[發明專利]由鋁合金產品制成的成型汽車部件及其制造方法

有效

• 申請號: 201180053233.2
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103189534A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 阿克塞爾·亞力山大·馬里亞·斯梅伊爾斯;蘇尼爾·科斯拉;布魯諾·謝佩爾斯;阿拉斯泰爾·懷斯
• 申請（專利權）人: 阿萊利斯鋁業迪弗爾私人有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22F1/053
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 楊國強;張淑珍

技術領域

本發明涉及適于成型為汽車車身部件(例如門板、發動機罩或后備箱蓋板)的鋁合金板產品。本發明進一步涉及汽車車身部件、制造汽車車身部件的方法、以及鋁合金板產品在該制造方法中的用途。

背景技術

在下文中將會明了的是，除非另有說明，鋁合金牌號和狀態代號(temper?designations)是指在2010年由美國鋁業協會(AluminumAssociation)出版的Aluminum?Standards?and?Data?and?the?RegistrationRecords中的Aluminum?Association?designations。

對于合金組成或優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。

可熱處理的AA6000型系列AlMgSi合金正廣泛用于汽車車身部件，其中除了鋁板良好的可成型性，經烤漆過程后的強度也起著重要作用。對于用于汽車車身部件的鋁板，其需求包括良好的可成型性、低且穩定的屈服點、高的表面質量(包括在將板成形或變形嵌入車體板件后不顯出拉伸應變)。傳統上來說，這種鋁板通過下列步驟制造：鑄錠、均化和/或預熱、熱軋、冷軋至最終厚度，繼以固溶熱處理、并以高冷卻速率從固溶熱處理溫度淬火以冷卻至低于150℃。在冷卻之后，隨后對所述鋁板特別是通過自然時效進行時效處理，以獲得所期望的性能水平。為了用于汽車工業，在通過例如壓制或深拉成形之后，為鋁板設置一個或多個涂層。通過將這種涂層在升溫下保持一定時間而使其迅速固化。這一處理在本領域被稱為術語“烤漆”，執行這一處理在本領域被稱為術語“烤漆過程”(paint-bake?cycle)。通常的烤漆過程包含一個或多個連續的短暫熱處理，所述熱處理在直至200℃的范圍內進行10分鐘至短于40分鐘、通常短于30分鐘的時間。根據OEM，這一烤漆過程可由2至5個連續步驟組成，并包括干燥步驟。

對AA6000系列鋁板進行的人工時效和噴涂層的固化通常大部分同時發生。由于需要節約能源，在汽車制造中的傾向為降低烤漆的時間和溫度，例如降至在約160℃至190℃下進行15至30分鐘。已經提出數種初步時效處理、或稱預時效處理，以改善板在烤漆后的性能。這一預時效處理在由固溶熱處理淬火后、且在任何實質上的時效硬化發生之前進行，并且所述預時效處理在成型操作(例如模壓(stamping)、深拉(deepdrawing))之前進行，以增強所謂的烤漆響應，后者在汽車烤漆過程期間顯著強化所述合金板。預時效處理的應用增強了沉淀動力學，并降低了沉淀物尺寸。這種預時效處理的實例在下列專利文獻中公開：WO95/14113、WO96/07768、WO97/022724，以及US?A3,135,633。

然而，在汽車制造(OEM’s)中存在進一步降低烤漆過程中所用溫度的持續趨勢，這導致目前使用的6000系列合金在烤漆過程后不能達到所要求的強度水平，甚至在應用已知的預時效處理后也不行。因此，為了在烤漆過程后在鋁合金產品中達到期望的強度水平，制造汽車車身部件的方法需要進一步改變。

發明內容

本發明的目的是提供適于汽車車身部件的可成型鋁合金板產品，該產品經烤漆過程后能達到至少160MPa的屈服強度。

本發明的另一目的是提供適于汽車車身部件的可成型鋁合金板產品，該產品在最高溫度低于140℃的烤漆過程后能達到至少160MPa的屈服強度。

本發明的另一目的是提供制造成型汽車車身部件的方法，該部件經烤漆過程后的屈服強度為至少160MPa。

本發明滿足或超出了這些目的和其他目的以及進一步的優點，本發明提供以下產品：鋁合金軋制板產品，屈服強度高于160MPa，規格為0.5mm至4mm、優選0.7mm至3.5mm，并且以wt％計具有如下組成：

其它元素和不可避免的雜質，各自至多為0.05％，總量至多為0.2％，并可選地具有(至多約0.05％的Ca、至多約0.05％的Sr、至多約0.004％的Be)；余量為鋁。

根據本發明，已經發現在這一組成范圍內的板產品具有優異的壓制成型性，且在進行烤漆過程、尤其是施加用于固化任何噴涂層的溫度不超過140℃或甚至不超過約130℃的烤漆過程后，屈服強度為至少160MPa、優選至少200MPa。