[发明专利]一种6111铝合金板材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种6111铝合金板材的制备方法。

背景技术

可热处理强化的6xxx铝合金板材由于具有高的比强度、良好的成形性及烘烤硬化能力、抗蚀易回收等特点已经成为首选的轻质汽车车身板材料。其中，由于6111铝合金具有良好的深冲性能，而且由其冲制出的白车身再经烤漆处理后的强度超过320MPa，大大提高了汽车构件的抗凹陷性能，6111铝合金是北美地区铝合金车身板材料的主流。目前，导致汽车车身铝化进程缓慢的关键问题是由于铝合金车身板材料成本高于传统车身板材料-钢板。短流线生产工艺可节省投资、缩短建设周期、占地面积小、生产效率高、低成本、低能耗、环境污染少、产品质量好等诸多优点，近年来备受各国研究人员的高度重视。然而，传统汽车车身用6xxx系铝合金板材的加工通常都先采用半连续铸造(Direct Chill Casting，DC铸造)方法制备合金铸锭，然后进行铸锭均匀化处理以消除枝晶偏析并控制弥散相粒子的析出。6xxx系铝合金铸锭均匀化处理温度一般都超过545℃，保温时间超过12h，不仅费时耗能，严重降低生产效率显著提高生产成本，值得注意的是，均匀化处理会使合金中主要含AlFeMnSi的过剩结晶相球化、粗化并沿着枝晶边界分布，有可能会降低后续板材的成形性。因此，开发汽车车身用6111铝合金板材短流线生产工艺以缩短生产流线，节约能源，降低铝合金车身板生产成本，并同时保证其板材具有良好的力学性能的研究工作具有较强的创新性及很强的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种6111铝合金板材的制备方法，该制备方法不经高温均匀化处理直接热轧，然后退火再冷轧、固溶预时效处理后即可满足汽车车身深冲性能及烘烤硬化性能要求，该方法能够缩短生产流程、节约能源、大幅度降低生产成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种6111铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)铸锭制备：制备6111铝合金铸锭；

(2)加热：将6111铝合金铸锭，加热至330~430℃，保温3~7h，再升温至440~480℃，保温2h~4h；

(3)热轧：对保温后6111铝合金铸锭，进行热轧，制得热轧板；其中，热轧板厚度为3~6mm；

(4)中间退火：将热轧板在420~440℃，保温1~2h后，冷却至室温，获得退火态轧板；

(5)冷轧：将退火态轧板，进行冷轧，制得冷轧板；其中，冷轧板厚度为0.8~1.2mm；

(6)固溶处理：对冷轧板进行固溶处理，形成固溶处理后轧板；其中，固溶处理的加热温度为535~550℃，保温时间为10~15min，冷却方式为水淬至室温；

(7)室温放置：对固溶处理后轧板室温放置5~30min；

(8)预时效处理：对室温放置后轧板，进行预时效处理，形成预时效处理后轧板；其中，预时效处理温度为160~190℃，预时效处理时间为5~10min，冷却方式为空冷至室温；

(9)室温放置：对预时效处理后轧板，进行室温放置4周以上，即为T4P态，制得6111铝合金板材。

所述的步骤(1)中，6111铝合金铸锭成分含有的成分及其质量百分比为：Si：0.70~1.10%，Mg：0.50~1.00%，Cu：0.50~0.90%，Mn：0.15~0.45%，Fe≤0.40%，Zn≤0.15%，Cr≤0.10%，Ti≤0.10%，杂质元素≤0.15%，余量为Al。

所述的步骤(1)中，6111铝合金铸锭采用直接水冷半连续铸造(Direct Chill semi-continuous Casting，简称DC铸造)制得。

所述的步骤(2)中，6111铝合金铸锭，加热前经过切头铣面处理。

所述的步骤(3)中，热轧方式为横向轧制与纵向轧制相结合。

本发明的有益效果：

(1)本发明方法减少了铸锭常规高温均匀化处理，缩短了工艺流程，节约能源，提高生产效率，大幅度降低了6111铝合金板材的生产成本。

(2)本发明工艺可在现有的铝合金生产线上实施，无需改变现有工装，不必增加设备及工艺投资，操作简单方便可行。

(3)由本发明方法制备加工的6111铝合金板材中的过剩结晶相粒子尺寸细小、弥散分布，有利于提高6111铝合金板材的冲压性能，实现了在降低成本的同时完全满足冲压生产性能的要求，由此而带来的社会经济效益是非常可观的。

附图说明：