一種鋁合金薄板及其生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車(chē)車(chē)身用6016系鋁合金薄板及其生產(chǎn)方法。鋁合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：Si 1.0～1.5％，F(xiàn)e 0～0.50％,Cu 0～0.20％，Mn 0～0.20％，Mg 0.25～0.60％，Cr 0～0.10％，Zn 0～0.10％，Ti 0～0.10％，余量為Al。本發(fā)明通過(guò)配料→熔煉→轉(zhuǎn)爐→爐側(cè)精煉→靜置→鑄造→鋸切→銑面→鑄錠均勻化處理→熱軋→中間退火→冷軋→電火花毛化處理→冷軋成品→固溶淬火→拉矯→Ti/Zr鈍化→預(yù)時(shí)效→成品卷材。本發(fā)明能為用戶(hù)提供高品質(zhì)的車(chē)身用薄板，提高沖壓時(shí)成品率，降低汽車(chē)廠家成本，改善鋁合金板材的成形性和烘烤硬化性，具有廣闊的市場(chǎng)前景和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種錯(cuò)合金薄板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于侶合金板材生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種汽車(chē)車(chē)身用6016系侶合金 薄板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 節(jié)能減排、汽車(chē)輕量化已成全球趨勢(shì)。經(jīng)幾十年汽車(chē)輕量化材料的研究和發(fā)展，人 們逐漸認(rèn)為6016(A1-Mg-Si系)合金是作為汽車(chē)車(chē)身板的最佳侶合金材料。它不但具有綜合 力學(xué)性能及成形性能，而且是熱處理可強(qiáng)化侶合金，在烘烤硬化(BH)性能比其他系侶合金 的好。作為汽車(chē)外板，它必須具有合金材料的抗凹痕性、成形性、時(shí)效穩(wěn)定性、表面光鮮性及 燒烤硬化性能。
[0003] CN104561681A汽車(chē)車(chē)身用6016侶合金薄板及其生產(chǎn)方法專(zhuān)利中所敘述的一種生 產(chǎn)方法，通過(guò)烙煉及鑄造、銳面、熱社、冷社、熱處理工藝步驟，提高了侶合金板材的皿前伸 長(zhǎng)率和皿后屈服強(qiáng)度，提高沖壓時(shí)成品率，降低汽車(chē)廣家成本，改善侶合金板材的成形性和 烘烤破化性。但是運(yùn)種板材只能作汽車(chē)內(nèi)板或低廉的汽車(chē)外板用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種汽車(chē)車(chē)身用6016系侶合金薄板及其生產(chǎn) 方法。
[0005] 本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] -種侶合金薄板，其特征在于，所述侶合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：Si 1.0~l.l%，F(xiàn)e0.16~0.22%，Cu0.12~0.16%，Mn0.08~0.12%，Mg0.45~0.45%，Cr 0~0.10%，2110~0.10%，1'10~0.10%，余量為41。它與451]\182091 或68/"13190公布的 標(biāo)稱(chēng)化學(xué)成分相比（如表1)，主要成分控制更嚴(yán)格，綜合提高了抗凹痕性、成形性、時(shí)效穩(wěn)定 性、表面光鮮性及燒烤硬化性能。
[0007] 表1標(biāo)稱(chēng)成分與本發(fā)明化學(xué)成分比較 [000引
[OOUV J 一巧觀上化巧曾金簿恢的生廣萬(wàn)法，具特化巧十，所化萬(wàn)法包巧：配科^裕爍^巧 爐^爐側(cè)精煉^靜置^鑄造^銀切^銳面^鑄錠均勻化處理^熱社^中間退火^冷社^ 電火花毛化處理^冷社成品^固溶澤火^拉矯(永久變形率)^Ti/Zr純化^預(yù)時(shí)效^成品 卷材。
[0010] 根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述方法包括：
[0011] (1)烙煉及鑄造:按侶合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比準(zhǔn)備原材料，在72(TC~ 750°C的條件下烙煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時(shí)，開(kāi)啟電磁攬 拌，當(dāng)侶合金原材料全部烙化后，加入成分添加劑，并進(jìn)行化渣、調(diào)整成分、轉(zhuǎn)移烙體到保溫 爐，進(jìn)行爐側(cè)Ar+C12混合氣精煉，成分合格及鑄造準(zhǔn)備充分后，烙體靜置適當(dāng)時(shí)間，在烙體 溫度700°C~710°C條件下經(jīng)在線處理，誘注成侶合金鑄錠；
