本部分提供与并不一定是现有技术的本公开有关的背景信息。
使用铝合金所形成的部件在各种行业和应用中变得愈加普遍，包括常规制造业、建筑设备、汽车或其他运输行业、家庭或工业结构、航空航天等。例如，铝合金通常在制造业中用于压铸部件，例如汽车工业中的发动机缸体和变速箱。值得注意的是，铝合金通常用于压铸需要高强度和高延展性并且重量较轻的薄壁部件。尽管许多成形铝合金部件对于许多应用而言具有足够的强度，但仍需要制造出屈服强度得到提高的铝合金部件。具体地，就汽车而言，仍然需要在没有牺牲必不可少的强度的同时降低车辆部件的质量和尺寸。
技术实现要素：
本部分提供了对本公开的总体概述，并且不是其全部范围或其全部特征的全面公开。
本公开涉及具有定制机械特性的高强度铝冲压件。
在各个方面，本公开提供了一种用于制备高强度铝部件的示例性方法。该方法可以包括将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度，并且将铝合金坯件淬火至小于或等于约40℃的温度。铝合金坯件可以在模具中进行冲压以形成具有预定形状的铝部件。在将成形部件从冲压模具中移除之后，可以将一个或多个局部塑性变形(例如永久变形)引入铝部件的一个或多个选定区域中。铝部件随后可以在大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度下进行时效化。当铝部件经历时效化时，局部塑性变形可以用作沉淀硬化和在铝部件中形成一个或多个强化区域的成核位置。
在一个变型中，该一个或多个强化区域可以具有第一屈服强度，该第一屈服强度比缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域的屈服拉伸强度大大于或等于约20％。
在一个变型中，该一个或多个强化区域可以具有大于或等于约600mpa的第一屈服强度，而缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域的第二屈服强度可以是大于或等于约480mpa至小于或等于约520mpa。
在一个变型中，时效包括第一温度时效处理和第二温度时效处理。第一温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第一温度下对铝部件进行时效化。第二温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第二温度下对铝部件进行时效化。
在一个变型中，可以在第一温度时效处理和第二温度时效处理之间引入局部塑性变形。
在一个变型中，可以在第二温度时效处理之后引入局部塑性变形。
在一个变型中，时效可以进一步包括第三温度时效处理。第三温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第三温度下对铝部件进行时效化。
在一个变型中，可以在第二温度时效处理与第三温度时效处理之间引入局部塑性变形。
在一个变型中，该一个或多个局部塑性变形以线性图案形成在铝部件上，以增强铝部件在平行于线性图案的方向上的强度。
在一个变型中，该一个或多个局部塑性变形彼此分离，并且以分布式图案形成在铝部件上以防止铝部件的局部弯曲。
在一个变型中，铝合金坯件是7000系列铝合金，其包括大于或等于约1.2重量％至小于或等于约2.0重量％的铜(cu)、大于或等于约2.1重量％至小于或等于约2.9重量％的镁(mg)、小于或等于约0.30重量％的锰(mn)、小于或等于约0.40重量％的硅(si)、小于或等于约0.50重量％的铁(fe)、大于或等于约0.18重量％至小于或等于约0.28重量％的铬(cr)、大于或等于约5.1重量％至小于或等于约6.1重量％的锌(zn)、小于或等于约0.20重量％的钛(ti)、小于或等于约0.15重量％的以小于或等于约0.05重量％的量单独存在的其他元素以及余量的铝(al)。
在一个变型中，局部塑性变形可以使用选自以下的工艺引入：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。
在一个变型中，铝合金坯件的加热、淬火和冲压可以同时发生。
在一个变型中，用于形成铝部件的铝合金坯件的冲压可以在小于或等于约26℃的温度下发生。
在其他方面，本公开提供了另一种用于制备高强度铝部件的示例性方法。该方法可选地包括在模具中将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度以形成具有预定形状的铝部件，并且在模具中将铝部件淬火至小于或等于约40℃的温度。可以通过选自以下的工艺引入一个或多个局部塑性变形来选择铝部件的区域：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。铝部件可以在大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度下进行时效化。当铝部件经历时效化时，局部塑性变形可以用作导致硬化的沉淀物和在铝部件中形成一个或多个强化区域的成核位置。铝部件的强化区域可以具有第一屈服强度，该第一屈服强度比缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域的第二屈服强度大大于或等于约20％。
