[發(fā)明專利]由軋制的Al-Zn合金制造汽車結(jié)構(gòu)部件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180051885.2
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN103180471A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿克塞爾·亞力山大·馬里亞·斯梅伊爾斯;蘇尼爾·科斯拉
• 申請（專利權(quán)）人: 阿萊利斯鋁業(yè)迪弗爾私人有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22F1/053;B62D25/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 楊國強;張淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制造機動車的成型鋁合金結(jié)構(gòu)部件或白車身(body-in-white，BIW)部件的方法，其中，所述鋁合金為AA7000系列合金。

背景技術(shù)

在下文中將會明了的是，除非另有說明，鋁合金牌號和狀態(tài)代號(temper?designations)是指在2010年由美國鋁業(yè)協(xié)會(Aluminum?Association)出版的Aluminum?Standards?and?Data?and?the?Registration?Records中的Aluminum?Association?designations。

對于合金組成或優(yōu)選的合金組成的任何描述而言，除非另有說明，所有提及百分比之處都是指重量百分比。

白車身由汽車的結(jié)構(gòu)組件組成，不包括開閉件(closures)(例如車門蓋板、發(fā)動機罩板和后備箱罩板)。

在生產(chǎn)特殊鋁合金材質(zhì)的機動車中，AA5xxx系列合金和AA6xxx系列合金如5051、5182、5454、5754、6009、6016、6022和6111，已被用于制造汽車結(jié)構(gòu)部件以及白車身(“BIW”)部件。

對于尤其是用于成型結(jié)構(gòu)部件以及BIW部件的鋁合金的使用存在需求，所述鋁合金可成型、特別是在經(jīng)烤漆過程(paint?bake?cycle)后強度提升。另外，對于這些部件，通常需要的特性包括：用于成型操作的高可成型性，該成型操作通常通過沖壓(stamping)、深拉(deep?drawing)或軋制成型(roll?forming)來進行；烤漆后的高機械強度，以能夠使規(guī)格降低，從而將部件重量最小化；在用于機動車制造的各種組裝方法(如點焊、激光焊接、激光釬焊、鉗緊(clinching)或鉚接(riveting))中的良好表現(xiàn)；以及對于大量生產(chǎn)來說可接受的成本。

國際專利申請WO-2010/049445-A1(Aleris)公開了一種由鋁合金板產(chǎn)品制造的汽車結(jié)構(gòu)組件，所述鋁合金板產(chǎn)品規(guī)格為0.5mm至4mm，并且其組成以重量百分比計由下述物質(zhì)組成：Zn5.0-7.0、Mg1.5-2.3、Cu最高0.20、Zr0.05-0.25、任選的Mn和/或Cr、Ti最高0.15、Fe最高0.4、Si最高0.3，余量由雜質(zhì)和鋁構(gòu)成。所述板產(chǎn)品已經(jīng)過固溶熱處理(solution?heat?treatment，SHT)并在所述SHT之后冷卻，時效處理至屈服強度為至少390MPa，在時效后成型獲得汽車成型結(jié)構(gòu)組件，隨后與一個或多個其它金屬部件組裝得到形成機動車組件的組合件(assembly)，并進行烤漆過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供制造由AA7000系列板合金產(chǎn)品制成的成型結(jié)構(gòu)部件的方法。

本發(fā)明的另一目的是提供制造由AA7000系列板合金產(chǎn)品制成的汽車成型結(jié)構(gòu)部件的方法。

本發(fā)明達到或超過了這些和其它目的以及進一步的優(yōu)點，本發(fā)明提供了對機動車成型鋁合金結(jié)構(gòu)部件或白車身(BIW)部件進行制造的方法，所述方法包括以下步驟：

a.提供軋制鋁板產(chǎn)品，其中鋁合金為AA7000系列鋁合金，其規(guī)格為約0.5mm至4mm、優(yōu)選約0.7mm至3.5mm；在冷卻操作之后，在位于實現(xiàn)實質(zhì)強化的鋁合金相區(qū)溫度下進行熱處理，所述熱處理包括經(jīng)常應(yīng)用的固溶熱處理(“SHT”)繼以淬火；

b.對鋁合金板進行成型，獲得三維成型部件；

c.將所述三維成型部件加熱到50℃至250℃之間的預(yù)時效溫度；以及

d.對成型并預(yù)時效后的部件進行烤漆過程，其中所述烤漆過程使得在所述AA7000系列合金產(chǎn)品中，屈服強度為至少350MPa、更優(yōu)選至少400MPa。

根據(jù)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在板產(chǎn)品成型后、但在烤漆過程之前進行預(yù)烘烤或預(yù)時效處理，顯著降低了由AA7000系列鋁合金板產(chǎn)品制成的成型鋁部件延遲斷裂的敏感度(delayed?fracture?sensitivity)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)AA7000系列板合金當(dāng)例如通過沖壓為三維部件時，在例如壓制車間內(nèi)的環(huán)境溫度和環(huán)境氣氛下可對斷裂裂縫(fracture?cracking)敏感，因此通常在非侵蝕性腐蝕性環(huán)境中進行。這導(dǎo)致沖壓的組件可能在成型操作期間或成型操作完成時不直接顯出顯著的形成裂縫的傾向，但在周圍環(huán)境下，在一定延遲后(僅數(shù)小時或甚至數(shù)天后首次)顯出所述傾向。本文也將這種現(xiàn)象稱為對延遲裂縫形成的敏感度。然而，當(dāng)將成型組件進行預(yù)時效處理時，所述對延遲裂縫形成的敏感度顯著降低，并且通過根據(jù)成型操作和所使用的合金優(yōu)化所述預(yù)時效處理，甚至能克服所述敏感度。