[发明专利]一种汽车车身用铝合金板材的高效制备工艺

说明书

本发明公开了一种汽车车身用铝合金板材的高效制备工艺。包括以下步骤：(1)铝合金熔铸；(2)均匀化热处理；(3)对坯料进行热轧和/或冷轧，获得板带卷材；(4)对板带卷材进行连续式在线处理，包括预时效加热、涂油、卷取及控温冷却处理等工序；带材在预时效加热装置中以加热速率V_加热进行连续式升温至T₁，随后带材经过连续式涂油和卷取工序，成卷后卷材的温度为T₂，最后将卷材经过时长为t的控温冷却，冷却至60℃及以下处理结束，其中，1℃/s≤V_加热≤30℃/s，90℃≤T₁≤150℃，70℃≤T₂≤120℃，T₁≥T₂+15℃，60min≤t≤900min。本发明很好地解决了传统预时效技术对连续生产线占用时间长、生产效率低的突出问题，实现板材的高效率、节能生产。

技术领域

本发明涉及由国际铝业协会和中国有色金属标准化技术委员会所注册的6000系(Al-Mg-Si系)铝合金的制备工艺，特别设计一种汽车车身用6000系铝合金板材的高效制备工艺，属于铝合金材料制备加工技术领域。

背景技术

对于汽车制造行业，降低汽车燃料消耗、节省能源，是全世界汽车工业永恒的发展主题。据资料显示，传统燃油汽车的整车重量每减少100kg，油耗可降低0.3-0.6L/100km，CO₂排放量可减少5g/km。作为汽车节能减排的有效途径之一，汽车轻量化已经成为世界汽车工业发展的主要潮流。铝合金的比重仅为钢的1/3，同时具有质轻、耐磨、耐腐蚀、比强度高，抗冲击性能好，易表面着色等特点，并且80％以上的铝材可以回收再利用，使得铝合金成为理想的汽车轻量化材料；而且承力相同时，铝合金比钢轻50％左右，承受同样的冲击，铝板比钢板多吸收50％的冲击能，更具安全性。汽车车身质量约占汽车总质量的30％以上，对车身进行铝化举足轻重。在所有车用铝合金材料中，6000系铝合金因具有优良综合特性特别是具有可热处理强化的特点，已成为汽车车身用铝合金的主要发展趋势。

铝合金车身板材在冲压成形前一般要求较低的屈服强度和较高的延伸率以保证具有良好地深冲成形工艺性能；而烤漆处理后，要求具有尽可能高的强度，以满足抗冲击性能的要求。在铝合金车身板材的生产过程中，由于运输和存储，固溶处理后的板材需要在室温放置一段时间后才能在汽车厂进行冲压和烤漆处理。众所周知，合金在固溶淬火过程中形成的过饱和固溶体在后续处置过程中倾向于形成原子团簇和析出相，这种倾向在室温放置的过程中即可发生，可称为自然时效过程(可使得合金获得T4状态)；这种倾向也可在当材料被加热到一定温度范围内发生(比如汽车常用烘烤温度范围170～200℃)，这种情况被称为人工时效。另外，在固溶处理和自然时效过程中间也可有选择性地施加一种预时效工艺，以提高板材的烤漆硬化响应能力，经这种预时效工艺处理后的合金板材可称之为T4P状态。对于汽车车身板用铝合金板材，其烤漆硬化响应能力是最为关键的使用性能指标之一。烤漆硬化响应通常是指T4或T4P状态板材经过深冲成形及烤漆处理后屈服强度值的增量。在实际应用过程中，一般要求合金板材具有快速烤漆硬化响应能力，从而保证烤漆后的钣金件具有高的抗凹性。

专利ZL200610046027.X公开了一种改善6111铝合金汽车板成形性及烤漆硬化性预热处理工艺，将6111铝合金板材固溶水淬后，室温下停放2小时～5天，进行预热处理，处理温度180℃～200℃，处理时间7min～15min，改善了合金板材的成形性及烤漆后的强度。专利文献201010545156.X(公开号CN101985728A)公开了一种改善6022铝合金烘烤硬化性能及成形性能的预热处理方法，将6022铝合金板材在530℃～555℃固溶处理10～20分钟后，水淬，然后在1天之内进行预热处理，处理温度为180～250℃，时间为20～60秒，可显著提高6022铝合金烘烤硬化性，同时对材料的成形性能也有一定的改善。专利ZL200710190078.4公开了一种改善低Cu含量铝合金汽车板烘烤硬化性能的方法，将6022板材固溶水淬后，在1h内进行预热处理，处理温度为60～200℃，处理时间在2min～30min，使得板材烘烤硬化性得到显著提高。