本发明专利技术涉及机动车的成型铝合金白车身(“BIW”)部件的制造方法，该BIW部件在经过烤漆过程之后具有大于500MPa的屈服强度，该方法包括：(a)提供AlZnMgCu合金的、规格为0.5-4mm的轧制铝板产品，该产品经过了固溶热处理(SHT)并在所述SHT之后进行了淬火，其中经过SHT和淬火的铝板产品具有实质上经重结晶的微结构；(b)使所述的铝合金板成型，以得到成型BIW部件；(c)将该成型BIW部件与一个或多个其他金属部件组装，以形成构成机动车组件的组合件；(d)使所述的机动车组件经过烤漆过程，其中成型BIW部件中的铝合金板具有大于500MPa的屈服强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机动车(motor vehicle)的白车身(body-in-white，BIW)部件或成型(formed)铝合金结构部件的制造方法，该BIW部件在经过烤漆过程(paint-bake cycle)后具有大于约500MPa的屈服强度(yield strength)。
技术介绍
在下文中将会明了的是，除非另作说明，铝合金牌号和状态代号(temper designations)是指由美国铝业协会(Aluminum Association)在2009年出版的“Aluminum Standards and Data and the Registration Records”中的“Aluminum Association designations”。除非另作说明，对于合金组成或优选合金组成的任何描述，所指的百分数均为重量百分数。在机动车的生产中，尤其是如5051、5182、5454、5754、6009、6016、6022和6111的AA5xxx和AA6xxx-系列合金的铝合金已经被用于生产车身面板和结构部件或白车身(“BIW”)部件。特别是对于成型BIW部件而言，需要使用可成型并在经过烤漆过程后强度增加的铝合金。机械性能的通常目标是烤漆过程后的屈服强度或Rp0.2超过500MPa。此外，BIW部件通常需要的性能包括：用于成型操作的高可成型性，该成型操作通常通过冲压(stamping)、深拉制(deep drawing)或轧制成型(roll forming)来进行；烤漆后的高机械强度，以便使规格降低，从而将部件的重量最小化；在用于机动车制造的各种组装方法(如点焊、激光焊接、激光钎焊、钳紧(clinching)或铆接(riveting))中的良好表现；以及对于大量生产来说可接受的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供在烤漆过程后屈服强度超过500MPa的成型BIW部件的制造方法。本专利技术的另一目的是提供可用于这一方法的轧制铝合金板产品。本专利技术达到或超过了这些和其他目的以及进一步的优点，本专利技术提供了机动车的成型铝合金白车身(“BIW”)部件的制造方法，该BIW部件在经过烤漆过程后具有大于500MPa的屈服强度，其中该方法包括以下连续步骤：a.提供规格为约0.5-4mm、优选0.7-3.5mm的轧制铝板产品，该产品经过了固溶热处理(solution heat treatment，SHT)并在所述SHT之后进行了淬火；其中经过SHT和淬火的铝板产品具有实质上经重结晶的微结构，并且以重量百分数计具有下述化学组成：Zn 6.9％-8.0％；Mg 1.2％-2.4％；Cu 1.3％-2.4％；Mn ＜0.3％；0.05％-0.25％的Cr或Zr；Si ＜0.3％；Fe ＜0.35％；Ti ＜0.1％；杂质和其他组分，每种＜0.05％，总共＜0.2％；以及余量为铝；b.使铝合金板成型，以得到成型BIW部件，尤其是通过深拉制、压制或压制成型来成型；c.将该成型BIW部件与一个或多个其他金属部件组装，以形成构成机动车组件的组合件(assembly)；d.使所述的机动车组件经过烤漆过程，其中成型BIW部件中的铝合金板具有大于500MPa的屈服强度，并且在最佳实施例中具有约540MPa以上的屈服强度。为了具有良好的可成型性特性，经过轧制SHT和淬火的铝板应具有实质上经重结晶的微结构，这意味着在这种状态下有70％以上、优选约85％以上的晶粒被重结晶。相信经重结晶的微结构会产生更具各向同性的微结构，这对于得到良好的可成型性是很重要的。本领域技术人员熟知得到具有该微结构的此类板产品所需的方法。经淬火的铝板可被伸展约5％以下，或如本领域已知进行平整(levelled)。已经发现，在随后的自然时效、根据本专利技术任选或优选的任何热处理、成型操作和烤漆期间，该板产品中的这一经重结晶的微结构得以保持。该轧制的铝合金板以wt％计具有下述化学组成：Zn 6.9％-8.0％，优选约6.9％-7.8％；Mg 1.2％-2.4％，优选约1.4％-2.1％；Cu 1.3％-2.4％，优选约1.4％-1.8％；Mn ＜0.3％，优选＜0.25％；0.05％-0.25％的Cr或Zr；Si ＜0.3％，优选约0.1％-0.25％；Fe ＜0.35％，优选约0.1％-0.25％；Ti ＜0.1％；不可避免的杂质和其他组分，每种＜0.05％，总共＜0.2％；以及余量为铝。