专利名称：用于超塑成形的铝合金板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于超塑成形的铝合金板。特别地，本发明涉及一种用于超塑成形的铝合金板，其表面质量在成形时不会受到损害，从而提供了质量得到改进的成形产品，在成形过程中模具和材料之间发生滑动时，该铝合金板还呈现出很好的耐刮伤性。
背景技术：
在铝合金板的超塑成形过程中，一般通过气压对铝合金板进行大量塑性变形而在高温形成铝合金板。超塑成形方法适合各种产品的小规模生产，因为铝合金板可在加工板的时候一次做成复杂的形状，而且模具和制造设备比冷压成形法便宜。
近些年，通过优化成形条件和设备，超塑成形的循环时间缩短了。因此超塑成形也被用于汽车外板的大规模生产。由于超塑成形是高温处理，一般将像氮化硼(BN)或石墨这样的润滑剂涂在目标铝合金板上，以防止铝合金板粘在模具或压条部分(bead portion)上。
然而，在大规模形成要求高表面质量的部件或产品时，由于模具和材料板之间的滑动而导致即使采用润滑剂也不可避免地出现刮伤。由于模具上沉积了润滑剂而使表面质量受到损害。且，自动施用润滑剂也很难做到。因此，不可避免地降低了效率，增加了成本。
为了改善冷压可成形性，有人提出了一种方法，即在铝材料表面形成阳极氧化物膜，并且在阳极氧化物膜上形成诸如聚氨酯树脂的有机树脂膜，该有机树脂膜中分散着如聚烯烃蜡的润滑剂微粒(见JP-A-8-187818)。然而，将这个方法应用在铝合金板的超塑成形时，并不能得到足够好的效果。
发明内容
本发明是通过对表面处理、脱模性(releasability)、模具和材料板之间的滑动而引起的刮伤以及其他解决上述与铝合金板有关的现有技术的问题之间的关系所进行的实验和研究而得到的，所述现有技术的问题是与超塑成形大规模产品或对成形的产品要求高表面质量有关的问题。本发明的一个目的在于提供一种可超塑成形的铝合金板，该板无需在模具上涂润滑剂即可成形，并且具有良好的脱模性，由于避免了模具和铝合金板之间发生滑动而产生的刮伤，该板的表面质量没有由于在模具上沉积的润滑剂而受到损害，从而改善了成形产品的质量和工作效率，并降低了制造成本。
为了达到上述目的，本发明的第一方面提供了一种表面具有水合氧化物膜的超塑成形铝合金板。
本发明的第二方面提供了一种表面具有双层膜的超塑成形铝合金板，该双层膜包括氢氧化铝膜和水合氧化物膜。
在上述超塑成形铝合金板中，在一个表面上形成的膜所具有的厚度可以为10μm或10μm以下。
在上述超塑成形铝合金板中，铝合金板可以是5000系铝合金板或6000系铝合金板。
本发明提供了一种超塑成形铝合金板，该板无需在模具上涂润滑剂即可成形，并且具有良好的脱模性，避免了由于模具和板之间发生滑动而产生刮伤，该板的表面质量没有由于在模具上沉积的润滑剂而受到损害，从而改善了成形产品的质量和工作效率，并降低了制造成本。
具体实施例方式
本发明可用于能够进行超塑成形的铝合金板。特别地，本发明用于5000系铝合金或6000系铝合金时非常有效。
不能热处理的5000系铝合金在软化状态下具有最高的强度，被广泛用作超塑成形材料。在5000系铝合金中，5083合金、5182合金、5052合金等可适用于本发明中而达到本发明的效果。
6000系铝合金具有烘烤硬化性，而且可以比5000系铝合金更薄。因此，6000系铝合金广泛用作汽车外板材料，而且6000系铝合金的超塑成形也已用于实践当中。
在本发明中，在超塑成形铝合金板表面上形成水合氧化物膜。该水合氧化物膜为一水软铝石膜(boehmite film)或拜耳石膜(bayerite film)。形成水合氧化物膜的方法不限，例如，可以通过将铝合金板浸在温度为约50℃或50℃以上的中性液体中(例如自来水或纯水)，或浸在含有氨等的弱碱性溶液中，或将铝合金板暴露在饱和蒸汽下形成水合氧化物膜。
当在铝合金板表面上形成氢氧化铝膜，然后在氢氧化铝膜上形成上述水合氧化物膜之后，所得的双层膜提供了更多的稳定效果。氢氧化铝膜可以是例如通过已知的碱溶液对铝合金表面进行碱腐蚀而形成。术语“铝合金表面”意为至少是在超塑成形过程中与模具接触的表面。
