制卷取退火温度为320～420℃，保温时间为0.5～3h，随后随炉冷却至室温；卷取退火态板材晶粒内的0.29～1.71μm的平均等效直径的Mg2Si析出相的面密度≥50000个/mm2；(5)对卷取退火态板材进行冷轧，冷轧总变形量为60～90％；(6)固溶处理；(7)进行预时效处理，随后空冷，获得6000系铝合金板材。此外，本发明专利技术还公开了一种6000系铝合金板材，其采用上述制造方法制得。上述制造方法制得。上述制造方法制得。

【技术实现步骤摘要】
一种提高成形性的6000系铝合金板材制造方法及铝合金板材


[0001]本专利技术涉及一种铝合金板材及其制造方法，尤其涉及一种6000系铝合金板材及制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着汽车工业化的快速发展，在汽车产量和保有量不断增加的同时，在一定程度上也导致了能耗的增大和环境的恶化。因此，为了提高燃油利用率并降低环境污染，以提高燃油利用率和降低尾气排放为目的的汽车轻量化已经成为了车企发展规划中的重点发展技术。
[0003]众所周知，6000系铝合金具有强度高，且耐蚀性好的特点，6000系铝合金在烘烤后仍然具有良好的表面质量且烘烤后性能提高，其是目前汽车轻量化的关键材料。
[0004]然而与传统汽车材料钢铁相比，6000系铝合金板材的成形性能较差，尤其是塑性应变比r远小于传统汽车材料钢铁，这一劣势限制了6000系铝合金板材在汽车上的应用。而塑性应变比r作为衡量板材成形性能的重要指标，主要受合金中织构的影响，而织构受合金制备加工过程和热处理状态的影响，研究表明弱化织构和引入γ取向线织构均有利于提升塑性应变比r值。
[0005]由于汽车板材在冲压成形前的供货状态为T4P态(铝合金热处理的一种状态)，且T4P态铝合金板材的以Cube再结晶织构为主，而立方织构会通常导致更低的r值，故弱化T4P态铝合金板材的Cube再结晶织构有利于提升6000系铝合金板材的成形性能。
[0006]为了提高6000系铝合金板材的成型性能，目前已有部分研究人员针对铝合金板材进行了相关的研究，并取得了一定的成果。
[0007]例如：公开号为CN108048702A，公开日为2018年5月18日，名称为“一种兼具高强度和高成形性车用铝合金板材的制备方法”的中国专利文献，公开了一种兼具高强度和高成形性车用铝合金板材的制备方法，其采用铸造
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双级均匀化热处理
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热轧
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冷轧
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中间退火
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二次冷轧
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固溶淬火热处理
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预时效热处理的工艺流程，获得了冲压成形性能优异的板材。但是，在该技术方案的工艺流程中，其缺点在于增加了中间退火工艺，使得生产成本高、周期长。
[0008]再例如：公开号为CN105074028B，公开日为2017年6月6日，名称为“室温时效后的特性优异的铝合金板”的中国专利文献，公开了一种室温时效后的特性优异的铝合金板，其采用铸造
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均匀化热处理
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热轧
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中间退火
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冷轧
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固溶预时效的工艺流程，通过在化学成分中增加了适量的Sn元素，所制备的材料具有优良的成形性能。但是，该技术方案的缺点是增加了合金元素Sn，添加Sn元素会提高铝合金板材的生产成本。
[0009]由此可见，现有技术中的改进方案仍然存在些许不足。为此，专利技术人期望获得一种新的提高成形性的6000系铝合金板材制造方法。专利技术人经过大量的研究发现第二相颗粒会对6000系铝合金的再结晶织构有很大影响，当合金中析出有粗大的第二相颗粒时，粗大的第二相会激发再结晶形核(PSN，Particle Stimulated Nucleation)，从而促进再结晶，一
般PSN效应会使得再结晶后织构组分以随机织构为主，降低织构强度。