与该板产品中的微结构一起，该板产品的化学组成连同所定义的较窄的优选范围对得到在烤漆后机械性能高的可成型产品是必不可少的。除较高的可容许Si和Fe水平外，这一铝合金在其宽泛的定义内涵盖了AA7081和AA7085-系列铝合金。这些铝合金已知用于航空航天器(aerospace vehicles)的结构部件，已经发现：当这些铝合金以板产品的形式用于机动车的结构部件时，可容忍较高的Si和Fe含量而不会对这些应用的相关工程性质、尤其是烤漆后的强度造成不利影响。在优选的实施方式中，Zr作为强制性的合金元素以0.04％-0.25％、更优选约0.07％-0.18％存在。与添加Cr相比，优选添加Zr。在对合金坯料(alloy stock)(例如锭块(ingots)和方坯(billets))进行铸造期间，出于晶粒细化的目的可将Ti添加到该合金产品中。添加的Ti不应超过0.1％。添加Ti的优选下限为约0.01％。为了晶粒尺寸的控制，Ti可作为单一的元素添加，或是与作为铸造助剂的碳或硼一起添加。本领域公知的是，7000-系列合金产品可任选进一步包含至多约0.05％的Ca、至多约0.05％的Sr和/或至多约0.004％的Be。传统上，铍的添加起到脱氧剂/锭块开裂抑制剂(ingot cracking deterrent)的作用，并可被用于本专利技术的合金产品中。然而由于环境、健康和安全的原因，本专利技术更优选的实施方式为实质上无Be。出于和Be相同的目的，可将少量的Ca和Sr单独添加或组合添加到合金产品中。优选添加约10-100ppm的Ca。在SHT和淬火之后，可将板产品成型为机动车的成形(shaped)BIW部件。在成形以前，可用润滑剂、油或干膜润滑剂(dry lubricant)涂覆...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.12 EP 09162616.81.机动车的成型铝合金白车身(BIW)部件的制造方法，所述BIW
部件在经过烤漆过程之后具有大于500MPa的屈服强度，所述方法包括：
a.提供规格为0.5-4mm的轧制铝板产品，该产品经过了固热溶处理
(SHT)并在所述SHT之后进行了淬火，其中经过SHT和淬火的铝板产
品具有实质上经重结晶的微结构，并且以重量百分数计具有下述化学组
成：
Zn 6.9-8.0，优选6.9-7.8；
Mg 1.2-2.4，优选1.4-2.1；
Cu 1.3-2.4；
Mn ＜0.3；
0.05-0.25的Cr或Zr；
Si ＜0.3，优选0.1-0.25；
Fe ＜0.35，优选0.1-0.25；
Ti ＜0.1；
杂质和其他组分，每种＜0.05，总共＜0.2；余量为铝；
b.使铝合金板成型，以得到成型BIW部件；
c.将所述成型BIW部件与一个或多个其他金属部件组装，以形成构
成机动车组件的组合件；
d.使所述机动车组件经过烤漆过程，其中所述成型BIW部件中的铝
合金板具有大于500MPa的屈服强度。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述铝合金具有0.04％-0.25％、
优选0.07％-0.18％的Zr。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述铝合金具有1.4％-1.8％
的Cu含量。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，步骤d中的烤漆过
程包括至少一个如下的热处理步骤：将构成机动车组件的组合件在140℃
-190℃的温度下保持10min到短于40min的时间段。
5.如权利要求1或4任一项所述的方法，其中，在步骤b中成型前
10h内，整个铝合金板已被加热至400℃-490℃的温度，并在这一温度下
均热3s-15min的时间段，然后快速地冷却。
6.如权利要求5所述的方法，其中，在步骤b中成型前10h内，整
个铝合金板已被加热至450℃-480℃的温度，并在这一温度下均热
3s-15min的时间段，然后快速地冷却。
7.如权利要求1或4任一项所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿克塞尔·亚力山大·马里亚·斯梅伊尔斯，布鲁诺·谢佩尔斯，萨拜因·马里亚·斯潘格尔，阿拉斯泰尔·怀斯，英戈·京特·克罗帕夫尔，苏尼尔·科斯拉，
申请(专利权)人：阿勒里斯铝业科布伦茨有限公司，阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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