具有AlMgSi合金核心层的铝基复合材料的制作方法

具有AlMgSi合金核心层的铝基复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种由铝材料构成的带材，该带材用于制造具有高度成型要求的部件，本发明还涉及一种制造该带材的方法及由根据本发明的带材制造的板材的用途。本发明的目的在于提供一种由铝材料制成的带材，该带材用于制造具有高度成型要求的部件，该带材具有改善的弯曲性能，该目的这样得以实现，即，使带材具有由AlMgSi合金制成的核心层和单侧或双侧设置的、由不能硬化的铝合金制成的至少一个外部铝合金层，该至少一个外部铝合金层在T4状态下具有比AlMgSi合金层低的抗拉强度，带材在T4状态下横向于轧制方向具有大于23%的均匀延伸率Ag及在1.5mm-1.6mm厚度情况下在弯曲试验中横向于轧制方向获得小于40°的弯曲角。
【专利说明】具有AIMgSi合金核心层的绍基复合材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由铝材料构成的带材，该带材用于制造具有高度成型要求的部件，本发明还涉及一种制造该带材的方法以及由根据本发明的带材所制造的板材的用途。
【背景技术】
[0002]由铝合金构成的板材主要用在汽车制造中但也用在其他的应用领域，例如飞机制造或轨道车辆制造，该板材的特征不仅在于特别高的强度值，而且同时具有很好的成型性能和高的变形程度。在汽车制造中典型的应用领域是车身和底盘部件。对于可见的、经涂漆的结构部件，例如外部的、可见的车身板材，必须这样进行材料的成型，以使得表面在涂漆之后不会受到例如刮痕或皱纹状变形(隆起)的影响。这例如对于使用铝合金板材来制造引擎罩或汽车的其它车身部件来说特别重要。然而这限制了针对铝合金的材料选择。特别是AlMgSi合金，其主要的合金组分是镁和硅，该合金在T6状态下具有相对高的强度，同时在T4状态下具有好的成型性能以及具有出色的耐腐蚀性。AlMgSi合金是AA6XXX的合金类型，例如合金类型AA6016、AA6014、AA6181、AA6060和AA6111。由AlMgSi合金构成的铝带通常通过浇注轧制坯件、使轧制坯件均匀化、热轧轧制坯件以及冷轧热轧带材而制得。轧制坯件的均匀化处理在380至580°C的温度下进行一个小时以上。通过最终的、通常在500°C至570°C的温度下的固溶退火和随后的淬火以及大致在室温下至少三天的冷时效可以获得T4状态下的带材。淬火之后通过100°C和220°C之间的温度下的热时效调整T6状态。
[0003]问题在于，在由AlMgSi合金制成的、经热轧的铝带中有粗大的Mg2Si析出物，该析出物在接下来的冷轧过程中由于高的变形程度而发生断裂并变小。通常以3mm至12mm的厚度制造AlMgSi合金的热轧带材并且以高的变形程度进行冷轧。因为在传统热轧过程中经过产生AlMgSi相的温度范围非常慢，所以在卷曲热轧带材之后，该相非常粗大地形成。用于形成上述相的温度范围取决于合金。然而，该温度范围在550°C和230°C之间，即在热轧温度的范围中。通过试验已经证实，这种粗大的相位在热轧带材中对最终产品的延伸率产生不利的影响。这就是说，至今不能完全地充分利用由AlMgSi合金制成的铝带的成型性倉泛。
[0004]在已公开的、由 申请人:发明的欧洲专利申请EP2270249A1中，AlMgSi合金带材在经历完最后的热轧工序之后立即具有最大130°C的温度并且以该温度或更低的温度进行缠卷。通过以这种方法对热轧带材进行淬火能够制造T4状态下的铝带，该铝带在T4状态下具有大于30%的断裂延伸率A8tl或大于25%的均匀延伸率Ag。此外，在T6状态下也得到非常高的均匀延伸率Ag和断裂延伸率A8tl的值。然而在所述应用领域中还存在经常需要强烈的弯曲部和卷边的问题。例如汽车车门内部部件就是包括弯曲部和卷边以及对变形能力的高要求的典型应用。在弯曲试验中虽然借助到现在为止的AlMgSi合金带材已经能够获得良好的效果，但是仍然期待进一步改善弯曲性能，特别是针对上述应用领域。

