一種鋁合金薄板及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車車身用6016系鋁合金薄板及其生產方法。鋁合金薄板的化學成分及質量百分比為：Si 1.0～1.5％，Fe 0～0.50％,Cu 0～0.20％，Mn 0～0.20％，Mg 0.25～0.60％，Cr 0～0.10％，Zn 0～0.10％，Ti 0～0.10％，余量為Al。本發明通過配料→熔煉→轉爐→爐側精煉→靜置→鑄造→鋸切→銑面→鑄錠均勻化處理→熱軋→中間退火→冷軋→電火花毛化處理→冷軋成品→固溶淬火→拉矯→Ti/Zr鈍化→預時效→成品卷材。本發明能為用戶提供高品質的車身用薄板，提高沖壓時成品率，降低汽車廠家成本，改善鋁合金板材的成形性和烘烤硬化性，具有廣闊的市場前景和顯著的經濟效益。
【專利說明】
-種錯合金薄板及其生產方法
技術領域
[0001] 本發明屬于侶合金板材生產的技術領域，尤其設及一種汽車車身用6016系侶合金 薄板及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 節能減排、汽車輕量化已成全球趨勢。經幾十年汽車輕量化材料的研究和發展，人 們逐漸認為6016(A1-Mg-Si系)合金是作為汽車車身板的最佳侶合金材料。它不但具有綜合 力學性能及成形性能，而且是熱處理可強化侶合金，在烘烤硬化(BH)性能比其他系侶合金 的好。作為汽車外板，它必須具有合金材料的抗凹痕性、成形性、時效穩定性、表面光鮮性及 燒烤硬化性能。
[0003] CN104561681A汽車車身用6016侶合金薄板及其生產方法專利中所敘述的一種生 產方法，通過烙煉及鑄造、銳面、熱社、冷社、熱處理工藝步驟，提高了侶合金板材的皿前伸 長率和皿后屈服強度，提高沖壓時成品率，降低汽車廣家成本，改善侶合金板材的成形性和 烘烤破化性。但是運種板材只能作汽車內板或低廉的汽車外板用。

【發明內容】

[0004] 本發明針對現有技術中的缺點，提供一種汽車車身用6016系侶合金薄板及其生產 方法。
[0005] 本發明采取如下技術方案：
[0006] -種侶合金薄板，其特征在于，所述侶合金薄板的化學成分及質量百分比為：Si 1.0~l.l%，Fe0.16~0.22%，Cu0.12~0.16%，Mn0.08~0.12%，Mg0.45~0.45%，Cr 0~0.10%，2110~0.10%，1'10~0.10%，余量為41。它與451]\182091 或68/"13190公布的 標稱化學成分相比（如表1)，主要成分控制更嚴格，綜合提高了抗凹痕性、成形性、時效穩定 性、表面光鮮性及燒烤硬化性能。
[0007] 表1標稱成分與本發明化學成分比較 [000引
[OOUV J 一巧觀上化巧曾金簿恢的生廣萬法，具特化巧十，所化萬法包巧：配科^裕爍^巧 爐^爐側精煉^靜置^鑄造^銀切^銳面^鑄錠均勻化處理^熱社^中間退火^冷社^ 電火花毛化處理^冷社成品^固溶澤火^拉矯(永久變形率)^Ti/Zr純化^預時效^成品 卷材。
[0010] 根據上述的方法，其特征在于，所述方法包括：
[0011] (1)烙煉及鑄造:按侶合金薄板的化學成分及質量百分比準備原材料，在72(TC~ 750°C的條件下烙煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時，開啟電磁攬 拌，當侶合金原材料全部烙化后，加入成分添加劑，并進行化渣、調整成分、轉移烙體到保溫 爐，進行爐側Ar+C12混合氣精煉，成分合格及鑄造準備充分后，烙體靜置適當時間，在烙體 溫度700°C~710°C條件下經在線處理，誘注成侶合金鑄錠；
[0012] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面；
[0013] (3)熱社：將步驟（2)處理后的侶合金鑄錠在步進式推進爐中加熱到480°C~570 °C，保溫8~26h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為330°C~350°C ;
[0014] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C~390°C，化中問退火后，再將侶合 金板由3.Omm經4道次冷社至1.05mm，再經電火花毛化1 .Omm;
[001引（5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C~570°C固浴處理，總加熱時間 為90~110秒，立即進行水冷，3min內溫度降至60°C W下，接著進行拉矯，永久變形率:0.5 % ~1.0%，Ti/Zr純化、預時效處理，預時效處理條件為120°C~180°C，保溫Imin~2min。