在一个表面上形成的膜的厚度优选为10μm或以下。如果在一个表面上形成的膜的厚度超过10μm，在超塑成形过程中，膜会大量破裂，很容易分离。由此，这样的膜不能达到效果。在一个表面上形成的膜的厚度更优选为0.1-3μm。
水合氧化物膜或包括水合氧化物膜和氢氧化铝膜的双层膜避免了铝合金和模具在成形之后的粘结，因此无需在铝合金板表面使用用于防止铝合金板与模具或凸缘相互粘结的如BN或石墨的润滑剂，因此避免了由于沉积了润滑剂而使表面质量受到损害。另外，通过形成上述膜也避免了由于模具和板之间发生滑动而产生的刮伤。
实施例本发明以下用实施例和对比例来描述。请注意，下列实施例仅举例说明本发明的一个具体实施方式
。本发明并非仅限定于以下实施例。
在铝合金板(韧度O，厚度1.5mm)的表面上形成水合氧化物膜或含水合氧化物膜和氢氧化铝膜的双层膜，如表1所示。水合氧化物膜是通过将铝合金板浸在95℃的自来水中而形成，氢氧化铝膜是通过碱性洗剂腐蚀铝合金板而形成。通过调节成膜的处理时间而调节膜的厚度。
洗涤其上形成上述膜的铝合金板，做成10个试样对应每个试样号。每个试样放在一个超塑成形机内，在500℃、9atm氮气下超塑成形6分钟，得到长250mm、宽250mm，高(深度)80mm的棱柱形面板(panel)。
根据下列方法研究从模具上的脱模性和成形面板表面上有没有刮伤。表1表示每个试样上形成的膜和在一个表面上形成的膜的厚度，表2表示表面上有没有刮伤和脱模性的结果。
脱模性如果成形产品很容易用金属筷子从模具上除去而没有粘在模具上，则用“优”表示，如果成形产品没有变形，则用“良”表示，如果成形产品由于粘结在模具上而变形，则用“差”表示。
表面刮伤如果目测没有观察到模具和板之间发生滑动而产生的刮伤，或者刮伤深度为1μm或1μm以下，则用“优”表示，如果刮伤深度为3μm以下，则用“良”表示，如果刮伤深度为3μm或3μm以上，则用“差”表示。
表1
表2
注意成形后试样4出现破裂。
如表2所示，本发明的试样1-3和5-9表现出优异的脱模性。在试样1-3和5-9中，目测没有观察到表面刮伤，或者只能观察到很小的表面刮伤。对于试样4，在超塑成形过程后，该具有高厚度的膜发生破裂。试样10未形成膜，表现出不良的脱模性并产生表面刮伤。试样11涂有现有技术所用的BN，未形成膜，表现出良好的脱模性，但是产生了表面刮伤。
显然，根据上述教导，可对本发明进行多种修饰和调整。因此可以理解为，在本发明的权利要求范围内，本发明并不限于在此特别陈述的方法也可进行实施。
权利要求
1.一种用于超塑成形的铝合金板，其表面具有水合氧化物膜。
2.根据权利要求1所述的用于超塑成形的铝合金板，其中一个表面上所形成的膜的厚度为10μm或10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的用于超塑成形的铝合金板，其中铝合金板是5000系铝合金板或6000系铝合金板。
4.一种用于超塑成形的铝合金板，其表面具有双层膜，所述双层膜包括氢氧化铝膜和水合氧化物膜。
5.根据权利要求4所述的用于超塑成形的铝合金板，其中一个表面上所形成的膜的厚度为10μm或10μm以下。
6.根据权利要求4或5所述的用于超塑成形的铝合金板，其中铝合金板是5000系铝合金板或6000系铝合金板。
全文摘要
在超塑成形铝合金板表面上形成水合氧化物膜。该超塑成形铝合金板无需在模具上涂润滑剂即可成形，并且具有良好的脱模性，避免了由于模具和板之间发生滑动而产生的刮伤。
文档编号B32B33/00GK1924090SQ200610125
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月29日 优先权日2005年8月30日
发明者内田秀俊, 长井康礼, 渡边贵道, 风间仁, 横山镇, 斋藤和也 申请人:住友轻金属工业株式会社, 本田技研工业株式会社