改善aa6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法
2023-05-20 10:28:06 1
專利名稱：：改善aa6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法
技術領域：
：本發明涉及一種改善AA6022鋁合金板材烤漆硬化性的預熱處理工藝，屬於鋁合金熱處理
技術領域：
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背景技術：
：鋁合金材料由於具有比強度高、耐腐蝕，抗衝擊性能好，易表面著色，良好的加工成形性以及極高的再回收、再生性等一系列優良特性，成為汽車輕量化最理想的材料。由於可熱處理強化的6xxx系鋁合金同時具有固溶狀態(T4狀態)下好的成形性能和烤漆狀態(T8狀態)下較高的強度，被認為是用作汽車車身板最有前途的合金。在鋁合金汽車車身板的生產過程中，由於運輸和儲存，固溶處理後的板材需在室溫放置一段時間(至少一個月)後才在汽車部件生產廠進行衝壓和烤漆處理。室溫放置所產生的自然時效，將造成板材性能下降一方面，自然時效使合金的強度升高，延伸率下降，造成車身零件的衝制困難，成品率下降；另一方面，自然時效消耗了合金內大量的溶質原子及空位，使合金的時效強化效應延遲，烤漆硬化能力大大降低。這種現象嚴重阻礙了6xxx系鋁合金薄板在汽車車身衝壓成形件的應用及材料抗衝擊能力的提高。解決這個問題的有效途徑是在材料生產廠進行合適的預熱處理工藝從而降低或消除自然時效對衝壓成形及烤漆硬化帶來的不利影響。但通常預熱處理需在板材固溶處理後立即或在極短的時間內進行，方可達到降低或消除自然時效不利影響的作用。YucelBirol研究了AA6016合金固溶淬火後10min內在6020(TC進行230min的預熱處理，發現固溶淬火後iomin內立即進行140180°C/10min的預時效處理可在不降低AA6016合金板材衝壓成形性能的基礎上，提高材料的烘烤硬化性能。但該研究結果所要求的固溶淬火後至預時效處理之間的轉移時間太短，工業化生產較難實現。關紹康等人研究了Al-Mg-Si-Cu合金固溶淬火後立即進行15(TC/5min的預時效工藝，認為預時效有利於提高材料的烘烤硬化性，該研究結果同樣存在轉移時間太短，工業化生產較難實現的問題。田妮等人研究了6111合金板材固溶水淬後室溫下放置2小時至5天，然後在18020(TC進行715分鐘的預處理，認為在該工藝下進行預熱處理後6111合金薄板供貨狀態下的衝壓性能及烤漆後的強度均有所提高。這種預熱處理方法在實驗室比較容易實現。但該方法由於預時效時間太短，難以解決工業化生產中存在的巻重較大的問題，很難在這麼短的時間內得到性能均一的板材，因而預熱處理的效果無法很好體現。
發明內容本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種改善AA6022鋁合金汽車板材烤漆硬化性的方法，旨在有效解決目前AA6022鋁合金汽車板烤漆後強度低等問題，使板材較好滿足汽車板對抗衝擊性能的要求。本發明的目的通過以下技術方案來實現改善AA6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法，特點是將AA6022鋁合金板材固溶水淬後，於一周之內進行預熱處理，預熱處理溫度為60"C100°C，預熱處理時間為30min12小時。進一步地，上述的改善AA6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法，所述預熱處理的溫度為60°C80°C，預熱處理時間為610小時。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在本發明預熱處理工藝採用的溫度較低，時間較短，不會耗費大量能源，不必增加設備投資。更重要的是AA6022鋁合金板材經本發明方法處理後烘烤硬化性得到顯著提高，成形性能也有所改善。這有利於汽車生產廠提高衝壓成品率，降低衝壓成本，並且在無需改變現有烤漆工藝的情況下就能進一步挖掘鋁合金時效硬化的潛力，滿足汽車板抗衝擊的要求，促進汽車生產廠廣泛採用鋁合金板材代替鋼板以達到汽車輕量化的目的；滿意的實現節能減排，產生了極為顯著的社會經濟效益，簡易適用，市場前景廣闊。具體實施例方式本發明針對現有低Cu含量的6xxx系鋁合金汽車板烤漆後強度較低，難以滿足汽車板對抗衝擊性能的要求，提出一種改善低Cu含量的AA6022鋁合金汽車板烤漆硬化性的方法。即以已經應用於生產汽車車身板的6xxx系鋁合金中成形性能最好的AA6022合金薄板為研究對象，AA6022合金成分的質量百分含量為Si0.81.5%，Mg0.450.7%，Cu0.010.11%，Mn0.020.1%，Fe0.050.2%，Cr00.1%，Zn00.25%，其餘組分為Al。本發明提高AA6022鋁合金烘烤硬化性的方法是在AA6022鋁合金板材固溶淬火後、衝壓成形前進行。在系統研究了AA6022鋁合金薄板在固溶處理過程中組織演變規律，自然時效及經不同預熱處理過程中GP區、|3"等強化相的析出動力學的基礎上，通過對多種預熱處理制度的研究，優化出最佳熱處理工藝為將AA6022鋁合金薄板固溶淬火處理後，室溫下停放一周之內，然後進行預熱處理，處理溫度60100。C，處理時間30min12h。理想的預熱處理溫度為60。C8(TC，處理時間為610小時。由於本發明的方法只需鋁板生產廠將鋁合金板材固溶處理後，在一周內再進行一次熱處理。從工藝上說0一周的轉移時間在現場很容易實現，(60100°C/30min12h)的熱處理工藝在現有的鋁合金生產線上很容易實施，操作安全、控制方便且容易使板材性能均勻，充分發揮預熱處理工藝對板材性能的改善。預熱處理工藝採用的溫度較低，時間較短，不會耗費大量能源，不必增加設備投資。