【发明内容】
[0005]因此在此基础上，本发明的目的在于提供一种由铝材料制成的带材，该带材用于制造具有高度成型要求的部件，该带材具有改善的弯曲性能。
[0006]根据本发明的第一原理，这样实现了上述目的，S卩，使带材具有由AlMgSi合金制成的核心层和单侧或双侧设置的、由不能硬化的铝合金制成的至少一个外部铝合金层，其中该至少一个外部铝合金层在T4状态下具有比由AlMgSi合金制成的核心层更低的抗拉强度，其中带材在T4状态下横向于轧制方向具有大于23%的均匀延伸率Ag以及在弯曲试验中，在1.5mm-l.6mm厚度的情况下横向于轧制方向获得小于40°的弯曲角。
[0007]令人惊奇地发现，由铝基复合材料所制成的带材具有由AlMgSi合金构成的核心层和至少一个单侧或双侧设置的外部铝合金层，该铝合金层由不能够硬化的铝合金构成，该铝合金在T4状态下具有比AlMgSi合金更低的抗拉强度，相对于未经涂层的AlMgSi合金带材来说，明显改善了在T4状态下的弯曲性能。优选外部铝合金层在重结晶的状态下以及在T4状态下的断裂延伸率A8tl大于由AlMgSi合金构成的合金核心层在T4状态下的断裂延伸率A8(i。在强烈弯曲带材直至最大可达的弯曲角情况下会出现明显比较平滑且整齐的弯曲边缘。就像例如在卷边中所需要的弯曲部一样，至今在弯曲部上会有这样的问题，即，在弯曲边缘的区域中出现裂纹或粗糙部位。由于较软的外部铝合金层在弯曲过程中能够“涂去”凹凸处，因此，与由AlMgSi合金构成的、未经涂层的带材相比在机械性能几乎相同的情况下获得了明显更小的弯曲角。特别是铝箔合金、例如AA8xxx类型，即AA8011、AA8006、AA8079等适合用作外层,然而其他的、低合金化的、AAlxxx类型的招合金也是适合的,例如AA1200或者AA5005或AA5005A类型的铝合金，该铝合金在状态O中、即例如在固溶退火和淬火之后在重结晶的状态下具有低于180MPa的抗拉强度。在弯曲试验中所达到的、横向于轧制方向上小于40°的弯曲角使得所制得的带材在例如汽车制造业的应用中获得更好的翻卷性能以及弯曲性能。
[0008]为了获得能够达到的最大弯曲角采用汽车工业所公认的方法。对于弯曲试验，首先由带材横向于轧制方向切割成270_X60_大小的样品并且垂直于弯曲线、即垂直于轧制方向进行预先拉伸。预先拉伸量为10%。然后通过弯曲冲头在具有30mm直径的两个辊子之间弯曲样品。对此，辊子间距为带材厚度的两倍(表格2)，优选为带材样品厚度的两倍加上0.5mm (表格3)。在由具有0.4mm冲头半径的弯曲冲头弯曲样品的过程中测量弯曲冲头弯曲样品的力并且在达到最大值并且从该最大值降低超过30N之后结束弯曲过程。然后测量经弯曲的样品的张角。通常横向于轧制方向测量样品的弯曲性能，从而得到在制造具有高的变形要求的部件时关于弯曲性能的可靠结果。如上所述，令人惊奇地发现，由根据本发明的带材所制造的样品能够比传统的、未经涂层的AlMgSi合金带材所制造的样品获得明显较小的弯曲角并且由此能够更好地加工成部件，例如加工成车门内部部件。
[0009]依据根据本发明的带材的第一设计能够提供进一步改善的成型性能并从而扩大应用领域，即，使带材在T4状态下具有大于25%的均匀延伸率Ag。
[0010]除了根据本发明的带材具有良好的均匀伸长性能以外，如果该带材在T4状态下具有70-140MPa的延伸极限Rp0.2和170_220MPa的抗拉强度Rm，那么有利于将该带材继续加工成可以利用的最终产品。所述强度值一方面在通过变形、例如通过深冲或弯曲制造各种部件的过程中确保足够的刚性。此外，由于70-140MPa的延伸极限Rp0.2，因而所需的变形力也是适合的。[0011]依据根据本发明的带材的另一个实施方式能够这样获得更大的变形程度，即，使该带材在横向于轧制方向上具有至少27%、优选至少29%的断裂延伸率A8(i。
