[发明专利]汽车车身用热轧镁合金板材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金板材的制备领域，具体为一种汽车车身用热轧镁合金板材的制备方法。

背景技术

减重、节能、环保、安全、舒适是汽车产业努力方向。在铝合金、镁合金、碳纤维增强树复合材料是汽车轻量化材料中，镁合金最轻、减震降噪性优异、抗冲击指标最适合做汽车材料。中国镁产业优势突出，为镁合金发展成汽车新材料提供了有利条件。

普通轿车车身是一种无骨架式的承载式车身。汽车车身几乎全部是用冲压加工的方法制作的。薄板冲压零件和焊接的构建及设施覆盖件等组成的壳体，焊接成一体，没有大梁结构，发动机、传动系统、前后悬挂等部件都装配到车身上，车身负载通过悬挂装置传给车轮。车身兼有承载的强度要求和功能性要求。例如，驾乘空间尽量不变形，车门就必须采用高强度的材料；车前和尾部采用中等强度、屈服强度低和吸震的材料，受碰撞时，发生溃缩而吸收撞击能量，从而减少传递到驾乘室空间的撞击力。车身外部面板不仅要求抗冲击，而且对冲击有抗凹陷能力，形成凹坑口也能修复。汽车车身外观还要满足美学视觉效果，外覆盖件上的棱线是车身造型风格的主要体现元素，要求极高。外板一般光顺形状相对简单，但对板材的尺寸精度、表面品质等要求甚高。内板要满足汽车功能和力学强度的要求，内板板料相对较厚，要求成型容易，孔位准。因此，镁合金是一种供车身钣金件选择采用的承载功能材料。

汽车采用镁合金已有很长历史，目前镁合金压铸件购买使用超过60种以上。镁合金型材、锻件和板材研发在不断深入，应用也在不断扩大。通用公司生产的镁合金后备厢面板内衬件，能承受77000次冲击、250千克撞击而安然无恙。该公司相信，镁制车身板件的应用，用户最终将获得更好的车身操控，更佳的性能表现以及更经济的燃油成本，更轻的车身将在整体层面上提升车辆的性能。德国大众公司一个车型的门内板加强件已经采用镁合金。德国驶多飞公司可以高效生产MnE21镁合金挤压板，已经向保时捷车提供镁合金汽车中控面板、发动机盖结构件，行李箱盖结构件，座椅骨架（仅限于螺纹连接件），车门梁（防撞杆），车顶梁，中控面板等。德国大众汽车公司开发了镁合金汽车覆盖件的热冲压成形技术，成功地加工出汽车内门板。中、美、加三国合作研究包括发动机前盖板等在内的镁合金前端结构可行性和相关应用技术已经持续多年，技术不断成熟。

但是，镁合金的强韧性尚显不足、冲压成形工艺复杂，在很大程度上限制了其应用。汽车行业标准需要兼顾行业特殊性技术要求，也要求车身镁合金板材应用技术指标要与其它材料的指标看齐。因此，镁合金汽车板面对许多问题有待于研究和解决，目前处于试制阶段。为此，韩国浦项、英国伊利可创镁铝公司在开发更好的镁合金汽车板。美国北卡罗来纳州立大学的研究人员开发出一种新的技术，能够制造出用于商用车车架或汽车面板的高强度镁合金。研究人员选择Mg-Gd-Y-Ag-Zr等材料，均能够通过热轧法形成纳米间距堆垛层错结构，屈服强度达到575兆帕，极限强度达到600兆帕，延展性等级为中等级别（5.2%均匀伸长率）。用镁合金冲压汽车车身钣金件，需要在约450℃的环境下以非常慢的过程进行冲压成型。这使得制造的工艺要求和制造成本非常高。与铝制板材件相比，镁合金车身板件的成本要高出3至4倍。汽车钣金件采用镁合金板材，大幅度降低制造成本是显而易见的。对汽车用镁合金板材进一步提出了抗时效稳定性、成形性、烘烤硬化性、翻边延性、油漆光鲜性、表面处理特性、抗凹性等性能要求，如何将这些相互的矛盾特性达到合理的匹配，同时赋予板材合理的性价比，仍然有较多的研究与开发工作需要深入进行。另外，由于镁合金板材的特殊性，在修复工艺方面也同钢铁钣金件存在很大差异。许多企业把镁合金板材冲压车身钣金件作为研究目标。汽车制造商也认为，镁材料在汽车制造业中的情形，就像铝材料在25年前一样，他们有理由相信镁合金汽车板金件的应用前景是光明的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在力学性能及成形性能、生产成本等诸方面更适用于汽车车身钣金件用镁合金板材的制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种汽车车身用热轧镁合金板材的制备方法，包括如下步骤：

（1）、将预热的准晶中间合金薄带在线连续加入到母镁合金液的液流中熔化并混合，准晶中间合金微粒均匀分散于母镁合金液的液流中，构成混熔镁合金液；

（2）、混熔镁合金液经均匀布流进入铸轧机，被铸轧成厚度为2～4mm的板带卷；

（3）、板带卷加热后，置于380～420℃的热卷箱中，然后利用热轧机进行多道次可逆热轧，热轧过程中弥散准晶颗粒激发动态再结晶，得到厚度为1～2mm的汽车车身用热轧镁合金板材。