具有优异成型性的Al-Mg-Si合金轧制片材产品的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及具有优异成型性的Al-Mg-Si侣合金社制片材产品的制造方法。该片 材产品能够理想地用作汽车车身片材。
【背景技术】
[0002] 在下文中将会明了的是，除非另有说明，侣合金牌号和状态代号（temper desi即ations)是指在2013年由美国侣业协会（AluminumAssociation)出版的Aluminum StandardsandDataandtheRegistrationRecords中的AluminumAssociation designations，其对于本领域技术人员而言是公知的。
[0003] 除非另有说明，对于合金组成或优选合金组成的任何描述，所指的百分数均为重 量百分数。
[0004] 关于本发明，"片材（sheet)"或"片材产品"是指厚度为至多2. 5mm的社制产品。
[0005] 通常，车辆的外车身板需要在成型性、抗凹陷性、耐腐蚀性和表面质量上具有优异 的物理性能。然而，常规的AA5000-系列合金片材并未受到青睐，运是因为它们即使在压制 成型后仍具有低的机械强度，并且表现出较差的表面质量。因此，6000-系列片材合金已得 到越来越多的应用。6000-系列合金提供了优异的烘烤硬化性（涂漆后）和由此得到的高 的机械强度，从而可W制造具有更薄规格且更轻质、同时具有A级表面光洁度的片材。
[0006] 美国专利号4, 174, 232公开了使用特定退火工艺制造可时效硬化的Al-Mg-Si型 侣合金的工艺。注册的AA6016合金也涵盖了所公开的侣。注册的AA6016Wwt%计的化学 组成是：
[0007]
[0008]
[0009] 杂质各自<0.05,总量<0. 15,余量为侣。
[0010] 在较高强度范围内，该AA6016社制片材产品在用于汽车部件时，已知具有有限的 成型性和有限的卷边性能。
[0011] 需要对用于生产车辆部件或构件的侣合金社制片材产品和方法进行选择，为车辆 部件提供良好的强度和成型性水平。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的是提供成型性得W提高的Al-Mg-Si合金或AA6000-系合金社制片 材产品的制造方法。
[0013] 本发明的另一目的是提供成型性得W提高的Al-Mg-Si合金或AA6000-系列合金 社制片材产品的制造方法（或至少提供替代方法），其中该片材产品具有0. 35W上的各向 异性Lankford值。
[0014] 本发明达到或超过运些和其它目的W及进一步的优点，提供侣合金社制片材产品 的制造方法，该侣合金社制片材产品具有优异的成型性和烤漆硬化性，优选该片材产品具 有0. 35W上的各向异性Lankford值，并且尤其适用于汽车车身部件的应用，该方法包括W 下加工步骤： 阳015] (a)铸造侣合金铸锭，该侣合金铸锭Wwt%计具有由W下元素构成的组成： Si0.5-1. 5;Mg0.2-0. 7;Fe0.03-0. 3;Cu至多 0.30;任选选自于由Mn0.01-0. 5、Zr0. 01-0. 15、Cr0. 01-0. 15、V0. 01-0. 2所构成的组中的一种或多种元素；化至多0. 3;Ti 至多0. 15 ;杂质各自<0.05,总量<0.20 ;余量为侣；
[0016] 化）在450°CW上的溫度，将所铸造的铸锭均质化；
[0017] (C)将该铸锭热社成为热社产品；
[001引 （d)将该热社产品冷社成为中间规格的冷社产品；
[0019] (e)在360°C-580°c的溫度下，对中间规格的冷社产品进行连续中间退火；
[0020] (f)将中间退火后的冷社产品冷社至最终规格为至多2. 5mm、优选0. 更 优选0. 5mm的片材产品；
[0021] (g)在500°CW上的溫度范围内，对所述片材产品进行固溶热处理；W及 阳02引 化）将固溶热处理后的片材产品泽火，例如通过水进行泽火，例如水泽火或喷水泽 火。
[0023] 根据本发明已经发现，将侣合金中相对低的化含量与连续中间退火相结合，提供 了提高的成型性、特别是提高的深拉性（deep化aw油ility)。
[0024] 优选地，侣片材产品具有0. 4W上、更优选0. 5W上的各向异性Lankford值。
[00巧]令人惊讶的是，依据此方法生产的侣片材产品不仅具有高的各向异性Lankford值，而且在L方向和LT方向上具有高的r值。通常，在L方向（社制方向）的r值为至少 0.75,优选至少0.80,更优选至少0.90。侣片材产品通常在LT方向（相对于社制方向的横 向）具有至少0. 65、优选至少0. 75、更优选至少0. 80的r值。