[0012]依据根据本发明的带材的另一个有利的设计，单侧或双侧设置的外部铝合金层的厚度分别为该带材最终厚度的5%-15%。由此确保由AlMgSi合金构成的合金核心层的成型性能和强度性能基本上决定制造工艺和之后的产品性能，从而发挥能够硬化的核心合金的优势。
[0013]此外，依据根据本发明的带材的另一个实施方式，当外部铝合金层具有小于50 μ m、优选小于25 μ m的平均粒度，那么有利于实现能够达到的最大弯曲角。能够发现，以越精细的颗粒构造外部铝合金层，则能够达到的弯曲角就越小。
[0014]根据另一个实施例，如果由AA8079类型的铝合金构成至少一个外部铝合金层，那么能够提供例如具有特别精细颗粒的铝合金层，该铝合金层对弯曲性能产生最佳的影响。铝合金AA8079具有下列以重量％示出的合金成份:
[0015]0.05% ≤ Si ≤ 0.30%、
[0016]0.7% ≤ Fe ≤ 1.3%、
[0017]Cu ( 0.05%、
[0018]Zn ≤ 0.10%、
[0019]其余为Al和不可避免的杂质，这些杂质单个最大为0.05，总量最大为0.15%。AA8079是典型的铝箔合金，铝合金AA8011和AA8006同样也是铝箔合金。
[0020]根据一个替代性的设计，至少一个外部铝合金层由AA5005A类型的铝合金构成，该铝合金具有下列以重量％示出的合金成份:
[0021]Si ≤ 0.3%、
[0022]Fe ≤ 0.45%、
[0023]Cu ( 0.05%、
[0024]Mn ≤ 0.15%、
[0025]0.7% ≤ Mg ≤ 1.1%、
[0026]Cr ( 0.1%、
[0027]Zn ( 0.20%、
[0028]其余为Al和不可避免的杂质，这些杂质单个最大为0.05%，总量最大为0.15%。
[0029]也称为AlMgl的铝合金一方面略微改善了铝基复合材料的强度另一方面对于特别是已用于汽车制造业中的铝材料具有兼容性。
[0030]依据根据本发明的带材的另一个实施方式，核心层由AA6xxx类型的铝合金构成，优选AA6014、AA6016、AA6060、AA6111或AA6181。所有AA6xxx合金类型的共同点在于，该合金类型具有特别好的成型性能，其特征在于，例如在205°C /30min的热时效之后在T4状态下具有高的延伸值以及在T6的使用状态下具有高的强度和延伸极限。
[0031]AA6016类型的铝合金具有下列以重量百分比示出的合金成份:
[0032]0.25% ≤ Mg ≤ 0.6%、
[0033]1.0% ≤ Si ≤ 1.5%、
[0034]Fe ≤ 0.5%、
[0035]Cu ≤ 0.2%、[0036]Mn ≤ 0.2%、
[0037]Cr ≤0.1%、
[0038]Zn ≤ 0.1%、
[0039]Ti ≤0.1%
[0040]以及其余为Al以及不可避免的杂质，这些杂质总量最大为0.15%，单个最大为0.05%。
[0041]在镁含量小于0.25重量％的情况下，为结构应用所设置的铝带的强度过低，另一方面，在镁含量高于0.6重量％的情况下变形性变差。硅和镁相互结合基本上决定了铝合金的固化性因此也决定了高的强度，在应用中例如在涂层烘烤之后能够获得该强度。在Si含量低于1.0重量％的情况下铝带的固化性得到降低，因此在应用中仅能够提供较低的强度。大于1.5重量％的Si含量不会使固化性得到改善。应该将Fe含量限制在最大0.5重量％，从而避免粗大的析出物。将铜含量限制在最大0.2重量％主要改善了在特定应用情况下铝合金的耐腐蚀性。低于0.2重量％的锰含量使得形成较粗大的锰析出物的趋势得到降低。虽然铬有助于形成精细的结构，但是应该限制在0.1重量％，从而也避免了粗大的析出物。而锰的存在由于降低根据本发明的铝带产生裂纹的倾向和铝带的淬火敏感性而改善了可焊接性。将锌含量降低至最大0.1重量％特别是改善了铝合金和成品板材在各个应用中的耐腐蚀性。而钛有助于铸造过程中的晶粒细化，但是应该限制在最大0.1重量％，从而确保铝合金的、良好的可铸造性。