在一个变型中，时效可以包括第一温度时效处理和第二温度时效处理。第一温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第一温度下对铝部件进行时效化。第二温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第二温度下对铝部件进行时效化。
在一个变型中，可以在第一温度时效处理与第二温度时效处理之间引入局部塑性变形。
在一个变型中，时效可以进一步包括第三温度时效处理。第三温度时效处理可以包括在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第三温度下对铝部件进行时效化。可以在第二温度时效处理与第三温度时效处理之间引入局部塑性变形。
在其他方面，本公开提供了另一种用于制备高强度铝部件的示例性方法。该方法可选地包括将铝合金坯件加热到大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度，并且将铝合金坯件淬火至小于或等于约40℃的温度。铝合金坯件可以在模具中进行冲压以形成具有预定形状的铝部件。铝部件可以经受选自以下的第一工艺：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。然后可以在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第一温度下对铝部件进行时效化。在第一温度时效处理之后，铝部件可以经受选自以下的第二工艺：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光或其组合。然后可以在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第二温度下对铝部件进行时效化。第一工艺和第二工艺可以引入多个局部塑性变形以选择铝部件的区域。局部塑性变形可以用作第一和第二时效处理期间沉淀硬化的成核位置，以在铝部件中形成多个强化区域。
在一个变型中，经过两次时效化的铝部件可以经受选自以下的第三工艺：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。然后可以在选自范围从大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度的第三温度下对铝部件进行时效化。
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅仅用于说明所选实施例的目的，而不是说明所有可能的实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。
图1a至图1c是具有一个或多个局部塑性变形的汽车的示例性门梁的透视图。图1a示出了呈现为线性不连续图案的多个局部塑性变形。图1b示出了呈现为连续线性不连续图案的局部塑性变形。图1c示出了彼此分离并且以分布式图案形成在铝部件上的多个局部塑性变形的另一图案。
图2是用于制备高强度铝部件的示例性方法的图解说明。
在附图的几个视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
提供了示例实施方案，以使得本公开将是透彻的，并且将本公开的范围完全传递给本领域技术人员。阐明了众多具体细节，例如具体组分、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域技术人员来说将是明显的是，不必使用具体的细节，示例性实施例可以体现为许多不同的形式，并且它们也不应当解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，没有详细描述公知的方法、公知的装置结构和公知的技术。