[0010]基于此，为了克服现有6000系铝合金板成形性不足这一技术问题，在保证工艺合理性的前提下，本专利技术期望获得一种新的提高成形性的6000系铝合金板材制造方法，该制造方法通过调控加工过程中的均热、热轧、卷取工艺参数促进热轧板内析出大量粗大Mg2Si颗粒及其尺寸；通过调控冷轧变形量、固溶处理工艺参数促进固溶过程的粒子诱发再结晶形核(PSN，Particle Stimulated Nucleation)，从而弱化再结晶Cube织构含量，从而提高铝合金板材的成形性。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种新的提高成形性的6000系铝合金板材制造方法，该6000系铝合金板材制造方法采用了合理的工艺设计，其通过在热轧后对板材进行卷取处理，并通过调控合适的工艺参数，可以促进热轧板内析出粗大的Mg2Si颗粒，从而在后续固溶预时效处理过程中激发再结晶形核(PSN)效应，削弱Cube再结晶织构含量，进而显著提升最终制得的铝合金板材的成形性能。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种提高成形性的6000系铝合金板材制造方法，其包括步骤：
[0013](1)对铸锭进行均匀化处理，均匀化处理的温度为530～580℃；
[0014](2)对均匀化处理后的铸锭直接进行热粗轧，热粗轧总变形量大于70％；
[0015](3)对热粗轧态板材进行热精轧，控制热精轧的开轧温度为450～550℃，终轧温度为320～420℃，热精轧总变形量大于80％；
[0016](4)对热精轧态的板材进行卷取退火，控制卷取退火的温度为320～420℃，保温时间为0.5～3h，随后随炉冷却至室温；卷取退火态板材的晶粒内的0.29～1.71μm的平均等效直径的Mg2Si析出相的面密度≥50000个/mm2；
[0017](5)对卷取退火态板材进行冷轧，冷轧总变形量为60～90％；
[0018](6)对冷轧态板材进行固溶处理；
[0019](7)进行预时效处理，随后空冷，获得6000系铝合金板材。
[0020]在本专利技术中，专利技术人经过大量的研究发现第二相颗粒会对6000系铝合金板材的再结晶织构有很大影响，当铝合金板材中析出有粗大的第二相颗粒时，粗大的第二相颗粒会激发再结晶形核(PSN，Particle Stimulated Nucleation)，从而促进再结晶，一般PSN效应会使得再结晶后织构组分以随机织构为主，降低织构强度。
[0021]铸态6000系铝合金中的非平衡共晶相容易导致成分或者组织不均匀，而引起后续热变形可塑性差等问题，在一定程度上制约了6000系铝合金的成形加工性能。又有研究表明，在均匀化过程中，溶解多数Mg2Si的话超过530℃是必要的。为了改善6000系铝合金的热加工性能以及消除合金中非平衡共晶相的影响，需要对6000系铝合金进行温度超过530℃的均匀化热处理，由此，在本专利技术中，控制均匀化处理的温度为530～580℃。
[0022]热粗轧处于均匀化热处理与热精轧的中间环节，其作用是将已加热好的板坯经粗轧机的轧制，加工成满足精轧条件的中间坯。其次，热粗轧工艺还可以减少或消除铸造缺陷。
[0023]由于在常规的热精轧过程中非常慢地穿过形成Mg2Si相的析出温度区间，所以经
热精轧后，会有粗大的Mg2Si颗粒形成。有文献指出，Mg2Si相的析出温度区间为330℃～390℃。故为了促进热精轧板材内析出大量粗大Mg2Si颗粒，需使热精轧过程的终轧温度处于320～420℃的温度区间，并且将热精轧板材以终轧温度进行卷取退火处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高成形性的6000系铝合金板材制造方法，其特征在于，包括步骤：(1)对铸锭进行均匀化处理，均匀化处理的温度为530～580℃；(2)对均匀化处理后的铸锭直接进行热粗轧，热粗轧总变形量大于70％；(3)对热粗轧态板材进行热精轧，控制热精轧的开轧温度为450～550℃，终轧温度为320～420℃，热精轧总变形量大于80％；(4)对热精轧态的板材进行卷取退火，控制卷取退火的温度为320～420℃，保温时间为0.5～3h，随后随炉冷却至室温；卷取退火态板材的晶粒内的0.29～1.71μm的平均等效直径的Mg2Si析出相的面密度≥50000个/mm2；(5)对卷取退火态板材进行冷轧，冷轧总变形量为60～90％；(6)对冷轧态板材进行固溶处理；(7)进行预时效处理，随后空冷，获得6000系铝合金板材。2.如权利要求1所述的6000系铝合金板材制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，均匀化处理的保温时间为6～24h。3.如权利要求2所述的6000系铝合金板材制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，均匀化处理的保温时间为8～12h。4.如权利要求1所述的6000系铝合金板材制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，均匀化处理的温度为540～570℃。5.如权利要求1所述的6000系铝合金板材制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，热精轧的开轧温度为450～520℃，终轧温度为330～390℃。6.如权利要求1所述的6000系铝合金板材制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹零勇，冯伟骏，鄢勇，苑锡妮，张文，杨兵，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：