[0042]AA6060类型的铝合金具有下列以重量百分比示出的合金成分:
[0043]0.35% ≤ Mg ≤ 0.6%、
[0044]0.3% ≤ Si ≤ 0.6%、
[0045]0.1% ≤ Fe ≤ 0.3%、
[0046]Cu ≤ 0.1%、
[0047]Mn ≤ 0.1%、
[0048]Cr ≤ 0.05%、
[0049]Zn ≤ 0.10%、
[0050]Ti ≤ 0.1%
[0051]以及其余为Al以及不可避免的杂质，这些杂质总量最大为0.15%，单个最大为0.05%。
[0052]通过精确规定的镁含量和与第一实施方式相比降低了的Si含量以及严格规定的Fe含量的结合获得一种铝合金，在该铝合金中借助根据本发明的方法可以特别好地防止在热轧之后形成Mg2Si析出物，因此，能够提供相对于以传统方法制造的板材来说具有经改善的延伸率和高的延伸极限的板材。此外，合金成份Cu、Mn和Cr的、较低的上限增强了根据本发明的方法的效果。关于Zn和Ti的上限的作用参考铝合金的第一实施方式的设计。
[0053]AA6014类型的铝合金具有下列以重量百分比示出的合金成份:
[0054]0.4% ≤ Mg ≤ 0.8%、
[0055]0.3% ≤ Si ≤ 0.6%、
[0056]Fe ≤0.35%、
[0057]Cu ≤0.25%、[0058]0.05% ^ Mn ^ 0.20%、
[0059]Cr ( 0.20%、
[0060]Zn ≤ 0.10%、
[0061]0.05% ^ V ^ 0.20%,
[0062]Ti ( 0.1%
[0063]以及其余为Al以及不可避免的杂质，这些杂质的总量最大为0.15%，单个最大为0.05%。
[0064]AA6181类型的铝合金具有下列以重量百分比示出的合金成份:
[0065]0.6% ≤ Mg ≤ 1.0%、
[0066]0.8% ≤ Si ≤ 1.2%、
[0067]Fe ≤ 0.45%、
[0068]Cu ( 0.10%、
[0069]Mn ≤ 0.15%、
[0070]Cr ( 0.10%、
[0071]Zn ≤ 0.20%、
[0072]Ti ( 0.1%
[0073]以及其余为Al以及不可避免的杂质，这些杂质的总量最大为0.15%，单个最大为0.05%。
[0074]AA6111类型的铝合金具有下列以重量百分比示出的合金成份:
[0075]0.5% ≤ Mg ≤ 1.0%、
[0076]0.7% ≤ Si ≤ 1.1%、
[0077]Fe ( 0.40%、
[0078]0.50% ≤ Cu ≤ 0.90%、
[0079]0.15% ≤ Mn ≤ 0.45%、
[0080]Cr ^ 0.10%、
[0081]Zn ≤ 0.15%、
[0082]Ti ^ 0.1%
[0083]以及其余为Al以及不可避免的杂质，这些杂质的总量最大为0.15%，单个最大为0.05%。合金AA6111由于提高的铜含量在使用状态T6下基本显示出较高的强度值，但是没有耐腐蚀性。
[0084]所列出的铝合金以其合金组成成份特别适合不同的应用情况。正如已经提及的，使用根据本发明的方法由这些铝合金制得的带材在T4状态下显示出特别高的均匀延伸率值以及例如在205°C /30min下的热时效之后延伸极限特别显著的提高。在经过热处理的固溶退火之后的铝带在T4状态下也具有这些特性。
[0085]根据本发明的第二原理，上述关于由铝基复合材料制造带材的方法的目的得以实现，在该方法中，由AlMgSi合金铸造轧制坯件，对该轧制坯件进行均匀化处理，将至少一个镀层施加到轧制坯件的一侧或双侧并且将该轧制坯件和所涂敷的电镀层一起加热到热轧温度，进行热轧，然后可选择地冷轧到最终厚度并且对完成轧制的带材进行固溶退火和淬火，其中，至少一个电镀层由不能硬化的铝合金制成，该镀层在T4状态下具有比由AlMgSi合金制成的核心层更低的抗拉强度，热轧带材直接在最后的热轧工序出口处具有最高2500C的温度，优选最高230的温度，特别优选230-200°C的温度，并且以该温度或更低的温度缠卷热轧带材。原则上也可以将带材冷却到低于200°C的温度。此外也能够考虑通过采用同时进行铸造由铝基复合材料制造带材并且随后根据本发明进行热轧。
