[發明專利]一種汽車立柱用7000系鋁合金及其板材的制造方法

在審

• 申請號: 202010782115.6
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111876639A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 宋豐軒;林振良;黃海東;李慶
• 申請（專利權）人: 北部灣大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22F1/053
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 唐智芳

本發明公開了一種汽車立柱用7000系鋁合金及其板材的制造方法，屬于合金材料技術領域。其中所述的汽車立柱用7000系鋁合金，按重量百分比計由以下組分組成：Si≤0.05％，Fe≤0.1％，Cu 1.2～1.8％，Mn≤0.1％，Mg 2.2～2.6％，Cr≤0.1％，Zn 5.5～6.0％，Ti≤0.1％，Zr 0.04～0.1％，余量為Al和不可避免的雜質，所述不可避免的雜質的總量≤0.1％。按本發明所述配方及方法制得的板材具有更高的力學性能(抗拉強度在540MPa以上，屈服強度在460MPa以上，延伸率大于14％)，而且熱沖壓成型合格率高(熱沖壓成型合格率在95％以上)。

技術領域

本發明涉及一種合金材料，具體涉及一種汽車立柱用7000系鋁合金及其板材的制造方法。

背景技術

為了提高新能源汽車的續航能力，使用輕質鋁合金材料制造加工汽車零部件成為現代廣泛采用的汽車輕量化方式。據測算，汽車每減重10％，續航里程可提高約5.5％。目前新能源汽車用鋁合金主要為5000系和6000系鋁合金，由于強度較低，抗拉強度在400MPa以下，因此該類鋁合金主要用作汽車的覆蓋件、裝飾件等承力要求較低的部件，難以用作汽車承力結構件。

7000系鋁合金屬于超高強鋁合金，其抗拉強度可達500MPa以上，是理想的結構材料，但是由于成型困難，加之其性能對加工和熱處理技術要求高，導致該系合金在新能源汽車上的應用受到極大限制。高溫可以改善7000系鋁合金的成型性，公開號為CN106756673A的發明專利公開了一種7075鋁合金材料汽車B柱的加工工藝，該工藝通過高溫固溶處理使7075鋁合金得以軟化，然后進行沖壓成型，并借助沖壓模具的冷卻使成型后的合金快速淬火到室溫狀態。一體化熱成型技術的應用有助于7000系合金直接應用現有的鋼制汽車立柱生產線進行鋁制汽車零部件的生產制造。然而7000系合金淬火敏感性較高，由于固溶后的合金在轉移至沖壓模具時溫度會發生明顯下降，加之沖壓過程會導致合金溫度升高，這使得成型淬火過程中7000系合金的固溶淬火效果差，時效后零部件的強度較低。因此，該發明(CN106756673A)中7075鋁合金時效后的抗拉強度在480～520MPa，這大大低于7075-T6合金通常條件下的抗拉強度值(570MPa左右)。合金強度的降低，在保證安全的前提條件下，新能源汽車立柱的截面厚度必然需要增加，而厚度的增加在降低鋁制汽車部件輕量化效果的同時還增加了設計和成型難度。

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種適宜于一體化熱成型處理的7000系鋁合金及其板材的制造方法，以降低合金的淬火敏感性并提高其高溫成型性，從而制造出成型性好、強度高的新能源汽車立柱用鋁板材。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種適宜于通過一體化熱成型技術生產新能源汽車立柱用7000系鋁合金及其板材的制造方法，在確保合金板材沖壓性能良好的基礎上，使產品具有更高的力學性能(抗拉強度在540MPa以上，屈服強度在460MPa以上，延伸率大于14％)，而且熱沖壓成型合格率高(熱沖壓成型合格率在95％以上)。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種汽車立柱用7000系鋁合金，按重量百分比計，它由以下組分組成：

Si≤0.05％，Fe≤0.1％，Cu 1.2～1.8％，Mn≤0.1％，Mg 2.2～2.6％，Cr≤0.1％，Zn 5.5～6.0％，Ti≤0.1％，Zr 0.04～0.1％，余量為Al和不可避免的雜質，所述不可避免的雜質的總量≤0.1％。

進一步的，本發明所述汽車立柱用7000系鋁合金的組成按重量百分比計優選為：Si≤0.05％，Fe≤0.1％，Cu 1.2～1.5％，Mn≤0.1％，Mg 2.3～2.5％，Cr≤0.1％，Zn 5.6～5.9％，Ti≤0.1％，Zr 0.05～0.09％，余量為Al和不可避免的雜質，所述不可避免的雜質的總量≤0.1％。