汽車車身用高卷邊性能6xxx系合金板材及其制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁合金板，尤其涉及一種汽車車身用高卷邊性能6XXX系合金板材 及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界各國汽車保有量的持續(xù)增長，燃油消耗和廢氣污染日益加劇，以提高燃 油利用率和降低尾氣排放為目的的汽車輕量化成為汽車公司的重要發(fā)展目標。鋁及其合金 由于具有比強度和比剛度高、抗沖擊性能良好、加工成形性優(yōu)異以及極高的再回收率等一 系列優(yōu)良特性，成為汽車輕量化最理想的材料。
[0003] 用于汽車車身板的鋁合金主要有5XXX系和6XXX系合金，對于表面質(zhì)量要求高、形 狀簡單的汽車覆蓋件，常使用6XXX系合金材料?？蔁崽幚韽娀?XXX系合金板材能夠在固 溶、淬火處理后具有較低屈服強度的狀態(tài)下供貨，具有良好的沖制成形性能，并且能夠在汽 車涂裝烘烤處理過程中獲得強度提高。
[0004] 汽車覆蓋件外板需通過卷邊工藝來實現(xiàn)與內(nèi)板的連接，故其卷邊性能至關重要。 若6XXX系合金板材制造過程中加工工藝不當，則會導致成品板材晶粒尺寸粗大、金屬間化 合物含量過多、尺寸過大或呈串狀分布，此類金屬組織均不利于材料的卷邊性能，會導致卷 邊后零件外表面出現(xiàn)裂紋或連續(xù)頸縮等缺陷，汽車公司不予接受;不當?shù)募庸すに囘€會導 致成品板材中織構(gòu)的不均勻分布，在后續(xù)沖制成形過程中導致不均勻變形，從而引起表面 帶狀隆起，造成后期涂裝過程中的涂漆不均勻，形成漆刷線缺陷。
[0005] 專利申請?zhí)枮?00910132932.0的專利申請公開了一種烤漆固化性能優(yōu)良、室溫時 效得到抑制的鋁合金板及其制造方法，合金含有Si :0.4~1.5%、Mg:0.4~1.0%、Mn:0.01 ~0.5%、Cu:0.001~1.0%，專利規(guī)定了原子團簇的密度、Mg-Si化合物數(shù)量以及晶粒尺寸， 但其未對AlFe (Mn) S i化合物的數(shù)量、形貌以及分布進行規(guī)定。
[0006] 專利申請?zhí)枮?00980102613.3的專利申請公開了一種Al-Mg-Si系鋁合金板及其 制造方法，合金含有Si :0.1~2.5%、Mg:0.1~3.0%、Cu:0.001~1.0%、Mn:0.01~1.0%。 該專利對Goss織構(gòu)和Cube織構(gòu)的含量及其分布做了嚴格規(guī)定，所獲得合金板可抑制具有跨 越板寬方向的比較大的周期的凹凸皺痕在板材表面的形成，但未對合金板的卷邊進行闡 述。
[0007] 專利申請?zhí)枮?00880014784.6的專利申請公開了一種壓制成型用鋁合金板及其 制備方法，合金含有 31:0.2~2.0%、]\%:0.2~1.5、0<0.3%、卩6<0.5%、]\111<0.3%，該專 利對織構(gòu)進行了嚴格規(guī)定，所獲得鋁合金板材具有優(yōu)異的壓制成型性能，但未對卷邊性能 進行說明。
[0008] 專利申請?zhí)枮?01010545142.8的專利申請公開了一種6000系汽車車身用高烘烤 硬化性鋁合金材料及其制造方法，合金含有Si :0.5~1.0%、Mg :0.6~1.3、Cu :0.01~ 0.3%、Mn: 0.05~0.3%、Cr<0.1 %、Fe:0.05~0.25%，該專利獲得的板材具備較高的烘烤 硬化性能，且成型性能夠滿足加工要求，但未對卷邊性能進行說明。
[0009] 專利申請?zhí)枮?01010199924.0的專利申請公開了一種汽車車身用鋁合金及其板 材制造方法，合金含有Si:0.6~1.33%、Mg :0.6~1.33、Cu:0.3~0.7%、Mn:0.2~0.8%、 Cr:0.01~0.3%，該專利對板材的制備工藝進行了嚴格規(guī)定，獲得板材具備優(yōu)異的沖壓成 形性能，提高了鋁合金覆蓋件沖壓成品率，但未對卷邊性能進行說明。