[0012] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面；
[0013] (3)熱社：將步驟（2)處理后的侶合金鑄錠在步進(jìn)式推進(jìn)爐中加熱到480°C~570 °C，保溫8~26h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為330°C~350°C ;
[0014] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C~390°C，化中問(wèn)退火后，再將侶合 金板由3.Omm經(jīng)4道次冷社至1.05mm，再經(jīng)電火花毛化1 .Omm;
[001引（5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C~570°C固浴處理，總加熱時(shí)間 為90~110秒，立即進(jìn)行水冷，3min內(nèi)溫度降至60°C W下，接著進(jìn)行拉矯，永久變形率:0.5 % ~1.0%，Ti/Zr純化、預(yù)時(shí)效處理，預(yù)時(shí)效處理?xiàng)l件為120°C~180°C，保溫Imin~2min。
[0016] 根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述步驟(1)的烙體凈化采用多級(jí)聯(lián)合烙體凈化技 術(shù)，即：從原鋪材料選配開(kāi)始，經(jīng)烙煉、烙體爐內(nèi)混合氣體精煉、在線多級(jí)串聯(lián)SNIF除氣、雙 級(jí)陶瓷過(guò)濾、加蓋流槽預(yù)熱干燥防污染等多種工藝措施，使烙體中的氣體、夾渣排除，得到 較純潔烙體的工藝技術(shù)。
[0017] 根據(jù)上述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟(5)中的TiAr純化膜重:2.0mg/m2《 11《8.〇111旨/1112;在線預(yù)時(shí)效處理制度為145171111山。
[001引本發(fā)明的有益效果：
[0019] 1.本發(fā)明生產(chǎn)方法中在烙體烙煉鑄造過(guò)程中，烙體凈化采用多級(jí)聯(lián)合烙體凈化技 術(shù)，使鑄錠冶金質(zhì)量達(dá)到高純化的水平，使鑄錠冶金質(zhì)量滿足：晶粒度1級(jí)；[H]《0.1 ml/ 100gAl;Na<2P化;化<4P化;渣<50K/kg。產(chǎn)品的成形性能及力學(xué)性能更優(yōu)異。
[0020] 2.本發(fā)明生產(chǎn)方法中采用中間退火工藝，可W改善帶材的卷取性能，而且可改善 熱社組織的不均勻性對(duì)材料表面性能的不利影響，還可W控制侶合金固溶處理后的顯微組 織，在一定程度上提高成形性能(橫向塑性應(yīng)變比HI)。
[0021] 3.本發(fā)明生產(chǎn)方法中采用抓T毛化處理及Ti/Zr純化處理，可使板材表面更具吸附 性和涂漆后光鮮性。
[0022] 4.本發(fā)明生產(chǎn)方法中固溶澤火及預(yù)時(shí)效處理，能有效地消除產(chǎn)品因自然時(shí)效使烤 漆硬化不佳的影響。
[0023] 5.本發(fā)明是一種完整的汽車(chē)車(chē)身用6016侶合金薄板生產(chǎn)方法，能為用戶(hù)提供高品 質(zhì)的車(chē)身用薄板，提高沖壓時(shí)成品率，降低汽車(chē)廠家成本，改善侶合金板材的成形性和烘烤 硬化性，具有廣闊的市場(chǎng)前景和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明公開(kāi)了一種侶合金薄板，其化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：Si 1.0~1.1% ,Fe 0.16~0.22%，Cu0.12~0.16%，Mn0.08~0.12%，Mg0.45~0.45%，Cr0~0.10%，Zn O~0.10%，Ti O~0.10 %，余量為Al。。本發(fā)明的生產(chǎn)方法包括:配料一烙煉一轉(zhuǎn)爐一爐側(cè) 精煉^靜置^鑄造^銀切^銳面^鑄錠均勻化處理^熱社^中間退火^冷社^電火花毛 化處理^冷社成品^固溶澤火^拉矯(永久變形率)^Ti/Zr純化^預(yù)時(shí)效^成品卷材。
[0025] 下面結(jié)合一些具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026] -種汽車(chē)車(chē)身用6016合金薄板，其化學(xué)成分及質(zhì)量百分比如表1。
[0027] 表1該合金成分實(shí)測(cè)值(wt%)
[OfPRl
[0029] 實(shí)例1~4之一任意所述的汽車(chē)車(chē)身用6016侶含金薄板的生產(chǎn)方法之一，包括W下 步驟：
