本发明专利技术提供了一种可以提高６ＸＸＸ系铝合金加工成形性和烘烤硬化特性并大幅延长烘烤硬化特性保持时间的热处理方法，６ＸＸＸ系铝合金薄板固溶淬火处理后、冲压成形前进行一定时间的热处理，本发明专利技术的技术方案便于自动化操作，易于实现，可以节省能源和设备投资。６ＸＸＸ系铝合金板材固溶后经本方法处理其加工成形性与烤漆强化性能得到明显改善，更为关键的是经过本发明专利技术方法预热处理，铝合金板材的烘烤硬化性能保持时间大大延长，可到３－４个月甚至６个月，以上优势将促进铝合金板材替代钢板减轻车体重量，从而在取得良好的经济效益的同时节约能源减少排放量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车用铝合金外车身板材的预热处理
，用这种方法能提高铝 合金板材的可加工性和烘烤硬化性能及其保持时间。
技术介绍
能源紧缺，汽车轻量化势在必行。铝合金材料具有比强度高、可加工性能好、焊接 性能和抗蚀性优良、冲击韧性高及可以高速挤压成结构复杂的各种型材等特点，在节能减 排和碰撞安全性方面具有很多优点，因此铝合金在现代汽车工业中得到了广泛应用，其中 汽车车身板用铝合金以6016和6111合金为主。铝合金板材的生产过程大致如下1.熔炼 原材料，直接冷铸成铸锭或连续浇铸成厚板；2.均勻化处理，然后热轧成预定厚度；3.间歇 性退火，接着冷轧至最终厚度并绕成卷材。卷材在送至汽车生产厂前经过固溶处理并淬火， 此时卷材具有良好的加工成形性。卷材在汽车厂冲压成结构件后进行涂装烘烤，因时效硬 化可获得较高的抗凹陷性能。固溶处理时，轧制过程中产生的沉淀相溶解进入铝基体，接着快速冷却至环境温 度形成过饱和固溶体。铝合金板材在运输和库存过程中过饱和溶质原子发生偏聚，强度高 于淬火态但冲压成形性降低，达到T4状态，此时板材冲压后经烤漆处理其强度无明显提高 甚至低于烤漆前强度。为了使铝合金板材在交付给汽车生产厂时易于加工变形且无过度回 弹，而且一旦冲压成结构件经喷漆和烘烤后抗凹陷性能提高，铝合金板材在材料加工厂必 须进行预热处理。一般汽车车身板材的性能要求是到货时屈服强度低于140Mpa(或韦氏 显微硬度低于70HV)，经喷漆烘烤后屈服强度高于200Mpa(或韦氏显微硬度高于90HV)同时 为了获得良好的抗冲击性能屈服强度应低于290Mpa(或韦氏显微硬度低于120HV)。目前国外商业利用的汽车车身用铝合金材料以6016和6111为主，其中6016铝合 金含Cu量低，具有更为良好的抗腐蚀性、压边性能和表面质量。但是6016铝合金经喷漆和 烘烤后强度较6111铝合金低，这大大限制了 6016铝合金在汽车车身上的应用。1998年公 布的世界专利号WO 98/59086公开了卷材快速冷却至65_75°C然后以2V /h的速度冷却至 室温的预热处理方法，这种方法中精确的冷却速度难以实现且其提高板材烤漆强化的能力 有限。2000年公布的专利号WO 00/70115和2005年公布的专利号WO 2005/071127公开了 在烘烤前进行180-300°C的短时间退火处理方法以提高其加工性和烘烤硬化性，但这两种 方法同样是提高烘烤硬化的能力有限而且还要在汽车厂增加中温(300°C )热处理设备。土 耳其专家Yucel Birol研究了 AA6016合金在固溶处理后IOmin内在60-200°C进行2_30min 的预热处理，得出固溶后IOmin内在140-180°C温度之间时间小于IOmin的预时效制度能 在保持合金冲压成形性前提下改善烘烤硬化性，但实际上此方法改善烘烤硬化的能力很有 限。国内刘宏和关绍康等人分别研究了 Al-Mg-Si-Cu合金固溶处理后立即进行170°C预时 效5-lOmin和150°C预时效5min的预处理工艺，其烤漆后结果虽然高于未进行预时效烤漆 后的结果，但其转移时间短不易控制且烤漆前强度过大成形性降低。田妮等人提出的固溶水淬后室温停放2小时 5天，然后在180 200°C处理7-15min的方法实际上是世界专利WO 00/70115和WO 2005/071127的特例，其提高烘烤硬化的性能有限。然而最为关键的是 以前提出的各种预处理方法保持烘烤硬化性能的时间较短lmonth)或没做研究。尚未 有系统研究预处理工艺与加工成形性、烘烤硬化性及其保持时间关系的工作。