[0016] 根據上述的方法，其特征在于，所述步驟(1)的烙體凈化采用多級聯合烙體凈化技 術，即：從原鋪材料選配開始，經烙煉、烙體爐內混合氣體精煉、在線多級串聯SNIF除氣、雙 級陶瓷過濾、加蓋流槽預熱干燥防污染等多種工藝措施，使烙體中的氣體、夾渣排除，得到 較純潔烙體的工藝技術。
[0017] 根據上述的生產方法，其特征在于，所述步驟(5)中的TiAr純化膜重:2.0mg/m2《 11《8.〇111旨/1112;在線預時效處理制度為145171111山。
[001引本發明的有益效果：
[0019] 1.本發明生產方法中在烙體烙煉鑄造過程中，烙體凈化采用多級聯合烙體凈化技 術，使鑄錠冶金質量達到高純化的水平，使鑄錠冶金質量滿足：晶粒度1級；[H]《0.1 ml/ 100gAl;Na<2P化;化<4P化;渣<50K/kg。產品的成形性能及力學性能更優異。
[0020] 2.本發明生產方法中采用中間退火工藝，可W改善帶材的卷取性能，而且可改善 熱社組織的不均勻性對材料表面性能的不利影響，還可W控制侶合金固溶處理后的顯微組 織，在一定程度上提高成形性能(橫向塑性應變比HI)。
[0021] 3.本發明生產方法中采用抓T毛化處理及Ti/Zr純化處理，可使板材表面更具吸附 性和涂漆后光鮮性。
[0022] 4.本發明生產方法中固溶澤火及預時效處理，能有效地消除產品因自然時效使烤 漆硬化不佳的影響。
[0023] 5.本發明是一種完整的汽車車身用6016侶合金薄板生產方法，能為用戶提供高品 質的車身用薄板，提高沖壓時成品率，降低汽車廠家成本，改善侶合金板材的成形性和烘烤 硬化性，具有廣闊的市場前景和顯著的經濟效益。
【具體實施方式】
[0024] 本發明公開了一種侶合金薄板，其化學成分及質量百分比為：Si 1.0~1.1% ,Fe 0.16~0.22%，Cu0.12~0.16%，Mn0.08~0.12%，Mg0.45~0.45%，Cr0~0.10%，Zn O~0.10%，Ti O~0.10 %，余量為Al。。本發明的生產方法包括:配料一烙煉一轉爐一爐側 精煉^靜置^鑄造^銀切^銳面^鑄錠均勻化處理^熱社^中間退火^冷社^電火花毛 化處理^冷社成品^固溶澤火^拉矯(永久變形率)^Ti/Zr純化^預時效^成品卷材。
[0025] 下面結合一些具體實施例對本發明進一步說明。
[0026] -種汽車車身用6016合金薄板，其化學成分及質量百分比如表1。
[0027] 表1該合金成分實測值(wt%)
[OfPRl
[0029] 實例1~4之一任意所述的汽車車身用6016侶含金薄板的生產方法之一，包括W下 步驟：
[0030] (1)烙煉及鑄造:按實例1~4任意所述的侶合金薄板的化學成分及質量百分比準 備原材料，其中，固體料占30%，一、二級廢料45%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時，開啟電磁攬拌，當侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進行化渣、調整成分、轉移烙體到保溫爐，進行爐 側Ar+C12混合氣精煉(STAS)，成分合格及鑄造準備充分后，烙體靜置30min，在烙體溫度700 ~710°C條件下經在線(SNIF除氣、CCF過濾(30PPI巧OPPI)、晶粒細化)處理，誘注成侶合金 鑄錠。鑄錠冶金質量滿足：晶粒度1級；陽]=0.0851111/100旨41;化=2??111;〔日<4??111;渣= 24K/kg
[0031] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0032] (3)熱社:將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進式推進爐中加熱到560°C/24h+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為339°C。
[0033] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C/2h中問退火后，再將侶合金板由 3. Omm經4道次冷社至1.05mm，再經邸T毛化1.0mm。
[0034] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時間為96秒， 立即進行水冷(室溫），3min內溫度降至60°CW下，接著進行拉矯，永久變形率:0.6%，Ti/Zr 純化膜重(TZ = 6.03mg/m2每面），預時效處理145°C，保溫70秒。
[0035] 實例1~4之一任意所述的汽車車身用6016侶含金薄板的生產方法之二，包括W下 步驟：