[0030] (1)烙煉及鑄造:按實(shí)例1~4任意所述的侶合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比準(zhǔn) 備原材料，其中，固體料占30%，一、二級(jí)廢料45%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時(shí)，開(kāi)啟電磁攬拌，當(dāng)侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進(jìn)行化渣、調(diào)整成分、轉(zhuǎn)移烙體到保溫爐，進(jìn)行爐 側(cè)Ar+C12混合氣精煉(STAS)，成分合格及鑄造準(zhǔn)備充分后，烙體靜置30min，在烙體溫度700 ~710°C條件下經(jīng)在線(SNIF除氣、CCF過(guò)濾(30PPI巧OPPI)、晶粒細(xì)化)處理，誘注成侶合金 鑄錠。鑄錠冶金質(zhì)量滿足：晶粒度1級(jí)；陽(yáng)]=0.0851111/100旨41;化=2??111;〔日<4??111;渣= 24K/kg
[0031] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0032] (3)熱社:將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進(jìn)式推進(jìn)爐中加熱到560°C/24h+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為339°C。
[0033] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C/2h中問(wèn)退火后，再將侶合金板由 3. Omm經(jīng)4道次冷社至1.05mm，再經(jīng)邸T毛化1.0mm。
[0034] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時(shí)間為96秒， 立即進(jìn)行水冷(室溫），3min內(nèi)溫度降至60°CW下，接著進(jìn)行拉矯，永久變形率:0.6%，Ti/Zr 純化膜重(TZ = 6.03mg/m2每面），預(yù)時(shí)效處理145°C，保溫70秒。
[0035] 實(shí)例1~4之一任意所述的汽車(chē)車(chē)身用6016侶含金薄板的生產(chǎn)方法之二，包括W下 步驟：
[0036] (1)烙煉及鑄造:按實(shí)例1~4任意所述的侶合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比準(zhǔn) 備原材料，其中，固體料占40%，一、二級(jí)廢料45%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時(shí)，開(kāi)啟電磁攬拌，當(dāng)侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進(jìn)行化渣、調(diào)整成分、轉(zhuǎn)移烙體到保溫爐，進(jìn)行爐 側(cè)Ar氣精煉(STAS)，成分合格及鑄造準(zhǔn)備充分后，烙體靜置30min，在烙體溫度700~710°C 條件下經(jīng)在線(SNIF除氣、CCF過(guò)濾(30PPI巧OPPI)、晶粒細(xì)化)處理，誘注成侶合金鑄錠。鑄 錠冶金質(zhì)量滿足：晶粒度1 級(jí)；[扣=0. 097ml/100gAl;Na = 2PRH; Ca<4PRii;渣=28K/kg
[0037] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0038] (3)熱社：將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進(jìn)式推進(jìn)爐中加熱到560°C /化+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為350°C。
[0039] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C/2h中問(wèn)退火后，再將侶合金板由 3. Omm經(jīng)4道次冷社至1.05mm，再經(jīng)邸T毛化1.0mm。
[0040] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時(shí)間為90秒， 立即進(jìn)行水冷(室溫），3min內(nèi)溫度降至60°CW下，接著進(jìn)行拉矯，永久變形率:0.8%，Ti/Zr 純化膜重(TZ = 6. llmg/m2每面），預(yù)時(shí)效處理150°C，保溫60秒。
[0041] 實(shí)例1~4之一任意所述的汽車(chē)車(chē)身用6016侶含金薄板的生產(chǎn)方法之=，包括W下 步驟：
