汽车板用铝合金板材.docx

汽车板用铝合金板材由于燃油消耗和废气污染在日益加剧必须努力使汽车轻量化。可热处理强化的6000系列合金可用于汽车车身板。在欧洲常用含Cu低的AA6016合金在北美制造商更注重强度用含Cu量高的AA6111合金（Si1.15Mg0.75Cu0.70Mn0.27Fe0.26Zn0.16Cr0.11Ti0.15）。虽然强度低、成形性差但已在FordCrowVictoriaCrandMarques和Taurus/Sable等车型上应用。它在冲压成型时强度并不高但在涂装烘烤时（低于180°C小于30分钟不能充分强化必须开发时效强度快的合金本文研究Mg和Mn成分对时效速度的影响）获得时效强化。99.9%高纯铝、电解铜、工业纯镁、工业纯锌、Al-9.5%Si、Al-9%Mn、Al-4%Cr、Al-3%Ti中间合金。540°C/16h均匀化退火430°加热温度轧制4.5mm厚板材时410°C/1h中间退火再轧到1.2mm厚薄板。540°C/0.5h水淬（也有说550°C保温1小时）室温停留0.5h170°C/0.5h时效Mg和Mn含量增加时效强度增大但延伸率下降。增加Mg对淬火时效的晶粒度和形状影响不大而增加Mn晶粒明显细化并阻碍再结晶。2009年汽车产销量已达1300辆汽车保有量7000万辆。乘用车重量每减少10%可节油6%-8%减排4%。铝的密度是钢的1/3铝代钢可减重30%-40%。2006年欧、美、日等国的轿车用铝量已达127kg/辆欧洲铝协（EAA）预测在2015年前欧洲轿车用铝量将增至300kg/辆采用铝材减少的耗能是原铝生产耗能的6-12倍。1、良好的成形性：为提高铝材的成形性希望铝材有较低的屈强比、较高的加工硬化速率和均匀延伸率；2、有一定的抗时效稳定性（铝合金板材在室温下存放时不发生时效的特性因为时效会使合金在拉伸变形时出现屈服点伸长即吕德丝（luders）带从而在冲压时造成表面变形不均和起皱影响冲压件的外观要求6个月不发生时效）有良好的烘烤硬化性（汽车冲压件在冲压后经油漆烘烤处理后也会产生时效从而使其屈服强度上升的特性）；3、高的烘烤硬化特性会赋予零件高的抗凹痕性目前大部分汽车企业的油漆烘烤工艺是针对钢板设计的而铝合金的烘烤硬化性和钢的明显不同因此希望铝合金板的烘烤硬化特性最好和钢板的油漆工艺兼容；4、高的抗凹痕性（板材和构件抵抗外力作用而不发生凹陷或永久变形的能力）材料的抗凹痕性与其流变应力有关也与材料厚度有关作为零部件的抗凹痕性还与零件的刚度和结构有关；5、良好的翻边延性（汽车外覆盖件在冲压翻边时板材抵抗开裂的特性）它与板材总伸长率有关也与材料的内部组织有关；6、较好的表面光鲜性铝合金板材和钢板不同其晶粒度远大于钢的如果晶粒度不均匀则会导致冲压件的表面沿轧制方向出现象绳索圈（Roping）样的变形不均匀这种表面缺陷又叫罗平线（Ropingline）导致油漆后表面光鲜不一致这种缺陷也与变形各向异性有关另一种表面缺陷是在表面形成桔皮状的起皱和不平这与组织均匀性有关；7、表面处理和涂装性能：钢铁材料在油漆之前其表面要进行酸洗磷化处理以改善冲压件表面与油漆的结合力提高其耐蚀性而铝合金表面有一层结合紧密的氧化膜油漆前的表面处理方法就与钢铁材料不同要采用铬化处理考虑到六价铬对人体的毒性近年来采用了无铬或低铬处理技术其中典型的方法是Arodine方法并已有成熟的生产线另一种方法是在含氟离子的特殊磷化液中进行表面处理。以上7种性能相互关联又相互矛盾必须合理匹配。满足汽车冲压件的性能要求是铝合金板材研发的主要目标。主要是两类合金：5000、6000系列。5000、6000系列典型铝合金汽车板材的主要成分（质量分数）合金牌号合金元素SiFeCuMnMg60161.0-1.5∠0.50∠0.20∠0.200.25-0.6060220.8-1.50.05-0.200.01-0.100.02-0.100.45-0.7061110.7-1.1∠0.400.50-0.900.15-0.450.50-1.05022∠0.25∠0.400.20-0.50∠0.103.50-4.95023∠0.25∠0.400.20-0.50∠0.105.0-6.25182∠0.20∠0.35∠0.100.20-0.504.5-5.06022比6016、6111有更好的成形性和耐蚀性已用于Plymouthprowler等车身板。采用AlSi20、AlMn10、AlCr5、AlCu50中间合金做的实验。有MgSi（相）、初生Si、AlFeSi、Al(ZnMg)Si相。《铝合金汽车板性能及其应用的研究进展》、《铝合金汽车板性能及其应用》马鸣图等维普网（[e-mail]用户名中填写“[e-mail]”）和知