[0036] (1)烙煉及鑄造:按實例1~4任意所述的侶合金薄板的化學成分及質量百分比準 備原材料，其中，固體料占40%，一、二級廢料45%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時，開啟電磁攬拌，當侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進行化渣、調整成分、轉移烙體到保溫爐，進行爐 側Ar氣精煉(STAS)，成分合格及鑄造準備充分后，烙體靜置30min，在烙體溫度700~710°C 條件下經在線(SNIF除氣、CCF過濾(30PPI巧OPPI)、晶粒細化)處理，誘注成侶合金鑄錠。鑄 錠冶金質量滿足：晶粒度1 級；[扣=0. 097ml/100gAl;Na = 2PRH; Ca<4PRii;渣=28K/kg
[0037] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0038] (3)熱社：將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進式推進爐中加熱到560°C /化+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為350°C。
[0039] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C/2h中問退火后，再將侶合金板由 3. Omm經4道次冷社至1.05mm，再經邸T毛化1.0mm。
[0040] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時間為90秒， 立即進行水冷(室溫），3min內溫度降至60°CW下，接著進行拉矯，永久變形率:0.8%，Ti/Zr 純化膜重(TZ = 6. llmg/m2每面），預時效處理150°C，保溫60秒。
[0041] 實例1~4之一任意所述的汽車車身用6016侶含金薄板的生產方法之=，包括W下 步驟：
[0042] (1)烙煉及鑄造:按實例1~4任意所述的侶合金薄板的化學成分及質量百分比準 備原材料，其中，固體料占45%，一、二級廢料40%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時，開啟電磁攬拌，當侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進行化渣、調整成分、轉移烙體到保溫爐，進行爐 側(Ar95 % +C125 % )混合氣體精煉(STAS)，成分合格及鑄造準備充分后，烙體靜置35min，在 烙體溫度700~710 °C條件下經在線(SNIF除氣、CCF過濾(30PPI巧OPPI )、晶粒細化)處理，誘 注成侶合金鑄錠。鑄錠冶金質量滿足：晶粒度1級；陽]=0.0802ml/100gAl;化=2P化;化< 4PRH;渣= 20K/kg
[0043] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0044] (3)熱社:將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進式推進爐中加熱到560°C/24h+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為355°C。
[0045] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材在380°C/2h中問退火后，再將侶合金板由 3. Omm經4道次冷社至1.05mm，再經邸T毛化1.0mm。
[0046] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時間為90秒， 立即進行水冷(室溫），3min內溫度降至60°CW下，接著進行拉矯，永久變形率:0.8%，Ti/Zr 純化膜重(TZ = 6.09mg/m2每面），預時效處理160°C，保溫50秒。
[0047] 實例1~4之一任意所述的汽車車身用6016侶含金薄板的生產方法之四，包括W下 步驟：
[0048] (1)烙煉及鑄造：按實例1~4任意所述的侶合金薄板的化學成分及質量百分比準 備原材料，其中，固體料占45%，一、二級廢料40%，其余為電解液。在720-760°C的條件下烙 煉侶合金原材料，侶合金原材料50 %~60 %烙化為侶液時，開啟電磁攬拌，當侶合金原材料 全部烙化(720°C)后，加入成分添加劑，并進行化渣、調整成分、轉移烙體到保溫爐，進行爐 側(Ar95 % +C125 % )混合氣體精煉(STAS)，成分合格及鑄造準備充分后，烙體靜置35min，在 烙體溫度700~710 °C條件下經在線(SNIF除氣、CCF過濾(30PPI巧OPPI)、晶粒細化)處理，誘 注成侶合金鑄錠。鑄錠冶金質量滿足：晶粒度1級；陽]=0.0755ml/100gAl;化=2P化;化< 4PRH;渣= 22K/kg