[0042] (1)烙煉及鑄造:按實(shí)例1~4任意所述的侶合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比準(zhǔn) 備原材料，其中，固體料占45%，一、二級(jí)廢料40%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時(shí)，開(kāi)啟電磁攬拌，當(dāng)侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進(jìn)行化渣、調(diào)整成分、轉(zhuǎn)移烙體到保溫爐，進(jìn)行爐 側(cè)(Ar95 % +C125 % )混合氣體精煉(STAS)，成分合格及鑄造準(zhǔn)備充分后，烙體靜置35min，在 烙體溫度700~710 °C條件下經(jīng)在線(SNIF除氣、CCF過(guò)濾(30PPI巧OPPI )、晶粒細(xì)化)處理，誘 注成侶合金鑄錠。鑄錠冶金質(zhì)量滿足：晶粒度1級(jí)；陽(yáng)]=0.0802ml/100gAl;化=2P化;化< 4PRH;渣= 20K/kg
[0043] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0044] (3)熱社:將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進(jìn)式推進(jìn)爐中加熱到560°C/24h+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為355°C。
[0045] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C/2h中問(wèn)退火后，再將侶合金板由 3. Omm經(jīng)4道次冷社至1.05mm，再經(jīng)邸T毛化1.0mm。
[0046] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時(shí)間為90秒， 立即進(jìn)行水冷(室溫），3min內(nèi)溫度降至60°CW下，接著進(jìn)行拉矯，永久變形率:0.8%，Ti/Zr 純化膜重(TZ = 6.09mg/m2每面），預(yù)時(shí)效處理160°C，保溫50秒。
[0047] 實(shí)例1~4之一任意所述的汽車(chē)車(chē)身用6016侶含金薄板的生產(chǎn)方法之四，包括W下 步驟：
[0048] (1)烙煉及鑄造：按實(shí)例1~4任意所述的侶合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比準(zhǔn) 備原材料，其中，固體料占45%，一、二級(jí)廢料40%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時(shí)，開(kāi)啟電磁攬拌，當(dāng)侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進(jìn)行化渣、調(diào)整成分、轉(zhuǎn)移烙體到保溫爐，進(jìn)行爐 側(cè)(Ar95 % +C125 % )混合氣體精煉(STAS)，成分合格及鑄造準(zhǔn)備充分后，烙體靜置35min，在 烙體溫度700~710 °C條件下經(jīng)在線(SNIF除氣、CCF過(guò)濾(30PPI巧OPPI)、晶粒細(xì)化)處理，誘 注成侶合金鑄錠。鑄錠冶金質(zhì)量滿足：晶粒度1級(jí)；陽(yáng)]=0.0755ml/100gAl;化=2P化;化< 4PRH;渣= 22K/kg
[0049] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0050] (3)熱社：將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進(jìn)式推進(jìn)爐中加熱到560°C/24h+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為346°C。
[0051 ] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材由3. Omm經(jīng)4道次冷社至1.05mm，再經(jīng)邸T毛 化1.0mm。
[0052] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時(shí)間為90秒， 立即進(jìn)行水冷(室溫），3min內(nèi)溫度降至60°C W下，接著進(jìn)行拉矯(永久變形率:0.8%) ,Ti/ Zr純化膜重(TZ = 6.15mg/m2每面），預(yù)時(shí)效處理150°C，保溫60秒。
[0053] 實(shí)例1~4所述的汽車(chē)車(chē)身用6016侶含金薄板的任意之一的生產(chǎn)方法生產(chǎn)薄板上 取橫向樣，在室溫下，按用戶(hù)要求檢測(cè)侶合金薄板的力學(xué)性能(T4P)。其結(jié)果如表2所示?？?見(jiàn)，增加固體投料，可明顯減少渣含量;采用中間退火，可增加橫向塑性應(yīng)變比r值。
