【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种变温热处理下的汽车车门用铝合金材料及其改性方法和应用，属于铝合金。
技术介绍
1、在诸多轻量化材料中，6xxx系al-mg-si合金由于具有中高等强度、良好的成形性和耐蚀性，且焊接性良好等优点，广泛应用于汽车覆盖件。车门是车身的重要部件之一，需要具有较高的硬度、强度和韧性，相比于其他铝合金材料，6xxx铝合金具有更加优良的加工性能，能够更加容易的满足车门成形性的要求。在铝合金热处理方面，铝合金更快的达到峰值硬度，减少热处理时间，有利于降低能源消耗，所以缩短铝合金热处理时效时间也是必须要考虑的一方面。目前对于如何在更短的热处理时间下提高汽车车门用6xxx系铝合金材料硬度和强度是首要问题。因此，就汽车车门用铝合金材料而言，缩短热处理时间的同时提高合金的硬度和强度是高效率、高质量生产汽车车门的关键所在。
2、al-mg-si合金作为汽车车门的首选材料，即使在热处理强化后，仍存在硬度和强度不高的情况，导致其无法更好的满足汽车车门强度的应用要求。al-mg-si合金是一种时效强化型合金，通常在500-570℃范围内进行固溶处理。固溶后立即淬火，在冷却的过程中，形成mg、si等溶质原子的过饱和固溶体，同时基体中的空位也达到过饱和状态。在等温时效160-180℃内进行人工时效，合金中析出一系列纳米级析出相，阻碍位错运动产生时效强化。朱上[朱上,zn对汽车板用al-mg-si-cu合金时效析出行为的影响，北京有色金属研究总院，2019]在对6005a合金进行550*1h的固溶水淬后，立刻进行175℃的等温时效，合金
3、随着科技的进步和国民生活水平的不断提高，我国汽车保有量逐年增加，导致能源与环境问题日益严峻，推进汽车轻量化发展成为当今汽车工业发展的重要趋势。汽车车门用铝合金这种轻质材料在短时间热处理的情况下，存在着硬度和强度难以提高的短板，对如何提高铝合金的硬度和强度以及减少热处理时间是高质量汽车车门用铝合金材料开发的关键，也是推进汽车轻量化的关键手段。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，本专利技术提供一种变温热处理下的汽车车门用铝合金材料的改性方法，该工艺通过连续线性的变温热处理工艺提高al-mg-si合金的硬度和强度，同时缩短al-mg-si合金的热处理时效时间，解决了传统al-mg-si合金材料热处理时间长、力学性能差的技术缺陷。
2、同时，本专利技术提供一种变温热处理下的汽车车门用铝合金材料，该材料在常温下硬度136.9～139hv，抗拉强度384.2～392.1mpa，屈服强度339.3～345mpa，延伸率9.4～13.5％，并且在2～2.5h达到硬度峰值。
3、同时，本专利技术提供一种变温热处理下的汽车车门用铝合金材料在汽车领域中作为汽车车门轻量化材料中的应用，以解决在缩短热处理时间下如何提高汽车车门用al-mg-si合金强度和硬度的问题。
4、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
5、一种变温热处理下的汽车车门用铝合金材料的改性方法，包括以下步骤：
6、将6xxx系al-mg-si合金材料放入炉温为t1的炉中进行固溶处理，560℃≤t1≤580℃；该固溶处理时长为t1，15min≤t1≤30min，随后立即对固溶状态的铝合金进行淬火处理；然后将淬火处理后的al-mg-si合金立即放入炉温t2的炉中进行降温人工时效，降温人工时效处理时长为t2，180℃≤t2≤200℃，0≤t2≤2h，结束后合金在同一炉内立即进行一段持续性的线性匀速降温v2速度的人工时效，10℃/h≤v2≤15℃/h；降至100～180℃后在炉内进行保温，保温时长t3，3h≤t3≤6h；人工时效结束后在空气中冷却至室温。
7、6xxx系al-mg-si合金材料的制法为：将6xxx系al-mg-si合金材料的原料熔化，使熔液混合均匀后，浇注到长300mm、宽200mm、高60mm的水冷钢模具中成型，获得铸锭，随后对铸锭进行切头；之后对铸锭进行均匀化处理：以50℃/h升温至550℃并保温6h，取出风冷至室温，对铸锭进行去皮处理，上下面铣去10mm，侧面铣去5mm，随后将铸锭放入480℃的炉内保温3h，之后放在四辊轧机热轧至5mm，冷却到室温后进行冷轧至1mm，获得铝合金冷轧板材，即6xxx系al-mg-si合金材料。
8、6xxx系al-mg-si合金材料的合金成分为：mg:1.1wt％、si:0.7wt％、ag:0.25wt％、cu:0.25wt％、mn:0.05wt％、fe:0.10wt％，余量为al；或者6xxx系al-mg-si合金材料的合金成分为：mg:1.1wt％、si:0.7wt％、ag:0.5wt％、mn:0.05wt％、fe:0.10wt％，余量为al；或者6xxx系al-mg-si合金材料的合金成分为：mg:1.1wt％、si:0.7wt％、cu:0.3wt％、mn:0.05wt％、fe:0.10wt％，余量为al；或者6xxx系al-mg-si合金材料的合金成分为：mg:1.1wt％、si:0.7wt％、ag:0.4wt％、cu:0.3wt％、mn:0.05wt％、fe:0.10wt％，余量为al。
9、淬火处理为水淬，温度为20℃，从炉中转移至水中时间小于15s，淬火时间30s～1min。
10、固溶处理、淬火处理以及降温人工时效为连续的热处理过程，各环节间隔时间小于2min。