[0086]已经发现，在使用热轧温度辊轧镀层之后对热轧带材进行淬火能够导致热轧带材的、特别有利的结构，该热轧带材具有特别高的断裂延伸率的值A8tl、均匀延伸率的值Ag以及由于外部铝合金层额外地改善了弯曲性能。在生产铝基复合材料时，热轧带材紧接在从最后的热轧工序出来之后的、135°C -250°C的温度区间能够在获得良好的过程可靠性的同时获得高的生产率。
[0087]依据根据本发明的方法的另一个设计，由此实现了过程可靠的冷却，即，使用至少一个板坯冷却装置和施加有乳化液的热轧工序对热轧带材进行淬火，冷却至缠卷温度。板坯冷却装置是由将轧制乳化液喷射到铝合金带上的冷却剂喷嘴和润滑剂喷嘴的结构构成的。板坯冷却装置能够存在于热轧设备中，以使经轧制的热轧带材在热轧到轧制温度之前进行冷却并且能够达到较高的生产速度。
[0088]依据根据本发明的方法的另一个设计，如果在热轧过程中的冷却过程之前、特别是在倒数第二个热轧工序之前热轧带材的热轧温度处于至少230°C，优选超过400°C，那么就会在经淬火的热轧带材中产生特别小的Mg2Si析出物，因为合金成份中的最大部分镁和硅在这种温度下以溶解的状态存在于铝基体中。特别是在470°C _490°C的温度下在冷却过程开始之前达到热轧带材的这种有利的状态并通过淬火基本固定这种状态，该冷却过程优选在最后的两个乳制工序中进打。
[0089]根据该方法的另一个设计，在倒数第二个轧制工序之后热轧带材的热轧温度为290°C-310°C。已经发现，该温度不仅可以充分固定析出物而且同时可以毫无问题地进行最后的轧制工序。根据另一个有利的实施方式，热轧带材在出口处可以具有230°C -200°C的温度，由此可以在热轧过程中实现最大的操作速度，而不会损害由铝基复合材料制得的带材在T4状态下的性能。
[0090]依据根据本发明的方法的另一个设计，对轧制完成的铝带进行热处理，其中铝带在固溶退火和淬火之后加热至100°c以上并且随后在高于55°C、优选高于85°C的温度下进行缠卷和时效处理。根据本发明的方法的该实施方式可以使铝带在冷时效之后通过较短的加热阶段以较低的温度在带材或板材中调整T6状态，将需要成型为结构件的板材或带材在该状态下投入使用。为此，仅对快速硬化的铝带加热20min至大约185°C的温度，以实现T6状态下较高的屈服极限值。
[0091]制得的热轧带材的厚度为优选为以使得常规的冷轧设备能够应用于本发明的冷轧。
[0092]依据根据本发明的方法的另一设计，根据本发明的带材的核心层由合金类型AA6xxx，优选为AA6014、AA6016、AA6060、AA6111或AA6181的铝合金构成并且外部铝合金层由合金类型ΑΑ8χχχ、ΑΑ8079、ΑΑ1χχχ、ΑΑ1200、ΑΑ5005或AA5005A的铝合金构成。关于单个合金类型的优点参阅上述说明。当然也能够使用不同厚度的外部铝合金层和/或由不同铝合金构成的外部铝合金层。此外，在铝合金复合材料中将上述合金类型相结合能够在T4状态下获得非常高的变形能力的同时还获得出色的弯曲性能。[0093]最后，根据本发明的第三原理，通过使用由根据本发明的带材制造的板材作为汽车制造业、飞机制造业或轨道车辆制造业中的部件、底盘部件、结构部件或车身板材，特别是作为汽车制造业中的组成部件、底盘部件、外板或内板，优选作为汽车车身部件，从而实现了上述目的。如上所述，根据本发明的、由铝材料制成的带材不仅具有非常好的变形能力，例如横向于轧制方向的非常高的均匀延伸率Ag，而且借助根据本发明的带材还能够实现上述应用中所需要的、特别是出现在经卷起的翻边上的极限弯曲角。此外还能够在部件中更好地实现小的半径。