[0026] 应在450°CW上的溫度进行均质化。如果均质化溫度低于450°C，均质化W及铸锭 偏析的减少可能不充分。运导致对强度作出贡献的MgzSi组分溶解不充分，由此会使得成 型性降低。优选在480°CW上的溫度进行均质化，更优选在540°C-580°C的溫度范围内进行 至少一个均质化步骤。可采用的升溫速率是本领域中常规的升溫速率。
[0027] 均质化的均热时间应为至少约2小时，更优选至少约10小时。均质化均热时间的 优选上限为约48小时，更优选24小时。
[0028] 在本发明的实施方式中，通过采用热社操作可进一步提高各向异性Lankford值， 其中，热社机出口溫度（即为热社材料卷曲的溫度）相对较高，通常高于260°C，优选高于 约300°C，更优选高于340°C。热社机出口溫度不宜太高，优选不超过400°C，优选不超过 380°C，更优选不超过360°C。
[0029] 本发明所述方法中的必要加工步骤是在360°C-580°C的退火溫度下，采用连续中 间退火处理，从而在侣片材中实现再结晶，该再结晶影响结晶织构生长（C巧stallographic tenuredevelopment)，并认为产生所期望的高各向异性Lankford值W及在L方向和LT 方向上高的r值。优选的退火溫度下限为380°C，更优选为400°C。优选的退火溫度上限为 500°C，更优选为460°C。为了充分获得连续中间退火处理的益处、W实现提高的成型性，在 进入连续退火炉时侣片材的溫度应快速提高，在退火溫度下进行限定时间的均热，并在均 热后优选快速冷却（例如通过泽火的方式）至低于150°C、优选低于100°C。在连续退火炉 的加热区段中，侣片材的加热速率为至少rc/sW上，优选至少l〇°C/sW上，更优选至少 50°C/sW上，例如约70°C/s或约100°C/s。在退火溫度下的均热时间为至少1秒，优选 至少5秒。在退火溫度下的均热时间应优选不超过300秒。更优选该均热时间不超过60 秒，最优选不超过30秒。在退火之后，立即采用至少rc/s、优选至少10°C/s、更优选至少 100°C/s的冷却速率将侣片材快速冷却。
[0030] 在上述方法的优选实施方式中，固溶热处理溫度相对较低，但至少应至少超过 500°C，优选530°C-560°C，更优选540°C-555°C，更优选恰好高于的MgzSi相和Si相的溶 线溫度（solvustemperature)，w进一步提高侣合金片材产品的可成型特性。
[0031] 在本发明的实施方式中，在对片材产品进行固溶热处理和泽火之后，在成型为汽 车车身构件之前对片材产品进行预时效和自然时效。
[0032] 在本发明的实施方式中，在对片材产品进行固溶热处理和泽火之后，在成型为汽 车车身构件之前，优选在170°c-23(rc的溫度下，在固溶热处理后的7天内对片材产品进行 60 秒W下的回溶处理（reversiontreatment)。
[0033] 成型汽车车身构件包括保险杠、车n、发动机罩、行李箱盖、挡泥板、地板、车轮和 汽车或车身的其它部分。由于其优异的深拉性能，合金片材产品也非常适合制作内口板、轮 拱内板、侧板、备胎支架板及具有高深拉高度的类似的板。成型包括深拉、压制和冲压。
[0034] 在成型操作后，成型部件作为本领域常规的其它金属组件组装件的一部分用于制 造车辆组件，并进行烤漆操作，从而将所施用的任何涂料或漆层固化。烤漆操作或循环包括 在140°C-210°C下进行的一个或多个连续的短热处理，为期10分钟到少于40分钟，通常少 于30分钟。通常的烤漆循环包括在180°C下进行20分钟的第一热处理，冷却至环境溫度， 然后在160°C下进行20分钟的热处理，再冷却到环境溫度。取决于OEM,运样的烤漆循环可 W包括2-5个连续的步骤，并包括干燥步骤。
[0035] 在实施方式中，侣合金具有落入AA6016、AA6016A、AA6116、AA6005A、AA6014、 AA6022或AA6451范围内的组成，更优选如下文所述的窄范围。
[0036] 在特定实施方式中，侣合金具有落入AA6016A范围内的组成。
[0037] 在特定实施方式中，侣合金具有落入AA6022范围内的组成。
[0038] 在依照本发明方法生产的Al-Mg-Si合金片材中，对合金元素加W限定的作用和 原因如下文所述。
[0039] 有目的性地添加Mg和Si使合金强化，运是由于在Mg的共存下形成的MgzSi和元 素Si得W沉淀硬化。依照本发明，为了在片材产品中提供足够的强度水平，Si含量应为至 少0. 5 %，优选至少0.6%，更优选至少0. 9 %。Si含量的优选上限为1. 3 %，更优选1. 2 %。 Si的存在也提高了成型性。
[0040] 基本上出于与Si含量同样的原因，Mg的含量应为至少0. 2%，优选至少0. 3%，更 优选至少0. 35%，从而为片材产品提供足够的强度。Mg含量