更重要的是AA6022鋁合金板材經本發明方法處理後烘烤硬化性得到顯著提高，成形性能也有所改善。這有利於汽車生產廠提高衝壓成品率，降低衝壓成本，並且在無需改變現有烤漆工藝的情況下就能進一步挖掘鋁合金時效硬化的潛力，滿足汽車板抗衝擊的要求，促進汽車生產廠廣泛採用鋁合金板材代替鋼板以達到汽車輕量化的目的。下面結合實施例對本發明工藝方法進一步說明。實施例l合金成分以質量百分比計為1.25%Si、0.48%Mg、0.02%Cu、0.1%Mn、0.12%Fe、0.1%Cr、0.25%Zn、0.15%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經480。Cx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過550。Cxlh固溶處理後水淬，室溫停放10h後，在循環風爐中進行75°08h的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175"Cx30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例2合金成分以質量百分比計為1.25%Si、0.48%Mg、0.02%Cu、0.1%Mn、0.12%Fe、0.1%Cr、0.25%Zn、0.15%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(TCx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過55(T01h固溶處理後水淬後，立即在循環風爐中進行7(TCx30min的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175'Cx30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例3合金成分以質量百分比計為1.25%Si、0.48%Mg、0.02°/。Cu、0.1%Mn、0.12%Fe、0.1%Cr、0.25%Zn、0.15%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經480。Cx8h+55(TCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過55(TCxlh固溶處理後水淬，室溫停放3天後，在循環風爐中進行10(TCx6h的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175"O30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例4合金成分以質量百分比計為1.25%Si、0.48%Mg、0.02%Cu、0.1%Mn、0.12%Fe、0.1%Cr、0.25%Zn、0.15%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(TCx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過55(TCxlh固溶處理後水淬，室溫停放一周後，在循環風爐中進行6(TCxl2h的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175°Cx30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例5合金成分以質量百分比計為1.0%Si、0.55%Mg、0.1%Cu、0.02%Mn、0.14%Fe、0.1%Cr、0.10%Zn、0.10%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經480。Cx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過55(TCxlh固溶處理後水淬，室溫停放12h後，在循環風爐中進行75°Cx8h的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175"O30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例6合金成分以質量百分比計為1.0%Si、0.55%Mg、0.1%Cu、0.02%Mn、0.14%Fe、0.1%Cr、0.10%Zn、0.10%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(rCx8h+55(TCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過550"Cxlh固溶處理後水淬，室溫停放3天後，在循環風爐中進行8(TCxlOh的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175°Cx30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例7合金成分以質量百分比計為1.0%Si、0.55%Mg、0.1%Cu、0.02%Mn、0.14%Fe、0.1%Cr、0.10%Zn、0.10%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(TCx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過550T>lh固溶處理後水淬，室溫停放一周後，在循環風爐中進行100。