[發明專利]一種高成形性汽車車身板用鋁合金

有效

• 申請號: 201010283797.2
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN101935785A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 紀艷麗;鐘皓;胡平;郭富安
• 申請（專利權）人: 中色科技股份有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明屬于鋁合金技術領域，涉及一種6xxx系鋁合金，尤其是涉及一種高成形性6xxx系汽車車身板用鋁合金。

背景技術

能源、環保、安全是當今世界汽車工業面臨的難題，汽車輕量化是降低能源消耗、提高汽車燃油經濟性、減少環境污染的有效途徑。鋁合金材料由于具有比強度高、耐腐蝕、密度小，抗沖擊性能好，易表面著色，良好的加工成形性，以及極高的再回收、再生性等一系列優良特性，成為汽車輕量化的理想材料。隨汽車輕量化的持續推進，被認為用作汽車車身板最有前途的6xxx系鋁合金在國外的應用已相當廣泛，目前獲得應用的汽車車身板用6xxx系鋁合金主要有AA6111合金、AA6016和AA6022鋁合金。國內由于汽車板材沖壓成形的問題不能得到妥善解決還無法進行汽車車身用6xxx系鋁合金板的工業化生產，國產汽車車身板的鋁化率基本為零。

目前國內對6xxx系鋁合金的研究主要集中在AA6111合金上。AA6111合金烘烤硬化性較好，但其沖壓前的屈服強度較高，通常超過150MPa甚至更高，造成該材料成形性能下降、翻邊延性較差，難以全部滿足汽車車身板的成形性要求，同時該合金的Cu含量較高，降低了材料的耐蝕性能。AA6016、AA6022合金為低Cu含量合金，具有較好的成形性能，但其烘烤硬化性相對AA6111合金的低。因此開發一種低Cu含量的6xxx系鋁合金，且該合金兼顧較高的成形性能和烘烤硬化性能，已成為汽車材料開發的關鍵問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種高成形性汽車車身板用鋁合金，使材料具有較高成形性能的同時滿足汽車車身材料烤漆性能的要求。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種高成形性汽車車身板用鋁合金，其化學成分及其質量百分比含量為：

Si?0.50～1.20wt％，Mg?0.35～0.70wt％，Cu?0.01～0.20wt％，Mn?0.05～0.20wt％，Cr≤0.10wt％，Zn?0.01～0.25wt％，Ti≤0.15wt％，Fe?0.05～0.15wt％，余量為Al。

本發明的進一步技術方案是，所述的高成形性汽車車身板用鋁合金，其化學成分及其質量百分比含量為：Si?0.90～1.20wt％，Mg?0.50～0.70wt％，Cu0.01～0.08wt％，Mn?0.10～0.15wt％，Cr≤0.10wt％，Zn?0.01～0.25wt％，Ti≤0.15wt％，Fe?0.05～0.15wt％，余量為Al。

更進一步技術方案是，上述的高成形性汽車車身板用鋁合金中，其化學成分Zn?0.10～0.25wt％。

再進一步技術方案是，上述的高成形性汽車車身板用鋁合金中，其化學成分Mg、Si的質量比為Mg/Si＝0.43～0.86∶1。

再進一步技術方案是，上述的高成形性汽車車身板用鋁合金中，其化學成分Mg?0.35～0.5wt％，Cu?0.10～0.20wt％。

Mg、Si元素是6xxx系鋁合金中的主要合金元素，其含量及比例不僅決定了鋁合金材料的強度水平，即烤漆性能，也決定了鋁合金材料的成形性能。在現有的汽車車身用6xxx系鋁合金中，通常都會含過量的Mg元素及Si元素，這些過量的元素不僅不參與強化，反而降低材料的成形性能。因此在本發明中，對Mg、Si元素的含量進行了限制。Mg的含量為0.35～0.70wt％，Si的含量為0.50～1.20wt％時，能夠保證大部分的Mg、Si元素參與強化，避免形成過剩的Si顆粒或者難溶的Mg₂Si相，同時保證鋁合金材料在沖壓前的屈服強度較低，有利于沖壓過程，而且鋁合金材料在后續的烤漆過程中，仍能形成大量的強化相，以保證材料的強度水平。更進一步地，使Mg與Si的質量比為0.43～0.86∶1，則可以進一步的保證鋁合金材料具有高成形性能，同時使得鋁合金材料具有較高的烤漆強度。Cu是6xxx系鋁合金中僅次于Mg、Si元素的主要添加元素。Cu在鋁合金中主要起降低自然時效的不利影響，提高材料烘烤硬化性能的目的，同時Cu元素也被認為能夠提高材料的塑性。但添加較多量的Cu元素，會降低材料的耐蝕性能，也可能造成材料沖壓前強度過高，不利于沖壓，同時也將提高材料的成本。在本發明中，限制Cu的含量在0.01～0.20wt％，利用Cu提高材料烘烤硬化性的優勢，同時避免降低材料的耐蝕性能。