由轧制的Al-Zn合金制造汽车结构部件的方法技术

本发明专利技术涉及制造机动车成型铝合金结构部件或白车身（BIW）部件的方法，所述方法包括以下步骤：（a）提供轧制铝板产品，其中，铝合金为AA7000系列铝合金，规格为0.5mm至4mm，并且经固溶热处理且已冷却；（b）对铝合金板进行成型，获得三维成型部件；（c）将所述三维成型部件加热至50℃至250℃之间的至少一个预时效温度；以及（d）对所成型并预时效的机动车组件进行烤漆过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制造机动车的成型招合金结构部件或白车身(body-1n-white,BH)部件的方法，其中，所述铝合金为AA7000系列合金。
技术介绍
在下文中将会明了的是，除非另有说明，铝合金牌号和状态代号(temperdesignations)是指在 2010 年由美国招业协会(Aluminum Association)出版的 AluminumStandards and Data and the Registration Records 中的 Aluminum Associationdesignations。对于合金组成或优选的合金组成的任何描述而言，除非另有说明，所有提及百分比之处都是指重量百分比。白车身由汽车的结构组件组成，不包括开闭件(closures)(例如车门盖板、发动机罩板和后备箱罩板)。在生产特殊招合金材质的机动车中，AA5xxx系列合金和AA6xxx系列合金如5051、5182、5454、5754、6009、6016、6022和6111，已被用于制造汽车结构部件以及白车身(“BIW”)部件。对于尤其是用于成型结构部件以及BIW部件的铝合金的使用存在需求，所述铝合金可成型、特别是在经烤漆过程(paint bake cycle)后强度提升。另外，对于这些部件，通常需要的特性包括: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(deep drawing)或轧制成型(roll forming)来进行；烤漆后的高机械强度，以能够使规格降低，从而将部件重量最小化；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。国际专利申请W0-2010/049445-A1 (Aleris)公开了一种由铝合金板产品制造的汽车结构组件，所述铝合金板产品规格为0.5mm至4mm，并且其组成以重量百分比计由下述物质组成:Zn5.0-7.0、Mgl.5-2.3、Cu 最高 0.20、Zr0.05-0.25、任选的 Mn 和 / 或 Cr、Ti最高0.15、Fe最高0.4、Si最高0.3，余量由杂质和铝构成。所述板产品已经过固溶热处理(solution heat treatment, SHT)并在所述SHT之后冷却，时效处理至屈服强度为至少390MPa,在时效后成型获得汽车成型结构组件，随后与一个或多个其它金属部件组装得到形成机动车组件的组合件(assembly)，并进行烤漆过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供制造由AA7000系列板合金产品制成的成型结构部件的方法。本专利技术的另一目的是提供制造由AA7000系列板合金产品制成的汽车成型结构部件的方法。本专利技术达到或超过了这些和其它目的以及进一步的优点，本专利技术提供了对机动车成型铝合金结构部件或白车身(BIW)部件进行制造的方法，所述方法包括以下步骤:a.提供轧制铝板产品，其中铝合金为AA7000系列铝合金，其规格为约0.5mm至4mm、优选约0.7mm至3.5mm ;在冷却操作之后，在位于实现实质强化的铝合金相区温度下进行热处理，所述热处理包括经常应用的固溶热处理(“SHT”)继以淬火；b.对铝合金板进行成型，获得三维成型部件；c.将所述三维成型部件加热到50°C至250°C之间的预时效温度；以及d.对成型并预时效后的部件进行烤漆过程，其中所述烤漆过程使得在所述AA7000系列合金产品中，屈服强度为至少350MPa、更优选至少400MPa。根据本专利技术发现，在板产品成型后、但在烤漆过程之前进行预烘烤或预时效处理，显著降低了由AA7000系列铝合金板产品制成的成型铝部件延迟断裂的敏感度(delayedfracture sensitivity)。已经发现AA7000系列板合金当例如通过冲压为三维部件时,在例如压制车间内的环境温度和环境气氛下可对断裂裂缝(fracture cracking)敏感，因此通常在非侵蚀性腐蚀性环 境中进行。这导致冲压的组件可能在成型操作期间或成型操作完成时不直接显出显著的形成裂缝的倾向，但在周围环境下，在一定延迟后(仅数小时或甚至数天后首次)显出所述倾向。本文也将这种现象称为对延迟裂缝形成的敏感度。然而，当将成型组件进行预时效处理时，所述对延迟裂缝形成的敏感度显著降低，并且通过根据成型操作和所使用的合金优化所述预时效处理，甚至能克服所述敏感度。