[0054] 實(shí)例1~4所述的汽車(chē)車(chē)身用6016侶含金薄板的任意之一的生產(chǎn)方法生產(chǎn)薄板上 取橫向樣，在室溫下放置60天，按用戶(hù)要求檢測(cè)侶合金薄板的力學(xué)性能。其結(jié)果如表3所示。 可見(jiàn)，性能穩(wěn)定性較好。
[0055] 實(shí)例1~4所述的汽車(chē)車(chē)身用6016侶含金薄板的任意之一的生產(chǎn)方法生產(chǎn)薄板，在 室溫下放置60天后從薄板上取橫向樣，經(jīng)2%永久變形，再185°C保溫20min熱處理;按用戶(hù) 要求檢測(cè)侶合金薄板(T64)的力學(xué)性能。其結(jié)果如表4所示。
[0056] 表2在室溫下放置7天，侶合金薄板(T4P)的力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果
[opwl
[0059]表3在室溫下放置60天，合金薄板(T4P)的力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果
[0(
[0
[0。占 。I
[0
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁合金薄板，其特征在于，所述鋁合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：Si 1.0 ~1.5%，F(xiàn)e O~0.50%，Cu O~0.20%，Mn O~0.20%，Mg 0.25~0.60%，Cr O~0.10%， 2110~0.10%，110~0.10%，余量為八1。2. -種如權(quán)利要求1所述的鋁合金薄板的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述方法包括:配料 -熔煉-轉(zhuǎn)爐-爐側(cè)精煉-靜置-鑄造-鋸切-銑面-鑄錠均勻化處理-熱乳-中間退 火-冷乳-電火花毛化處理-冷乳成品-固溶淬火-拉矯-Ti/Zr鈍化-預(yù)時(shí)效-成品卷 材。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括： (1) 熔煉及鑄造:按鋁合金薄板的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比準(zhǔn)備原材料，在720 °C~750 °C 的條件下熔煉鋁合金原材料，鋁合金原材料50%~60%熔化為鋁液時(shí)，開(kāi)啟電磁攪拌，當(dāng)鋁 合金原材料全部熔化后，加入成分添加劑，并進(jìn)行扒渣、調(diào)整成分、轉(zhuǎn)移熔體到保溫爐，進(jìn)行 爐側(cè)Ar+C12混合氣精煉，成分合格及鑄造準(zhǔn)備充分后，熔體靜置適當(dāng)時(shí)間，在熔體溫度700 °C~710°C條件下經(jīng)在線處理，澆注成鋁合金鑄錠； (2) 銑面:將步驟(1)鋁合金鑄錠切頭切尾，銑面； (3) 熱乳:將步驟(2)處理后的鋁合金鑄錠在步進(jìn)式推進(jìn)爐中加熱到480°C~570°C，保 溫8~26h，然后在1+5熱連乳至厚度3. Omm鋁合金卷，終乳溫度為330°C~350°C ; (4) 冷乳:將步驟(3)得到的鋁合金卷材在380°C~390°C，2h中問(wèn)退火后，再將鋁合金板 由3.Omm經(jīng)4道次冷乳至1.05mm，再經(jīng)電火花毛化I .Omm; (5) 熱處理:將步驟(4)得到的鋁合金薄板在560°C~570°C固浴處理，保溫時(shí)間為90~ 110秒，立即進(jìn)行水冷，3min內(nèi)溫度降至60 °C以下，接著進(jìn)行拉矯，永久變形率：0.5 %~ 1.0%，Ti/Zr鈍化、預(yù)時(shí)效處理，預(yù)時(shí)效處理?xiàng)l件為120°C~180°C，保溫Imin~2min。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)的熔體凈化采用多級(jí)聯(lián)合熔 體凈化技術(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟（5)中的T i / Z r鈍化膜重： 2.〇11^/1112<1';^8.〇11^/1112;在線預(yù)時(shí)效處理制度為145°〇/1111；[11。
【文檔編號(hào)】C22C1/02GK105925858SQ201610411418
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】呂正風(fēng), 張華 , 孟凡林, 孫學(xué)明, 陶志民, 曹零勇, 房洪杰, 盛光英, 辛濤
【申請(qǐng)人】山東南山鋁業(yè)股份有限公司, 煙臺(tái)南山學(xué)院