11、本专利技术的改性方法获得的变温热处理下的汽车车门用铝合金材料，在常温下硬度136.9～139hv，抗拉强度384.2～392.1mpa，屈服强度339.3～345mpa，延伸率9.4～13.5％，并且在2～2.5h达到硬度峰值。
12、晶粒最小尺寸为2.6μm，最大尺寸为127.3～141.0μm，平均晶粒尺寸为32.4～37.7μm。
13、本专利技术的变温热处理下的汽车车门用铝合金材料在汽车领域中作为汽车车门轻量化材料中的应用。
14、本专利技术变温后的炉内温度不高于200℃，持续的200℃以上的高温时效使6系铝合金析出相增大且密度降低，导致其力学性能降低。
15、本专利技术的固溶处理、淬火以及变温人工时效应为一个连续的热处理过程，每个环节之间间隔时间少于2min；热处理过程中铝合金材料均为到温放样；变温过程为连续的线性匀速降温过程，保温至变温时效/变温时效至保温的过程也应是连续的过程，不得中断或转移正在热处理的合金。
16、6系铝合金材料为冷轧的板材或带材产品。
17、本专利技术变温热处理下的汽车车门用铝合金材料在常温下硬度最大可达139hv，抗拉强度最大可达401mpa，屈服强度最大可达345mpa，并且延伸率可达到10％以上，相较于等温时效处理的al-mg-si合金硬度和抗拉强度能够分别提升5％和15％，且达到峰值时效的时间缩短0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变温热处理下的汽车车门用铝合金材料的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，6xxx系Al-Mg-Si合金材料的制法为：将6xxx系Al-Mg-Si合金材料的原料熔化，使熔液混合均匀后，浇注到长300mm、宽200mm、高60mm的水冷钢模具中成型，获得铸锭，随后对铸锭进行切头；之后对铸锭进行均匀化处理：以50℃/h升温至550℃并保温6h，取出风冷至室温，对铸锭进行去皮处理，上下面铣去10mm，侧面铣去5mm，随后将铸锭放入480℃的炉内保温3h，之后放在四辊轧机热轧至5mm，冷却到室温后进行冷轧至1mm，获得铝合金冷轧板材，即6xxx系Al-Mg-Si合金材料。
3.根据权利要求1或2所述的改性方法，其特征在于，6xxx系Al-Mg-Si合金材料的合金成分为：Mg:1.1wt％、Si:0.7wt％、Ag:0.25wt％、Cu:0.25wt％、Mn:0.05wt％、Fe:0.10wt％，余量为Al；或者6xxx系Al-Mg-Si合金材料的合金成分为：Mg:1.1wt％、Si:0.7wt％、Ag:0.5w
4.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，淬火处理为水淬，温度为20℃，从炉中转移至水中时间小于15s，淬火时间30s～1min。
5.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，固溶处理、淬火处理以及降温人工时效为连续的热处理过程，各环节间隔时间小于2min。
6.根据权利要求1所述的改性方法获得的变温热处理下的汽车车门用铝合金材料，其特征在于，在常温下硬度136.9～139HV，抗拉强度384.2～392.1MPa，屈服强度339.3～345MPa，延伸率9.4～13.5％，并且在2～2.5h达到硬度峰值。
7.根据权利要求6所述的变温热处理下的汽车车门用铝合金材料，其特征在于，晶粒最小尺寸为2.6μm，最大尺寸为127.3～141.0μm，平均晶粒尺寸为32.4～37.7μm。
8.根据权利要求6或7所述的变温热处理下的汽车车门用铝合金材料在汽车领域中作为汽车车门轻量化材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种变温热处理下的汽车车门用铝合金材料的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，6xxx系al-mg-si合金材料的制法为：将6xxx系al-mg-si合金材料的原料熔化，使熔液混合均匀后，浇注到长300mm、宽200mm、高60mm的水冷钢模具中成型，获得铸锭，随后对铸锭进行切头；之后对铸锭进行均匀化处理：以50℃/h升温至550℃并保温6h，取出风冷至室温，对铸锭进行去皮处理，上下面铣去10mm，侧面铣去5mm，随后将铸锭放入480℃的炉内保温3h，之后放在四辊轧机热轧至5mm，冷却到室温后进行冷轧至1mm，获得铝合金冷轧板材，即6xxx系al-mg-si合金材料。
3.根据权利要求1或2所述的改性方法，其特征在于，6xxx系al-mg-si合金材料的合金成分为：mg:1.1wt％、si:0.7wt％、ag:0.25wt％、cu:0.25wt％、mn:0.05wt％、fe:0.10wt％，余量为al；或者6xxx系al-mg-si合金材料的合金成分为：mg:1.1wt％、si:0.7wt％、ag:0.5wt％、mn:0.05wt％、fe:0.10wt％，余量为al；或者6xxx系al-mg-si合金材料的合金成分为：mg:1.1wt％、si:0....
【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞欣，翁瑶瑶，陈家浩，李瑞明，郑罗肖，章晓波，刘满平，赵华，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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