技术实现思路
针对铝合金车身板预热处理工艺存在的问题，本专利技术提供能实现工业化生产的能 显著提高6XXX系铝合金板材成形性、烘烤硬化性及其保持时间的预热处理方法。本专利技术预热处理工艺优先在经固溶处理然后立即淬火后的1小时内进行，在连续 处理线上时间延迟应当降低到大约几秒钟。经过系统研究汽车车身板用铝合金铝合金时效 早期和欠时效状态下纳米沉淀相的析出序列、稳定性及结构演化关系，结合热处理与性能 关系的研究，本专利技术提供的技术方案为一种提高6XXX系铝合金加工成形性和烘烤硬化特 性的热处理方法，6XXX系铝合金薄板固溶淬火处理后在1分钟内进行60°C -120°C的热处 理，处理时间为30分钟-30小时。优选的技术方案为6XXX系铝合金薄板固溶淬火处理后在10秒钟内进行 600C _120°C的热处理，处理时间为30分钟-30小时。所述热处理是60°C -80°C热处理5小时-25小时。所述6XXX系铝合金为6016和6111铝合金。本专利技术还提供了一种技术方案为一种提高6XXX系铝合金加工成形性和烘烤硬 化特性的热处理方法，6XXX系铝合金薄板固溶淬火处理后在1小时内进行120°C -180°C的 处理，处理时间5分钟-30分钟；然后是在一天内接着进行50°C -80°C的热处理，处理时间 1小时-10小时。上述技术方案优选为6XXX系铝合金薄板固溶淬火处理后在10秒钟内进行 1200C -180°C的处理，处理时间5分钟-30分钟；然后是在一天内接着进行50°C -80°C的热 处理，处理时间1小时-10小时。进一步优选为6XXX系铝合金薄板固溶淬火处理后进行120°C _150°C的热处理20 分钟-30分钟；然后是在10分钟内进行50°C -70°C处理5小时-10小时。1200C _150°C处理后在实际环境下自然冷却至50°C _70°C，然后保持5小时-10小 时；或者在同一热处理设备中从120°C -150°C以10°C -20°C /h的速度冷却至50°C -70°C, 取出自然冷却或在此温度范围再保持5小时-10小时。所述6XXX系铝合金为6016和6111铝合金。本专利技术所述的热处理都是在6XXX系铝合金板固溶水淬后、冲压成形前进行的。本专利技术能在所有汽车车身用铝合金板材上实施，以国外已经应用的抗腐蚀优良的 6016合金薄板为研究对象，6016铝合金的成分按质量比为1.0-1.5% Si，0. 25-0.6% Mg, < 0. 2% Cu, < 0. 5% Fe, < 0. 2% Mn, < 0. 2% Zn, < 0. 1% Ti, < 0. 1% Cr，其余为 Al。本专利技术方法转移时间可容范围长符合工厂实际情况便于自动化操作，采用温度较 低且有较宽温度窗口，易于实现，可以节省能源和设备投资。更为重要的是6XXX系铝合金 板材固溶后经本方法处理其加工成形性与烤漆强化性能得到明显改善，这提高了汽车厂车 身冲压件的加工精度和表面质量，降低了冲压成本，而且使烘漆后的产品强度明显升高。更为关键的是经过本专利技术方法预热处理，铝合金板材的烘烤硬化性能保持时间大大延长，可 到3-4个月甚至6个月，铝合金板材自然条件下放置很长时间后仍具有良好的加工性能和 烤漆强化性能，这有利于产品出口创汇，提高产品竞争力。以上优势将促进铝合金板材替代 钢板减轻车体重量，从而在取得良好的经济效益的同时节约能源减少排放量。附图说明图1是实施例14在1周时模拟烤漆前后的应力应变曲线； 图2是实施例14在2周时模拟烤漆前后的应力应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高６ＸＸＸ系铝合金加工成形性和烘烤硬化特性的热处理方法，其特征是，６ＸＸＸ系铝合金薄板固溶淬火处理后在１分钟内进行６０℃－８０℃的热处理，处理时间为５小时－２５小时。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈江华，刘春辉，刘吉梓，伍翠兰，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。