Cx6h的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175T>30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例8合金成分以質量百分比計為1.4%Si、0.65%Mg、0.06%Cu、0.06%Mn、0.20°/。Fe、0.1%Cr、0.20%Zn、0.10%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(TCx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過550。Cxlh固溶處理後水淬，室溫停放2h後，在循環風爐中進行65。Cxlh的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175'Cx30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例9合金成分以質量百分比計為1.4%Si、0.65%Mg、0.06%Cu、0.06%Mn、0.20%Fe、0.1%Cr、0.20%Zn、0.10%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(TCx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過550X>lh固溶處理後水淬，室溫停放2天後，在循環風爐中進行70。Cx8h的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175。Cx30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。實施例10合金成分以質量百分比計為1.4%Si、0.65%Mg、0.06%Cu、0.06%Mn、0.20%Fe、0.1%Cr、0.20%Zn、0.10%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(TCx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過55(TCxlh固溶處理後水淬，室溫停放24h後，在循環風爐中進行75°06h的熱處理，再在室溫下停放1個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175"O30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。比較例合金成分以質量百分比計為1.4%Si、0.65%Mg、0.06%Cu、0.06%Mn、0.20%Fe、0.1%Cr、0.20%Zn、0.10%Ti、餘量為Al的AA6022鋁合金鑄錠，在循環風爐中經48(TCX8h+55(TCX12h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並最後冷軋至lmm的薄板；薄板經過55(TCXlh固溶處理後水淬，在室溫下停放l個月後進行拉伸和杯突試驗，模擬175°CX30min的烤漆加熱處理是在油浴爐中進行的。上述實施例110所處理的AA6022鋁合金薄板供貨狀態性能指標及烤漆處理後的性能指標與比較例性能進行比較，詳細見表1。表ltableseeoriginaldocumentpage9tableseeoriginaldocumentpage10由表1可見，經本發明工藝處理後的6022合金薄板供貨狀態下衝壓性能良好，烤漆後的強度均有明顯提高。綜上表明，本發明熱處理工藝能有效的提高AA6022合金烤漆後的強度，有利於進一步挖掘鋁合金時效硬化的潛力；同時衝壓前材料的強度較低，有利於衝壓成形，更好地促進汽車生產廠廣泛採用鋁合金板材來替代鋼板生產汽車車身衝壓件，滿意的實現節能減排的目的，產生了極為顯著的社會經濟效益，值得在業內推廣應用。需要理解到的是上述說明並非是對本發明的限制，在本發明構思範圍內，所進行的添加、變換、替換等，也應屬於本發明的保護範圍。權利要求1.改善AA6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法，其特徵在於將AA6022鋁合金板材固溶水淬後，於一周之內進行預熱處理，預熱處理溫度為60℃～100℃，預熱處理時間為30min～12小時。2.根據權利要求1所述的改善AA6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法，其特徵在於所述預熱處理的溫度為6(TC8(TC,預熱處理時間為610小時。3.根據權利要求1所述的改善AA6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法，其特徵在於將AA6022鋁合金鑄錠在循環風爐中經48(TCx8h+55(rCxl2h均勻化處理後，切頭銑面、熱軋並冷軋至薄板；薄板經過55(TCxlh固溶處理後水淬，室溫停放24h後，在循環風爐中進行75"Cx6h的預熱處理。全文摘要本發明提供一種改善AA6022鋁合金板材烤漆硬化性的方法，將AA6022鋁合金板材固溶水淬後，於一周之內進行預熱處理，預熱處理溫度為60℃～100℃，預熱處理時間為30min～12小時。通過該預熱處理工藝處理有效提高AA6022合金烤漆後的強度，進一步挖掘鋁合金時效硬化的潛力；同時衝壓前材料的強度較低，有利於衝壓成形，更好地促進汽車生產廠廣泛採用鋁合金板材替代鋼板生產汽車車身衝壓件。文檔編號C22F1/04GK101407897SQ20081019484公開日2009年4月15日申請日期2008年10月22日優先權日2008年10月22日發明者潘琰峰,紀豔麗,郭富安,皓鍾申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司