[0010] 上述汽車覆蓋件用鋁合金板的專利大多是從板材的成形性能、漆刷線等方面進行 闡述，均未對鋁合金板材卷邊性能和表面漆刷線性能兩方面同時進行闡述，而作為汽車外 覆蓋件用板材，其卷邊性能和漆刷線性能尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種卷邊性能優(yōu)異、表面質(zhì) 量良好、力學性能穩(wěn)定性以及烤漆硬化性能優(yōu)異的汽車車身用高卷邊性能6XXX系合金板材 及其制造方法。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種汽車車身用高翻邊性能6XXX系鋁合金板，所述6XXX系 鋁合金板各組分及其質(zhì)量百分比為:Mg:0.25~0.6wt% ;Si:0.5~1.5wt% ;Μη:0·05~ 0.5wt % ;Fe S 0.3wt %，余3；為六1及正常雜質(zhì);所述6ΧΧΧ系錯合金板材縱截面金屬間化合物 總含量為0.5~2%，其中長寬比2 4的化合物含量<0.5%，無串狀分布的化合物存在，平均 晶粒尺寸在35μηι以下。
[0013] 本發(fā)明還公開了一種汽車車身用高翻邊性能6ΧΧΧ系鋁合金板的制造方法，其特征 在于包括以下步驟：
[0014] (1)將工業(yè)純鋁、各種中間合金按配比進行熔化，熔體經(jīng)精煉處理后鑄造成鑄錠；
[0015] (2)將鑄錠經(jīng)切頭、銑面后進行均勻化處理，均勻化處理溫度為500~580°C，均勻 化處理時間為2~10h;
[0016] (3)將經(jīng)步驟(2)處理后的鑄錠冷卻到熱乳開乳溫度并保溫1~10h后進行熱乳，開 乳溫度為400~500°C;
[0017] (4)將經(jīng)步驟(3)處理后的熱乳板進行冷乳、中間退火以及再次冷乳以獲得最終厚 度的冷態(tài)板材，中間退火后板材冷乳到最終厚度板材的冷乳壓下率為60~85% ;
[0018] (5)將經(jīng)步驟(4)處理后的板材進行固溶處理，固溶處理溫度為500~560°C，保溫 時間為15s~30min;
[0019] (6)將經(jīng)步驟(5)處理后的板材進行預時效處理，預時效處理溫度為60~100°C，時 間為2~10h。
[0020]進一步地，上述汽車車身用高翻邊性能6XXX系錯合金板的制造方法，其中：所述步 驟(1)中熔體經(jīng)精煉處理后，采用半連續(xù)設備鑄造鑄錠。
[0021]更進一步地，上述汽車車身用高翻邊性能6XXX系錯合金板的制造方法，其中：所述 步驟(3)中，熱乳的終乳溫度控制在300°C以下。
[0022]再進一步地，上述汽車車身用高翻邊性能6XXX系鋁合金板的制造方法，其中：所述 步驟(4)中，中間退火采用箱式退火或軟化退火法。
[0023]本發(fā)明的突出的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步體現(xiàn)在：（1)本發(fā)明對合金板材的 金屬間化合物的大小、數(shù)量、形態(tài)及其分布以及晶粒尺寸進行了嚴格規(guī)定，從而獲得優(yōu)異的 卷邊性能。合金板材在卷邊過程中，粗大金屬間化合物與鋁板基體之間的界面常會形成嚴 重應力集中，此區(qū)域易于形成微裂紋，降低合金板的卷邊性能，故嚴格控制金屬間化合物的 尺寸和數(shù)量對卷邊性能尤為重要;此外，長條狀的金屬間化合物在卷邊過程中容易斷裂，這 會導致鋁板基體中產(chǎn)生應力集中并形成微裂紋，降低卷邊性能；當金屬間化合物呈串狀分 布時，也會導致微裂紋的形成和卷邊性能的降低，故嚴格控制金屬間化合物的形貌和分布 同樣重要。除了金屬間化合物的影響，晶粒尺寸對卷邊性能的影響也非常重要，粗大的晶粒 會促進卷邊過程中剪切帶的產(chǎn)生和傳播，從而導致卷邊性能的降低。
[0024] (2)通過對板材的合金成分及制備過程中的均勻化處理制度和冷乳工藝等關鍵步 驟的嚴格規(guī)定，達到對金屬組織的嚴格控制。合金元素的含量主要影響金屬間化合物的數(shù) 量和尺寸，如當Fe、Mn元素含量過多時，會導致金屬間化合物含量偏多、尺寸偏大;均勻化處 理制度則會對金屬間化合物的形貌和分布產(chǎn)生較大影響，若退火溫度過低，則會導致金屬 間化合物形態(tài)呈長條狀或呈串狀分布;冷乳工藝主要是對合金板晶粒尺寸具有重要影響， 若冷乳壓下率過小，則會導致晶粒粗大。
【具體實施方式】
[0025] 以下結(jié)合具體實施例及比較例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳述，以使本 發(fā)明技術(shù)方案更易于理解和掌握。
[0026] 對于6XXX系合金板材來說，其卷邊性能是否優(yōu)異，主要影響因素如下：
[0027] 〈化學成分〉
[0028] 以下是對本發(fā)明合金板的化學成分及其含量進行規(guī)定。本發(fā)明合金板主要是作為 汽車車身外板使用，故要求具有優(yōu)異的卷邊性能、良好的表