【专利附图】

【附图说明】
[0094]现在根据结合附图的实施例详细说明本发明。其中:
[0095]图la-e)示出了根据本发明的方法的实施例的流程示意图；
[0096]图2示出了根据本发明的带材以偏振光剥蚀之后经阳极氧化处理的纵向磨削形状；
[0097]图3以立体图示出了用于进行弯曲试验的试验装置；
[0098]图4以立体示意图示出了在进行弯曲试验中弯曲冲头相对于轧制方向的设置；以及
[0099]图5示意性地示出了根据另一个实施例在经弯曲的样品上的弯曲角的测量。【具体实施方式】
[0100]图1a)至e)首先示出了根据本发明的方法的一个实施例的示意性流程图，该方法用于制造根据本发明的带材，该方法具有下列步骤:a)制造轧制坯件并进行均匀化处理；b)将电镀层施加到轧制坯件上；c)热轧并辊压轧制坯件的镀层；d)冷轧以及e)具有淬火步骤的固溶退火。
[0101]首先铸造由铝合金构成的轧制坯件1，该铝合金具有下列以重量％示出的合金成份:
[0102]0.25% ≤ Mg ≤ 0.6%、
[0103]1.0% ≤ Si ≤ 1.5%、
[0104]Fe ≤ 0.5%、
[0105]Cu ≤ 0.2%、
[0106]Mn ≤ 0.2%>
[0107]Cr ≤ 0.1%、
[0108]Zn ≤ 0.1%、
[0109]Ti ≤ 0.1%
[0110]以及其余为Al以及不可避免的杂质，这些杂质总量最大为0.15%，单个最大为0.05%。
[0111]使这样制成的轧制坯件在约550°C的均匀化温度下在熔炉2中进行8h的均匀化处理，由此使得组成的合金成份特别均匀地分布在轧制坯件中，如图la)。图1b)示出了将铝合金层Ia和Ib施加到轧制坯件I上，从而可以在热轧过程中将铝合金层和轧制坯件焊接在一起。铝合金层Ia和Ib例如由AA8079或AA50005A类型的铝合金构成，这种铝合金在和固溶退火之后的T4状态相同的材料状态O下具有比AlMgSi合金层更小的抗拉强度Rm，即例如小于180MPa。当然，对外部铝合金层使用其他的铝合金也是可以考虑的，例如其他的、像AAlxxx合金类型一样的、低合金的铝合金，例如AA1200。
[0112]在根据本发明的、图1c)示出的实施例中使用热轧设备3可逆地热轧具有经涂覆的铝合金层或电镀层的轧制坯件1，其中轧制坯件I在热轧过程中具有400-550°C的温度。在本实施例中，热轧带材4在离开热轧设备3之后和进入倒数第二的热轧工序之前优选具有至少400°C的温度，优选470°C -490°C的温度。优选在该热轧带材温度下使用板坯冷却装置5和热轧设备3的工作辊对热轧带材4进行淬火。例如在最后的热轧工序之前将热轧带材在这里冷却到290°C -310°C的温度，从而使得该热轧工序能够毫无困难的、过程可靠地进行并且能够对此进一步冷却热轧带材。对此，板坯冷却装置5 (仅示意性的示出)以冷却的轧制乳化液喷射热轧带材并且使热轧带材加速冷却到最终所述温度。热轧设备的工作辊也施加乳化液并且在最后的热轧工序中进一步冷却热轧带材4使温度降低。在本实施例中，最后的热轧工序之后热轧带材4在板坯冷却装置5 ’的出口处具有230 V -200 V的温度，然后以该温度通过卷取机6进行缠卷。
[0113]通过使热轧带材4直接在最后的热轧工序出口处具有135 °C _250 °C，优选200°C _330°C的温度，或者可选择性地在最后两个热轧工序中使用板坯冷却装置和热轧设备3的工作辊达到所述温度，使得热轧带材4尽管具有升高的缠卷温度但是仍然具有晶体结构状态，该晶体结构状态导致在T4状态下非常高的、大于23%、优选大于25%的均匀延伸率Ag。尽管结构状态已经固定，但是该热轧带材仍然能够在所述温度下以相对高的速度进行加工和缠卷。通过卷取机6缠卷具有3-12mm厚度、优选5-8mm厚度的热轧带材。因为在相对低的缠卷温度下不能形成粗大的Mg2Si析出物，所以合金核心层具有特别有利的结晶状态因此例如能够使用冷轧机架9特别好地冷轧该合金核心层并且在卷取机8上再次进行缠卷，如图1d)。