本文所用的术语是仅仅用于描述具体的示例性实施例的目的，并非意在限制。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该”可以意在也包括复数形式，除非上下文另有清楚指示。术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有”是包含性的，因此指定了所述特征、元件、组成、步骤、整数、操作和/或部件的存在，但是不排除存在或增加一种或多种其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。虽然开放式术语“包括”应被理解为用于描述和要求保护本文所阐述的各个实施例的非限制性术语，但在某些方面中，该术语可以替代地理解为是更具限制性的术语，例如“由......组成”或“基本上由......组成”。因此，对于叙述了组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或工艺步骤的任何给出的实施例，本公开还具体包括由或基本上由这样的所述组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或工艺步骤组成的实施例。在“由...组成”的情况下，替代实施例排除了任何另外的组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或工艺步骤，而在“基本上由......组成”的情况下，实质上影响基本特性和新颖特征的任何另外的组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或工艺步骤从这样的实施例中排除掉，但是实质上不影响基本特征和新颖特征的任何组成、材料、部件、元件、特征、整数、操作和/或工艺步骤可以包括在实施例中。
本文所述的任何方法步骤、工艺和操作不应被解释为必然要求它们以所讨论的或所示的具体次序执行，除非明确定义为一个执行次序。还应理解的是，除非另有说明，否则可以使用另外的或替代的步骤，。
当部件、元件、层被称作在另一元件或层“之上”、“接合到其上”、“连接到其上”或“联接到其上”时，则它可以直接位于另一元件或层之上、接合到其上、连接到其上或联接合到其上，或可以存在着介于中间的元件或层。相反，当一个元件被称作在另一元件或层“直接之上”、“直接接合到其上”、“直接连接到其上”或“直接联接到其上”时，可以不存在介于中间的元件或层。用于描述元件间关系的其他措辞应当以类似方式来解释(例如“在…之间”对“直接在…之间”，“相邻”对“直接相邻”等)。如本文使用，术语“和/或”包括一种或多种相关所列项目的任何和全部的组合。
虽然术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各个步骤、元件、部件、区域、层和/或区段，但是除非另有指明，否则这些步骤、元件、部件、区域、层和/或区段不应当受限于这些术语。这些术语可以仅仅用于将一个步骤、元件、部件、区域、层和/或区段与另一个步骤、元件、部件、区域、层和/或区段区分开。如“第一”、“第二”等术语以及其他序数词在本文使用时没有赋予一定的次序或顺序，除非上下文有明确指示。因此，下面讨论的第一步骤、元件、部件、区域、层和/或区段可以称作第二步骤、元件、部件、区域、层和/或区段，而不脱离示例性实施例的教导。
例如“之前”、“之后”、“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相关术语在此可以用于方便说明，以描述附图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。除了附图所示的取向之外，空间上或时间上相关的术语可以意在涵盖装置或系统在使用或运行中的不同取向。
在整个本公开中，数值代表了近似的测量值或范围限值，以包括从给定值的小偏差以及具有大致所提及的值的实施例和具有精确的所提及的值的实施例。不同于在具体实施方式结尾处提供的工作示例中的情况，本说明书中的包括所附权利要求在内的参数的全部数值(例如，数量的或条件的参数)应被理解为在所有情况下都是用术语“约”修饰，无论“约”是否实际出现在数值之前。“约”表示所述数值允许出现一些轻微的不精确(并且一些接近于该值精确度；大约或适度的接近该值；接近的)。如果用“约”提供的不精确在所属领域中并不理解为这种通常的含义，则如本文所用，“约”表示至少可能由通常的测量方法和使用这样的参数所产生的变化。例如，“约”可以包括小于或等于5％，可选地小于或等于4％，可选地小于或等于3％，可选地小于或等于2％，可选地小于或等于1％，可选地小于或等于0.5％，并且在某些方面可选地小于或等于0.1％的变化。
另外，范围的公开包括处于整个范围内的全部值和进一步细分的范围的公开，其中包括针对范围给出的端点和子范围。如本文所提到的，除非另有指定，否则范围将端点包括在内，并且包括在整个范围内的所有不同值和进一步细分的范围的公开。因此，例如，“从a到b”或“从约a到约b”的范围包括a和b.
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
