[发明专利]表面条痕减少或无表面条痕的高度可成形的汽车铝片材以及制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年1月12日提交的第62/102,124号美国临时申请的权益，所述美国临时申请以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及材料科学、材料化学、冶金学、铝合金、铝制造、运输行业、机动车辆行业、汽车行业、机动车辆制造的领域以及相关领域。本发明涉及条痕减少或无条痕的高度可成形的汽车铝片材产品。本发明还涉及生产所述铝片材产品的方法。特定来说，这些产品适用于汽车行业中。

背景技术

为了减少汽车的重量，汽车行业已经越来越多地用铝合金面板代替钢面板。较轻重量的面板帮助减少汽车重量，这减少了燃料消耗。然而，铝合金面板的引入产生了其自己的多种需要。为了在汽车应用中有用，铝合金片材产品必须拥有在常见的T4回火状态条件中的良好成形特性，使得其可以按需要弯曲或塑形而不会开裂、撕裂或起皱。同时，合金面板在涂漆和烘烤之后必须具有足够强度来抵抗凹痕且承受其它影响。

除了上文论述的要求之外，另一要求是用于汽车组件的铝合金不具有令人反感的和/或有害的表面缺陷，称为隆脊、条痕或油漆刷线，所述表面缺陷出现于冲压或成形的铝片材组件的表面上。隆脊或条痕线仅在足够横向应变的施加后出现于辊轧方向上，例如在典型冲压或成形操作中发生的情况。

此条痕缺陷充分严重而使得在涂漆之后其在汽车组件中仍然可见。因此，这些铝合金的成品表面外观是令人反感的且不适合于汽车外部应用。此条痕缺陷可能还充当成形期间的应变集中位点，因此限制了可成形性。

另外，用于制作适合于汽车外部面板的6xxx系列片材材料的已知工艺已经涉及一种相当复杂、昂贵且缓慢的程序，其大体上涉及以下步骤：熔融合金的半连续直接冷却(DC)铸造以形成铸锭，铸锭的刮修，使铸锭在1到48小时之间的时间周期中均质化，热轧，自退火，以及冷轧为所需规格。经辊轧的材料可随后在连续热处理作业线中被给予溶解热处理，快速冷却且接着老化。

通常，用于汽车外部面板的自退火工艺包含高退出温度，需要所述温度来满足条痕要求。高退出温度促进了大的可溶粗糙颗粒，例如含有Mg₂Si和铜的颗粒。为了实现在已供应和烤漆回火状态中的所需强度组合，连续退火溶解热处理(CASH)作业线必须使用高固溶化温度和长浸泡时间来溶解大的可溶颗粒。这些可溶颗粒已知影响在T4和烤漆回火状态中的抗拉性质且还影响成形特性。大的可溶颗粒可最终将CASH作业线生产力降低到不可接受的水平。另外，自退火工艺减小了在T4和烤漆强度方面区分合金的能力，尽管合金化学性质存在显著差异也是如此。

汽车内部和结构产品一般是从在相对较低温度下卷绕的再辊轧件生产的。这些产品满足抗拉性质，但不满足使用较低CASH峰值金属温度和浸泡时间的外部产品的条痕要求。因此，用于内部/结构面板的金属片材在CASH作业线上运行往往比用于外部面板的金属片材快25到50％之间。在此总体程序中，用于汽车应用的外部面板的处理会花费大体上长的固溶化时间，这降低了昂贵资产的生产力。

因此需要具有减少的条痕缺陷的改进的铝合金，以及用于从这些合金制造片材材料的更高效的工艺。

发明内容

本发明的所涵盖的实施例是由权利要求书而不是此发明内容界定。此发明内容是本发明的各种方面的高级概览，且介绍了在下文的具体实施方式章节中进一步描述的一些概念。此发明内容既定不识别所要求标的物的关键特征或本质特征，也既定不单独地用以确定所要求标的物的范围。应当通过参考整个说明书的适当部分、任何或全部附图以及每一权利要求来理解所述标的物。

本发明解决了上文关于在CASH作业线上增加生产力的新工艺所描述的问题，且提供了具有高T4和烤漆后强度且条痕最少或无条痕的可热处理的汽车铝片材产品。作为非限制性实例，本发明的工艺尤其适用于汽车行业中。举例来说，在卡车驾驶室中使用的外部面板需要良好的烤漆强度以及无条痕的表面外观。然而，已知本发明的可热处理的合金和工艺可适用于海洋、航空航天和运输行业，仅举几例。

本发明的合金可用以制作呈挤压件、板、片材和锻件的形式的产品。

附图和表的说明

图1是处于热轧条件(a)下的未再结晶晶粒结构和各自在375℃(b)、400℃(c)和425℃(d)下的批量退火1小时之后的再结晶晶粒结构的表示。