[0114]将所得到的经冷轧的带材11进行缠卷。然后在典型的500°C至570°C的温度下进行固溶退火并且进行淬火10，如图le)。对此，重新由卷材12展开带材，在熔炉10中进行固溶退火和淬火并再次缠卷成卷材13。然后在冷时效之后可以获得室温下在T4状态下具有最大变形性的铝带。
[0115]在具有较大铝带厚度的情况下，例如在底盘应用或例如制动器底板这样的组成部分中也可以选择性地进行单件退火并随后对板材进行淬火。
[0116]通过在100°C至220°C温度下进行热时效所达到的T6状态下，根据本发明的带材在延伸极限值方面获得了进一步的提高，因此达到了特别高的强度。例如可以以2050C /30min进行热时效。根据这里所阐述的实施例、由铝合金复合材料制造的带材在冷轧之后具有例如0.5mm-4.5mm的厚度。在汽车制造业中对于车身应用通常使用0.5mm-2mm的带材厚度并且对底盘部件通常使用2.0mm-4.5mm的带材厚度。在这两个应用领域中，经改善的均匀延伸率值在部件的制造过程中具有重要的优势，因为，虽然成品在T6应用状态下需要高的强度，但大多数进行了板材的大变形。对此根据本发明的带材还伴随有经改善了的弯曲能力，如上所述，这种带材实现了特别小的弯曲角。
[0117]为了实现更好的弯曲性能，使外部铝合金层具有小于50 μ m的粒度、优选小于25μπι的粒度是有利的。图2以明显放大的视图示出了由根据本发明制造的带材I的实施例经过剥蚀之后的纵向磨削形状。能够清楚地看到，这里通过类型AA8079的铝合金构成的外部铝合金层Ia具有比合金核心层小得多的粒度。在本实施例中测得平均粒度大约为20 μ m0
[0118]图3以立体图示出了用于进行弯曲试验的试验装置，该弯曲试验用于测定最大弯曲角。该试验根据德国汽车工业协会(VDA)规范238-100进行。该试验装置是由弯曲冲头14组成，该弯曲冲头在所示情况下具有0.4mm的冲头半径。之前已经将样品15横向于轧制方向切成270mmX60mm的大小。然后以25mm/min的预先拉伸速度和150mm的自由伸长长度横向于轧制方向对样品15进行10%的预先拉伸。然后将得到的样品15切割成60X60_的大小并且输送到弯曲装置处。如图4所示的弯曲冲头14平行于轧制方向延伸，由此弯曲线18同样平行于轧制方向延伸，这时弯曲冲头以力Fb将样品压在具有30mm的辊子直径的两个辊子16、17之间，这两个辊子以两倍样品厚度的间距(表2)或以两倍样品厚度加上
0.5mm的间距(表3)设置。在弯曲冲头14弯曲样品15的过程中测量冲头力Fb。如果冲头力Fb达到最大并且之后该力降低30N，那么就达到了最大能够达到的弯曲角。然后将样品15从弯曲装置中取出并且如图5所示测量弯曲角。
[0119]使用能够代表典型的AlMgSi合金的合金Corel作为合金核心层,该合金的合金成份在表1中示出。此外使用两种不同的外部铝合金层Cladl、Clad2，它们的成份同样在表1中示出。
【权利要求】
1.一种由铝材料构成的带材，所述带材用于制造具有高度成型要求的部件，其特征在于，所述带材具有由AlMgSi合金制成的核心层和单侧或双侧设置的、由不能硬化的铝合金制成的至少一个外部铝合金层，其中所述至少一个外部铝合金层在T4状态下具有比由AlMgSi合金制成的核心层更低的抗拉强度，其中所述带材在T4状态下横向于轧制方向具有大于23%的均匀延伸率Ag以及在弯曲试验中,在1.5mm-l.6_厚度的情况下横向于轧制方向获得小于40°的弯曲角。
2.根据权利要求1所述的带材，其特征在于，所述带材在T4状态下具有大于25%的均匀延伸率Ag。
