[发明专利]具有高机械强度的用于机动车辆车身的金属板

说明书

本发明涉及一种用于机动车辆车身(也称为白车身)的内衬冲压部件或结构冲压部件的金属板，所述金属板由具有以下组成(以重量％计)的铝合金制成：Si:0.85‑1.20，Fe:0.30，Cu:0.10‑0.30，Mg:0.70‑0.90，Mn:0.30，Zn:0.90‑1.60，V:0.02‑0.30，Ti:0.05‑0.20，其他元素各自0.05且总量0.15，余量为铝，在固溶热处理、淬火、预时效或回溶处理、任选地在环境温度下熟化72小时至6个月、进行2％的受控拉伸预变形和在185℃下进行漆层烘烤处理20分钟之后，所述板的屈服极限Rp_0.2为至少300MPa。本发明的板可降低部件厚度，同时满足所有其他性能要求。

技术领域

本发明涉及由Al-Si-Mg合金制成的板的领域，更具体而言为其中加入硬化元素的根据“铝业协会(Aluminum Association)”所命名的AA6xxx型合金，所述板旨在用于冲压制造机动车辆的白车身的内衬部件、结构部件或加强部件。

背景技术

首先，除非另有说明，在下文讨论的所有铝合金均是根据“铝业协会”在定期出版的“登记记录序列(Registration Record Series)”中所定义的名称命名的。

与合金的化学组成有关的所有表示都以基于合金的总重量计的重量百分比表示。

冶金状态的定义示于欧洲标准EN 515中。

静态拉伸机械特性，即极限强度Rm、在0.2％伸长率下的常规屈服极限Rp_0.2，以及断裂伸长率A％，通过根据标准NF EN ISO 6892-1的拉伸试验测定。

铝合金正在被越来越多地用于制造机动车辆，这是因为铝合金的使用可减小车辆的重量并因此减少燃料消耗和温室气体排放。

铝合金板尤其用于制造许多“白车身”部件，其中可尤其提及：车身蒙皮部件(或外部车身板)，如前翼子板、车顶或车篷，以及引擎盖蒙皮、行李箱蒙皮或门蒙皮；内衬部件，例如门内衬、翼子板内衬、天窗和引擎盖内衬；以及最后是结构部件，例如纵梁、挡板、载重地板以及前柱、中柱和后柱。

虽然许多蒙皮部件和内衬部件已经由铝合金板制成，但是对于具有改进特性的加强部件或结构部件，由钢换成铝是较为棘手的，这归因于以下事实：首先，与钢相比，铝合金显示出更差的可成形性；其次，铝合金的机械特性通常不如用于这类部件的钢的机械特性好。

的确，对于加强型或结构型应用而言，需要一系列有时是互相矛盾的特性，例如：

在交货状态(状态T4)下高的成形性，特别是对于冲压操作而言；

在板的交货状态下受控的屈服极限，以控制在成形时的回弹；

在电泳和漆层烘烤后高的机械强度，以在使用中实现良好的机械强度，同时使部件的重量最小化；

对于涉及车身结构部件的应用，在碰撞的情况下高的吸收能量的能力；

在用于汽车车身制造的各种组装过程(如点焊、激光焊接、粘接、箝接(clinchage)或铆接)中良好的性能；

成品部件的良好的耐腐蚀性，特别是耐晶间腐蚀、应力腐蚀和丝状腐蚀；

与回收制造过程中的废物或回收车辆的要求之间的相容性；

用于大批量生产的可接受的成本。

然而，已经存在大批量生产的具有主要由铝合金构成的白车身的机动车辆。例如，2014款福特型号F-150由AA6111结构合金制成。这种合金是由“Alcan”集团在20世纪80到90年代开发的。存在两篇记载该开发工作的文献：