[0049] (2)銳面:將步驟(1)侶合金鑄錠切頭切尾，銳面。
[0050] (3)熱社：將步驟(2)處理后的侶合金鑄錠在步進式推進爐中加熱到560°C/24h+， 480°C/2h，然后在1巧熱連社至厚度3. Omm侶合金卷，終社溫度為346°C。
[0051 ] (4)冷社:將步驟(3)得到的侶合金卷材由3. Omm經4道次冷社至1.05mm，再經邸T毛 化1.0mm。
[0052] (5)熱處理:將步驟(4)得到的侶合金薄板在560°C固浴處理，總加熱時間為90秒， 立即進行水冷(室溫），3min內溫度降至60°C W下，接著進行拉矯(永久變形率:0.8%) ,Ti/ Zr純化膜重(TZ = 6.15mg/m2每面），預時效處理150°C，保溫60秒。
[0053] 實例1~4所述的汽車車身用6016侶含金薄板的任意之一的生產方法生產薄板上 取橫向樣，在室溫下，按用戶要求檢測侶合金薄板的力學性能(T4P)。其結果如表2所示。可 見，增加固體投料，可明顯減少渣含量;采用中間退火，可增加橫向塑性應變比r值。
[0054] 實例1~4所述的汽車車身用6016侶含金薄板的任意之一的生產方法生產薄板上 取橫向樣，在室溫下放置60天，按用戶要求檢測侶合金薄板的力學性能。其結果如表3所示。 可見，性能穩定性較好。
[0055] 實例1~4所述的汽車車身用6016侶含金薄板的任意之一的生產方法生產薄板，在 室溫下放置60天后從薄板上取橫向樣，經2%永久變形，再185°C保溫20min熱處理;按用戶 要求檢測侶合金薄板(T64)的力學性能。其結果如表4所示。
[0056] 表2在室溫下放置7天，侶合金薄板(T4P)的力學性能檢測結果
[opwl
[0059]表3在室溫下放置60天，合金薄板(T4P)的力學性能檢測結果
[0(
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[0。占 。I
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【主權項】
1. 一種鋁合金薄板，其特征在于，所述鋁合金薄板的化學成分及質量百分比為：Si 1.0 ~1.5%，Fe O~0.50%，Cu O~0.20%，Mn O~0.20%，Mg 0.25~0.60%，Cr O~0.10%， 2110~0.10%，110~0.10%，余量為八1。2. -種如權利要求1所述的鋁合金薄板的生產方法，其特征在于，所述方法包括:配料 -熔煉-轉爐-爐側精煉-靜置-鑄造-鋸切-銑面-鑄錠均勻化處理-熱乳-中間退 火-冷乳-電火花毛化處理-冷乳成品-固溶淬火-拉矯-Ti/Zr鈍化-預時效-成品卷 材。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括： (1) 熔煉及鑄造:按鋁合金薄板的化學成分及質量百分比準備原材料，在720 °C~750 °C 的條件下熔煉鋁合金原材料，鋁合金原材料50%~60%熔化為鋁液時，開啟電磁攪拌，當鋁 合金原材料全部熔化后，加入成分添加劑，并進行扒渣、調整成分、轉移熔體到保溫爐，進行 爐側Ar+C12混合氣精煉，成分合格及鑄造準備充分后，熔體靜置適當時間，在熔體溫度700 °C~710°C條件下經在線處理，澆注成鋁合金鑄錠； (2) 銑面:將步驟(1)鋁合金鑄錠切頭切尾，銑面； (3) 熱乳:將步驟(2)處理后的鋁合金鑄錠在步進式推進爐中加熱到480°C~570°C，保 溫8~26h，然后在1+5熱連乳至厚度3. Omm鋁合金卷，終乳溫度為330°C~350°C ; (4) 冷乳:將步驟(3)得到的鋁合金卷材在380°C~390°C，2h中問退火后，再將鋁合金板 由3.Omm經4道次冷乳至1.05mm，再經電火花毛化I .Omm; (5) 熱處理:將步驟(4)得到的鋁合金薄板在560°C~570°C固浴處理，保溫時間為90~ 110秒，立即進行水冷，3min內溫度降至60 °C以下，接著進行拉矯，永久變形率：0.5 %~ 1.0%，Ti/Zr鈍化、預時效處理，預時效處理條件為120°C~180°C，保溫Imin~2min。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)的熔體凈化采用多級聯合熔 體凈化技術。5. 根據權利要求3所述的生產方法，其特征在于，所述步驟（5)中的T i / Z r鈍化膜重： 2.〇11^/1112<1';^8.〇11^/1112;在線預時效處理制度為145°〇/1111；[11。
【文檔編號】C22C1/02GK105925858SQ201610411418
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】呂正風, 張華 , 孟凡林, 孫學明, 陶志民, 曹零勇, 房洪杰, 盛光英, 辛濤
【申請人】山東南山鋁業股份有限公司, 煙臺南山學院