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的带材，其特征在于，所述带材在T4状态下具有70至140MPa的延伸极限Rp0.2和170至220MPa的抗拉强度Rm。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的带材，其特征在于，所述带材在横向于轧制方向上具有至少27%、优选至少29%的断裂延伸率A8(i。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的带材，其特征在于，所述外部铝合金层的厚度`分别为所述带材最终厚度的5%-15%。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的带材，其特征在于，所述外部铝合金层具有小于50 μ m、优选小于25 μ m的平均粒度。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的带材，其特征在于，所述至少一个外部铝合金层由AA8079类型的铝合金构成。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的带材，其特征在于，所述至少一个外部铝合金层由AA5005A类型的铝合金构成。
9.根据权利要求1至6中任意一项所述的带材,其特征在于,所述核心层由AA6xxx类型,优选 AA6014、AA6016、AA6060、AA6111 或 AA6181 的铝合金构成。
10.一种由铝基复合材料制造根据权利要求1至9中任意一项所述的带材的方法，在所述方法中，由AlMgSi合金铸造轧制坯件，对所述轧制坯件进行均匀化处理，将由另一种铝合金构成的至少一个电镀层施加到所述轧制坯件的一侧或双侧并且将所述轧制坯件和所涂敷的电镀层一起加热到热轧温度，进行热轧，然后可选择地冷轧到最终厚度并且对完成轧制的带材进行固溶退火和淬火，其特征在于，所述至少一个电镀层由不能硬化的铝合金制成，所述电镀层在T4状态下具有比由AlMgSi合金制成的核心层更低的抗拉强度，热轧带材直接在最后的热轧工序出口处具有最高250°C的温度，优选最高230°C的温度，并且以所述温度或更低的温度缠卷热轧带材。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用至少一个板坯冷却装置和施加有乳化液的热轧工序对所述热轧带材自行淬火冷却至出口温度。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在热轧过程中的冷却过程之前、特别是在倒数第二个热轧工序之前所述热轧带材的热轧温度处于至少230°C，优选超过400。。。
13.根据权利要求10至12中任意一项所述的方法，其特征在于，制得的热轧带材的厚度为3_至12mm,优选为5_至8mm。
14.根据权利要求10至13中任意一项所述的方法，其特征在于，所述核心层由合金类型AA6xxx，优选为AA6014、AA6016、AA6060、AA6111或AA6181的铝合金构成并且所述至少一个外部铝合金层由ΑΑ8χχχ、ΑΑ8079、ΑΑ1χχχ、ΑΑ1200、ΑΑ5005或AA5005A类型的铝合金构成。
15.由根据权利要求1至9中任意一项所述的带材制成的板材的用途，所述板材用于作为汽车制造业、飞机制造业或轨道车辆制造业中的部件、底盘部件、结构部件或车身板材，特别是作为汽车制造业中的·组成部件、底盘部件、外板或内板，优选作为汽车车身部件。
【文档编号】B32B15/01GK103857521SQ201280044927
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年9月13日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】亨克-扬·布林克曼, 迪特马尔·施罗德, 托马斯·维尔茨, 纳塔莉·霍斯特尔, 沃尔那·凯尔, 奥拉夫·恩格勒 申请人:海德鲁铝业钢材有限公司