通常使用时效硬化(即沉淀硬化)工艺来增加金属合金(包括铝合金)的强度。例如，当铝部件经历时效化时，铝部件通过形成微观和亚微观的沉淀颗粒来得到强化(例如硬化)。沉淀硬化包括加热金属合金以将合金元素均匀地分布在整个基体金属中，从而形成固溶体。随着合金的冷却，溶质(例如，溶解的合金元素)可以随时间移出溶液(例如，沉淀物)。沉淀速率可以通过包括温度和压力在内的环境因素进行控制。沉淀的合金元素可以通过成核来形成可以增强和强化晶体基质结构的第二相。晶体基质的晶界是常见的成核位置。然而，与晶粒上的沉淀物相比，晶粒内的沉淀物提供了增强的强化。本技术提供了促进晶粒内沉淀形成的方法，从而进一步提高了部件的选定区域中成形部件的强度。
因此，在各个方面，本技术提供了一种用于制造具有改善强度的部件(例如汽车零件)的方法。本方法包括对铝合金进行冲压并随后引入一个或多个局部变形，然后进行后续的时效处理。局部塑性变形可以作为沉淀硬化的成核位置。
该方法包括对铝合金坯件进行退火，以减少晶格内的位错数量(例如合金的晶体结构中的线缺陷)并改善铝合金坯件的可加工性。退火包括迅速将铝合金坯件加热到固溶度线温度以上，并保持该温度，直到合金元素基本上均匀地分布在整个铝中并获得固溶体。仅举例而言，退火可以包括以大于或等于约1.0℃/s至小于或等于约100℃/s的速率将铝合金坯件加热至大于或等于约400℃至小于或等于约600℃的温度，并将该温度保持大于或等于约0.01小时至小于或等于1.0小时的时间。退火时间和温度可以取决于铝合金坯件的厚度。
在某些情况下，本方法包括对包括以下的铝合金进行退火：大于或等于约0.4重量％至小于或等于约0.8重量％的硅(si)、小于或等于约0.7重量％的铁(fe)、大于或等于约0.15重量％至小于或等于约4.9重量％的铜(cu)、小于或等于约0.9重量％的锰(mn)、大于或等于约0.8重量％至小于或等于约2.9重量％的镁(mg)、小于或等于约0.35重量％的铬(cr)、小于或等于约6.1重量％的锌(zn)、小于或等于约0.20重量％的钛(ti)、小于或等于约0.15重量％的以小于或等于约0.05重量％的量单独存在的其他元素以及余量的铝(al)。
在某些情况下，本方法包括对选自以下的铝合金坯件进行退火：2xxx系列铝合金(例如，2000系列铝合金)、6xxx系列铝合金(例如，6000系列铝合金)、7xxx系列铝合金(例如，7000系列铝合金)及其组合。铜(cu)是2xxx系列铝合金的主要合金元素；然而，也可以指定其他元素，例如镁(mg)。镁(mg)和硅(si)是6xxx系列铝合金的主要合金元素。锌(zn)是7xxx系列铝合金的主要合金元素；然而，也可以指定其他元素，例如铜(cu)、镁(mg)、铬(cr)、锆(zr)及其组合。铝合金坯件可以以片材、辊材或卷材的形式提供。
合适的铝合金的非限制性示例包括铝合金2024、铝合金6061、铝7075等。
铝合金2024包括约0.5重量％的硅(si)、约0.5重量％的铁(fe)、大于或等于约3.8重量％至小于或等于约4.9重量％的铜(cu)、大于或等于约0.3重量％至小于或等于约0.9重量％的锰(mn)、大于或等于约1.2重量％至小于或等于约1.8重量％的镁(mg)、小于或等于约0.1重量％的铬(cr)、小于或等于约0.25的锌(zn)、小于或等于约0.15重量％的钛(ti)、小于或等于约0.15重量％的以小于或等于约0.05重量％的量单独存在的其他元素以及余量的铝(al)。仅举例来说，其他元素可以包括锆(zr)、钒(v)及其组合。
铝合金6061包括大于或等于约0.4重量％至小于或等于约0.8重量％的硅(si)、小于或等于约0.7重量％的铁(fe)、大于或等于约0.15重量％至小于或等于约0.40重量％的铜(cu)、小于或等于约0.15重量％的锰(mn)、大于或等于约0.8重量％至小于或等于约1.2重量％的镁(mg)、大于或等于约0.04重量％至小于或等于约0.35重量％的铬(cr)、小于或等于约0.25重量％的锌(zn)、小于或等于约0.15重量％的钛(ti)、小于或等于约0.15重量％的以小于或等于约0.05重量％的量单独存在的其他元素以及余量的铝(al)。
铝合金7075包括大于或等于约1.2重量％至小于或等于约2.0重量％的铜(cu)、大于或等于约2.1重量％至小于或等于约2.9重量％的镁(mg)、小于或等于约0.30重量％的锰(mn)、小于或等于约0.40重量％的硅(si)、小于或等于约0.50重量％的铁(fe)、大于或等于约0.18重量％至小于或等于约0.28重量％的铬(cr)、大于或等于约5.1重量％至小于或等于约6.1重量％的锌(zn)、小于或等于约0.20重量％的钛(ti)、小于或等于约0.15重量％的以小于或等于约0.05重量％的量单独存在的其他元素以及余量的铝(al)。
在某些情况下，可以将铝合金2024坯件加热大于或等于约0.1小时的时间，以达到大于或等于约488℃至小于或等于约499℃的温度。在其他情况下，可以将铝合金6061坯件加热大于或等于约0.1小时的时间，以达到大于或等于约525℃至小于或等于约535℃的温度。仍然在其他情况下，可以将铝合金7075坯件加热大于或等于约0.1小时的时间，以达到大于或等于约485℃至小于或等于约495℃的温度。
