[發明專利]一種汽車用6000系鋁合金薄板回歸處理工藝

在審

• 申請號: 201711040534.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108070803A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 李勇;王昭東;高冠軍;李家棟;許光明;付天亮;韓毅;田勇;王丙興
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22F1/043
• 分類號: C22F1/043;C22C21/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及一種汽車用6000系鋁合金薄板回歸處理工藝，屬于鋁合金熱處理領域。針對T4態合金板材，6000系鋁合金車身薄板固溶淬火后，室溫停放10個月以上；針對T4P態合金板材，6000系鋁合金車身薄板固溶淬火后，立即進行預時效處理，隨后室溫停放10個月以上；其中，固溶淬火溫度550℃?570℃，時間15min?30min；回歸處理溫度175℃?300℃，時間1min?15min；預時效溫度50℃?150℃，時間5min?8h。本發明通過合理的回歸處理工藝，能夠顯著降低長時間停放合金板材的硬度，在短期內保持性能穩定，有利于沖壓成形，并同時獲得優異的烘烤硬化性，實現快速時效相應。

技術領域

本發明涉及一種改善汽車用6000系鋁合金車身薄板沖壓前強度及時效穩定性能的回歸處理工藝，屬于鋁合金熱處理領域。

背景技術

大氣污染嚴重、能源緊缺，使得汽車輕量化勢在必行。鋁合金具有比重輕、僅為鋼的1/3，可加工性能好、焊接及抗腐蝕性能優異、回收利用率高等諸多優點，因此在現代汽車工業中得到廣泛應用。其中，汽車車身薄板歐洲以成形性較好的6016、6022為主，而北美則更加傾向于使用強度較高的6111合金。6000系鋁合金車身薄板熱處理工藝主要包括：固溶、預時效以及烤漆硬化。鋁板帶在鋁加工廠進行固溶處理及預時效后(T4P態)，卷曲并運輸到各個汽車制造廠，有些合金則不經過預時效，對汽車廠直接供貨(T4態)。開卷后進行沖壓成形及涂裝烤漆，由于時效硬化同時獲得較高抗凹性能。

固溶處理后的合金(T4態)在運輸存儲過程中，由于形成原子團簇，而發生自然時效，導致合金強度提高，使沖壓成形性能惡化。并且有些合金在涂裝烤漆過程中，這些原子團簇部分回溶基體，強度不升反降，發生“烤漆軟化”現象。對于固溶后進行預時效處理的T4P態合金，雖然擁有一定的抗時效穩定性(6個月)，但由于某些因素，板材存儲時間過長(10個月以上)，其強度仍會超過一般汽車車身薄板的性能要求。汽車制造廠普遍要求板材沖壓前維氏硬度低于75HV，涂裝烘烤后硬度應高于90HV。

目前，國內外學者對如何改善6000系汽車車身薄板鋁合金加工成形性、抗時效穩定性以及提高烘烤硬化性進行大量研究。2009年公布的專利(公開號CN101476094A)，公開6016、6022等低Cu汽車變形鋁合金板材處理技術，該技術中介紹板材固溶后于5％-10％的聚醚水溶性介質中進行冷卻，室溫停留2-3天，在140℃-170℃溫度下預時效10min-15min，獲得良好的抗時效穩定性(4-5個月性能變化不大)。2015年公布的專利(公開號CN103320728B)，公開不連續加熱雙級預時效處理且精確控制升溫速率方法，可獲得優越的烤漆硬化相應能力及成形性能。Lipeng Ding等對一種6022合金預時效工藝進行研究，結果表明，在考慮實際工業生產過程中較寬工藝窗口的要求，預時效100℃+3h工藝最優。Birol對自然時效7天的6016合金在225℃溫度下，進行30s到5min的回歸處理，發現這種方法可使自然時效團簇快速回溶，有效降低合金強度，使合金重新獲得良好沖壓成形能力和烤漆硬化性能。雖然已對6000系汽車薄板鋁合金預處理工藝研究較多，然而針對已存儲較長時間(10個月以上)的T4態或T4P態合金板這種情況，如何改善板材性能并在短期內保持穩定等問題幾乎沒有研究。

發明內容

針對6000系T4態或T4P態合金板材長時間存儲，而導致強度上升、烤漆硬化性惡化等問題，本發明的目的在于提供一種汽車用6000系鋁合金薄板回歸處理工藝，通過合理的回歸處理工藝，能夠顯著降低長時間停放合金板材的硬度，在短期內保持性能穩定，有利于沖壓成形，并同時獲得優異的烘烤硬化性，實現快速時效相應。

本發明的技術方案是：

一種汽車用6000系鋁合金薄板回歸處理工藝，針對T4態合金板材，6000系鋁合金車身薄板固溶淬火后，室溫停放10個月以上；固溶淬火溫度550℃-570℃，保溫時間15min-30min，使溶質原子充分溶于基體；之后，進行回歸處理溫度175℃-300℃，保溫時間1min-15min。