所述预时效处理可由一个单次热处理组成，但还可在不同温度下以一系列的两次或多次热处理进行。并可作为等温热处理来进行；或在所描述的温度-时间范围内，作为非等温热处理来进行。预时效温度的优选上限为约210°C、优选约190°C、更优选约140°C。过高温度可导致在烤漆过程后对于强度水平的副作用。预时效温度的优选下限为约70°C、更优选约100°C。限定温度范围内的预时效处理优选如下进行:成型产品在预时效温度下不超过5小时，以避免生产能力降低，并且更优选不超过约I小时。最短时间为约I分钟。通常，预时效处理在预时效温度下进行数分钟、例如2分钟至30分钟、如4分钟或8分钟。已经发现，提高预时效时间(尤其是在温度范围较高端值下运行的情况)可趋向于峰值时效或近峰值时效产物(peak-aged or near-peak aged product),在烤漆过程后产生过时效合金(over-aged alloy)。过时效材料通常具有改善的腐蚀性能,但强度水平相应地降低。后者在根据本专利技术的板材应用方面是不希望的。典型的加热速度将为5°C /hr至300°C /hr。已经发现在预时效处理期间形成的沉淀相当稳定，以至从预时效温度降至环境温度的冷却速率并非至关重要。因此已经发现，常规的空气冷却或环境冷却至环境温度是方便的冷却方式。优选避免使用通过空气、喷雾或水进行强制冷却，这是因为可能不利地提高成型部件的畸变量。本专利技术的方法可应用于大范围的7000系列铝合金，且某些合金比其它合金更易于对延迟裂缝形成具有敏感度，并且还可能影响到成型操作、尤其是成型板产品的形变度。由于这一理由，成型操作与预时效处理之间的时间延迟可在某种程度上改变，但理想情况是保持相对较短。优选地，所述预时效处理在成型操作之后约30小时内进行，优选在约20小时内进行，更优选在约12小时内进行。应当提及的是，在制造汽车组件时进行预时效热处理在本领域中是已知的。然而，这些处理是在SHT和淬火之后以及任何成型操作(例如冲压、深拉)之前，为增强所谓的烤漆响应(在汽车烤漆过程中显著强化合金板)而对AA6000系列板合金产品进行的热处理。预时效处理的应用增强了沉淀动力学，并降低了沉淀尺寸且缩小了颗粒平均间距。因此涉及将预时效处理应用于不同系列的铝合金、应用于生产过程期间的不同时刻，并且产生了不同的技术效果。轧制铝合金板可通过本领域已知的方法获得，所述方法包括对轧制材料进行连续铸造或DC铸造、均化作用和/或对轧制材料进行预热、热轧和/或冷轧，直至最终规格通常为约0.5_至4_的范围内。根据合金组成以及冷加工的量，可在冷轧操作之前或在冷轧操作期间进行中间退火。板产品的热处理(如SHT)以及淬火可作为连续操作进行，例如使用连续退火线(contin本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.05 EP 10190110.61.一种对机动车的成型铝合金结构部件或白车身(BIW)部件进行制造的方法，所述方法包括以下步骤: a.提供轧制铝板产品，其中，铝合金为AA7000系列铝合金，所述铝合金规格为0.5_至4mm,并且经固溶热处理且已冷却； b.对所述铝合金板进行成型，获得三维成型部件； c.将所述三维成型部件加热到50°C至250°C之间的至少一个预时效温度；以及 d.对成型并预时效后的部件进行烤漆过程。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预时效温度在70°C至210°C之间。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述预时效温度在100°C至190°C之间。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其中，所述成型部件处于所述预时效温度下的时间不超过5小时,优选不超过I小时。5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中，使用环境冷却将所述成型部件从预时效温度冷却至环境温度。6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其中，在烤漆过程之前的预时效成型部件与一个或多个其它金属部件组装，得到形成机动车组件的组装件。7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其中，成型操作与预时效处理之间的时间延迟小于20小时，优选小于12小时。8.如权利要求1至 7任一项所述...

【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，苏尼尔·科斯拉，
申请(专利权)人：阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司，
类型：
国别省市：