在退火之后，可以对固溶体进行淬火。淬火包括将铝合金以大于或等于约450℃/s的速率冷却到小于或等于约40℃的温度，从而将溶质元素冻结在适当位置并基本上防止了合金元素的扩散。经过淬火的铝合金可以比较柔软，并且可以进行压制或拉伸以形成期望的铝部件。例如，经过淬火的铝合金可以在具有预定形状的模具中进行冲压，以形成期望的铝部件。仅举例来说，就汽车而言，模具可以成形为形成a柱或b柱、车顶横梁或纵梁道或者铰链柱。在其他情况下，固溶体可以被同时冲压并淬火至小于或等于约40℃的温度。
可以将一个或多个塑性变形引入铝部件的一个或多个选定区域。在某些情况下，在将成形部件从冲压模具中移除之后，可以将一个或多个塑性变形引入铝部件的一个或多个选定区域。如上所述，在各个方面，当铝部件经历时效化时，局部塑性变形可以用作合金元素的沉淀的成核位置(例如，异质成核)。当铝部件经历时效化时，合金元素扩散(例如沉淀)到相应的成核位置，形成铝部件的一个或多个强化区域。成核位置促进了第二相的形成，这是因为表面能较低并且自由能屏障减小。对铝部件的选定区域(例如，成核位置)进行选择，以允许形成的第二相为铝部件提供增强的强度。因为局部塑性变形可以作为沉淀物的成核位置，所以，选定区域随后的时效硬化量比周围区域更大。由此产生了具有强度更高的选定区域(例如强化区域)的高强度铝部件。
沉淀后的成核位置(例如，强化区域)的拉伸强度可以比没有包括第二相的铝部件的区域的拉伸强度大大于或等于约20％。仅举例而言，在铝部件包括铝合金2024的情况下，一个或多个强化区域可以具有大于或等于约450mpa的屈服强度，而缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域可以具有约380mpa的屈服强度。在铝部件包括铝合金6061的情况下，一个或多个强化区域可以具有大于或等于约370mpa的屈服强度，而缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域可以具有约315mpa的屈服强度。在铝部件包括铝合金7075的情况下，一个或多个强化区域可以具有大于或等于约600mpa的屈服强度，而缺少该一个或多个强化区域的铝部件的区域可以具有约500mpa的屈服强度。
可以引入塑性变形来选出铝部件的区域，进而改善冲击期间的能量管理。在某些情况下，塑性变形可以沿着铝部件的单独或组合的凹凸表面集中。在其他情况下，塑性变形可以以不连续的线性方式引入。例如，图1a示出了汽车的示例性门梁10，此门梁具有第一端12和第二端14以及在其间延伸并形成多个凹表面18和凸表面20的多个脊部16，其中塑性变形22以多个脊部16中第一脊部的至少一个突出(凸)表面20上的不连续区域的线性图案引入。应该注意的是，放置这种塑性变形22是代表性的，但实际上可以设置在门梁10的其他区域上。此外，图1b示出了汽车的示例性门梁30，此门梁具有第一端32和第二端34以及在其间延伸并形成多个凹表面38和凸表面40的多个脊部36，其中塑性变形28以第一脊部36的至少一个突出(凸)表面40上的连续线性图案引入。同样地，放置这种塑性变形28是代表性的，但实际上可以设置在门梁30的期望进行加强的其他区域上。
仍然在其他情况下，塑性变形可以分布在整个铝部件中，以抵抗铝部件的局部弯曲。例如，图1c示出了汽车的示例性门梁46，此门梁具有第一端48和第二端50以及在其间延伸并形成多个凹表面54和凸表面56的多个脊部52，其中塑性变形58遍布整个门梁46。因此，多个局部塑性变形58中的每一个变形彼此分离。多个塑性变形58在门梁46上以分布式图案形成，以防止铝部件的高度局部化弯曲。
仍然在其他情况下(未示出)，塑性变形可以相对于示例性门梁的长度以各种角度(例如不平行的方式)引入。仍然在其他情况下(未示出)，可以在示例性门梁的表面上引入塑性变形，这些表面相对于示例性门梁的主平面基本上垂直。
在施加足以使部件永久变形并且可以发生在各种工艺中的负荷或力之后引发塑性变形。在某些情况下，可以使用选自以下的工艺引入塑性变形：重拉伸、搅拌摩擦加工、喷丸加工、滚光及其组合。仅作为示例，重拉伸包括将铝部件冲压到具有选择性放置的多个异常特征的第二模具中。例如，第二模具可以包括具有足以在室温下引入塑性变形的深度或长度的多个凹坑、突起或凸块。搅拌摩擦加工包括将联接到旋转工具的钝器强制插入到铝部件的选定区域中。钝器与铝部件之间的摩擦产生了局部加热，这种局部加热足以软化固体铝部件并使其变形，同时还不会改变铝部件的宏观几何形状。喷丸加工包括使用精密设备通过具有高速度的单个钢球以预定角度轰击铝部件。滚光包括将硬球或圆柱体压靠在得到了适当支撑的工件(例如，冲压的铝部件)上并使其滚动，以使工件的表面区域发生塑性变形。
在某些情况下，可以在成形铝部件淬火之后和时效化之前将一个或多个局部塑性变形引入成形铝部件的一个或多个选定区域(例如t型名称：t8或t3)。在其他情况下，对成形铝部件进行时效化并随后发生变形(例如，t型名称：t9)。仍然在其他情况下，可以对成形铝部件进行多次时效化并且可以在时效化循环之间引入塑性变形(参见图2)。
