[發明專利]一種車身結構用低成本高成形性鋁合金板材及其制備方法

有效

• 申請號: 202010460504.7
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111593239B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 郭明星;袁亮亮;莊林忠;張濟山;吳長旻
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;南京啟智浦交科技開發有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053;C21D9/00;B21B1/46;B21B3/00;B21B37/00;B21B37/74
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種車身結構用低成本高成形性鋁合金板材，其特征在于，所述車身結構用低成本高強高成形性鋁合金為Al-Zn-Mg-Cu-Fe系合金，化學成分及其質量百分比含量為：Zn：4.5～6.8wt％，Mg：1.0～2.2wt％，Cu：1.0～2.2wt％，Fe：0.15～0.7wt％，Mn：0.05～0.3wt％，Ni：0.01～0.06wt％，Ti：0.05～0.2wt％，B0.01wt％，Si0.01wt％，余量為Al；

所述車身結構用低成本高成形性鋁合金板材的制備方法，具體包括：

(1)利用回收鋁或普鋁配制汽車用低成本高強高成形性Al-Zn-Mg-Cu-Fe系合金，然后在非真空下利用中頻感應熔煉合金，并將其澆鑄在水冷鋼模具內，控制冷卻速率大于50℃/min使得合金晶粒尺寸和原生富鐵相分布滿足后續調控要求；

(2)根據鑄態組織，對鑄錠進行低溫預熱處理，溫度低于420℃，升溫速率低于20℃/min，然后將低溫預熱處理的鑄錠進一步快速升溫至430～460℃，升溫速率大于20℃/min，然后對其進行熱軋變形處理，熱軋變形量70～96％；

(3)隨后對熱軋板材進行單級熱處理調控合金沉淀相、溶質元素以及原生富鐵相分布狀態，熱處理溫度450～490℃；

(4)隨后對首次熱軋變形量小于90％的均勻化態板材進行二次熱軋變形處理，直接將合金板材置于430～460℃熱處理爐中保溫10～40min，然后對其進行熱軋變形，熱軋變形量22～70％；

(5)隨后順序進行一定量一次冷軋變形+中間退火處理+二次冷軋處理，使得合金基體內原生富鐵相呈均勻彌散和多尺度分布特征；

(6)高溫短時固溶處理，固溶溫度450～480℃，隨后將固溶處理后的合金試樣從固溶處理溫度淬火冷卻到室溫；

(7)將淬火態試樣在1min內轉移到時效爐內進行雙級等溫預時效處理，第一級溫度90～140℃，第二級溫度150～185℃。

2.如權利要求1所述一種車身結構用低成本高成形性鋁合金板材，其特征在于，所述Al-Zn-Mg-Cu-Fe系合金化學成分及其質量百分比優選含量為：Zn：4.6～6.0wt％，Mg：1.0～2.0wt％，Cu：1.5～2.2wt％，Fe：0.2～0.7wt％，Mn：0.08～0.3wt％，Ni：0.03～0.06wt％，Ti：0.08～0.2wt％，B0.01wt％，Si0.01wt％，余量為Al。

3.如權利要求1或2所述一種車身結構用低成本高成形性鋁合金板材的制備方法，其特征在于所述制備方法具體包括：

(1)利用回收鋁或普鋁配制汽車用低成本高強高成形性Al-Zn-Mg-Cu-Fe系合金，然后在非真空下利用中頻感應熔煉合金，并將其澆鑄在水冷鋼模具內，控制冷卻速率大于50℃/min使得合金晶粒尺寸和原生富鐵相分布滿足后續調控要求；

(2)根據鑄態組織，對鑄錠進行低溫預熱處理，溫度低于420℃，升溫速率低于20℃/min，然后將低溫預熱處理的鑄錠進一步快速升溫至430～460℃，升溫速率大于20℃/min，然后對其進行熱軋變形處理，熱軋變形量70～96％；

(3)隨后對熱軋板材進行單級熱處理調控合金沉淀相、溶質元素以及原生富鐵相分布狀態，熱處理溫度450～490℃；

(4)隨后對首次熱軋變形量小于90％的均勻化態板材進行二次熱軋變形處理，直接將合金板材置于430～460℃熱處理爐中保溫10～40min，然后對其進行熱軋變形，熱軋變形量22～70％；

(5)隨后順序進行一定量一次冷軋變形+中間退火處理+二次冷軋處理，使得合金基體內原生富鐵相呈均勻彌散和多尺度分布特征；

(6)高溫短時固溶處理，固溶溫度450～480℃，隨后將固溶處理后的合金試樣從固溶處理溫度淬火冷卻到室溫；

(7)將淬火態試樣在1min內轉移到時效爐內進行雙級等溫預時效處理，第一級溫度90～140℃，第二級溫度150～185℃。