当铝部件经历时效化时，合金元素扩散到许多成核位置以形成沉淀物(例如第二相)。在某些情况下，铝部件可以经历人工时效。与在室温(26℃)下发生的自然时效相比，人工时效会提高合金元素的沉淀速率。时效发生在低于平衡固溶度线温度和低于亚稳态混溶间隙(吉尼尔·普雷斯顿(“gp”)区固溶线)的温度下。作为非限制性示例，铝部件可以通过以大于或等于约0.1℃/s至小于或等于约10℃/s的速率将铝部件加热到大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的选定温度来进行时效化。选定温度可以保持大于或等于约0.1小时至小于或等于48小时的预定时间。在预定时间之后，铝部件可以以大于或等于约1.0℃/s至小于或等于约1000℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
在各种情况下，铝部件可以使用一种或多种热处理(即，双级时效热处理循环)进行人工时效。例如，在某些情况下，铝部件可以使用第一温度时效处理和第二温度时效处理进行人工时效。在这种情况下，第一温度时效处理可以包括在选自大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度范围的第一温度下对铝部件进行时效化；并且第二温度时效处理可以包括在选自大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度范围的第二温度下对铝部件进行时效化。选定的第一温度可以低于选定的第二温度。
可以以大于或等于约0.1℃/s至小于或等于约10℃/s的速率将铝部件加热至第一温度。铝部件可以在第一温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于48小时的第一预定时间。在第一预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约1.0℃/s至小于或等于约1000℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。铝部件可以在小于或等于约40℃的温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于1000小时的第二预定时间。
在第二预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约0.1℃/s至小于或等于约10℃/s的速率加热到第二温度。铝部件可以在第二温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于48小时的第三预定时间。在第三预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约1.0℃/s至小于或等于约1000℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
在其他情况下，可以使用时效处理对铝部件进行人工时效。在这种情况下，第一温度时效处理可以包括在选自大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度范围的第一温度下对铝部件进行时效化；第二温度时效处理可以包括在选自大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度范围的第二温度下对铝部件进行时效化；并且第三温度时效处理可以包括在选自大于或等于约100℃至小于或等于约200℃的温度范围的第三温度下对铝部件进行时效化。第三温度可以高于第一温度和第二温度，并且第二温度可以高于第一温度。
在这种情况下，铝部件可以以大于或等于约0.1℃/s至小于或等于约10℃/s的速率加热到第一温度。铝部件可以在第一温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于48小时的第一预定时间。在第一预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约1.0℃/s至小于或等于约1000℃/s的速率回到小于或等于约40℃的第一温度。铝部件可以在小于或等于约40℃的温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于1000小时的第二预定时间。
在第二预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约0.1℃/s至小于或等于约10℃/s的速率加热到第二温度。铝部件可以在第二温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于48小时的第三预定时间。在第三预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约1.0℃/s至小于或等于约1000℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。铝部件可以在小于或等于约40℃的温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于1000小时的第四预定时间。
在第四预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约0.1℃/s至小于或等于约10℃/s的速率加热到第三温度。铝部件可以在第三温度下保持大于或等于约0.1小时至小于或等于48小时的第五预定时间。在第五预定时间结束之后，铝部件可以以大于或等于约1.0℃/s至小于或等于约1000℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
在某些情况下，当对铝部件进行进一步处理时，铝部件可以附带地进行时效化(例如，热处理)。例如，在汽车的情况下，铝部件可以在喷漆和涂装过程中进一步进行时效化。
通过以下非限制性示例进一步说明本技术的实施例。
示例1
图2提供了用于制备高强度铝部件的示例性方法的图解说明。y轴60表示以摄氏度为单位的温度，而x轴62表示以小时为单位的时间。该示例性方法具有两个阶段。第一阶段64示出了成形铝部件的退火、淬火、冲压、变形和选定时效。第二阶段66示出了包括局部塑性变形的铝部件的附带时效。
首先，以约1.0℃/s的速率将铝合金坯件加热到约490℃。铝合金坯件在约490℃下保持约0.1小时。以约1000℃/s的速率将均质铝合金淬火至小于或等于约40℃的温度，并且对柔软的铝合金进行冲压68以形成具有预定形状的铝部件。在冲压68之后，铝部件经历第一变形过程70并随后进行时效化。通过以约1.0℃/s的速率将铝部件加热至约120℃的温度来对铝部件进行人工时效。铝部件在约120℃下保持约5小时，然后以约1.0℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
在第一时效过程之后，铝部件经历第二变形过程72。在第二变形过程72之后，通过以约1.0℃/s的速率将部件加热至约160℃的温度来再次对铝部件进行人工时效。铝部件在约160℃下保持约2小时，然后以约1.0℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
在第二时效过程之后，铝部件经历第三变形过程74。在第三变形过程74之后，通过以约1.0℃/s的速率将部件加热至约180℃的温度来附带地对铝部件进行时效化。铝部件在约180℃下保持约0.3小时，然后以约1.0℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
铝部件可以在约40℃下保持约10小时，然后再次通过以约1.0℃/s的速率将部件加热至约140℃的温度来附带地进行第二次时效化。铝部件在约140℃下保持约0.3小时，然后以约1.0℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
铝部件可以在约40℃下保持约1小时，然后再次通过以约1.0℃/s的速率将部件加热到约130℃的温度来附带地进行第三次时效化。铝部件在约130℃下保持约0.3小时，然后以约1.0℃/s的速率回到小于或等于约40℃的温度。
示例2
可以以约1.0℃/s的速率将铝合金坯件加热到约495℃。铝合金坯件在约495℃下保持约0.1小时。以约1000℃/s的速率将均质铝合金淬火至约室温，并且对柔软的铝合金进行冲压以形成具有预定形状的铝部件。在冲压之后，将一个或多个局部变形引入铝部件的一个或多个选定区域。然后，具有一个或多个局部变形的铝部件经历各种后续时效过程。
示例3
可以以约1.0℃/s的速率将铝合金坯件加热到约530℃。铝合金坯件在约530℃下保持约0.1小时。以约1000℃/s的速率将均质铝合金淬火至约室温，并且对柔软的铝合金进行冲压以形成具有预定形状的铝部件。在冲压之后，铝部件经历第一时效处理。第一时效处理包括以约1.0℃/s的速率将铝部件加热至约160℃的温度，将铝部件在约160℃下维持约5小时，并以约1.0℃/s的速率使铝部件回到室温。
在第二时效处理之前，将一个或多个局部变形引入铝部件的一个或多个选定区域。第二时效处理包括以约1.0℃/s的速率将铝部件加热至约180℃的温度，将铝部件在约180℃下维持约0.3小时，并以约1.0℃/s的速率使铝部件回到室温。
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