短流程6XXX系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法与流程

文档序号:44186576发布日期:2025-12-26 22:06阅读:24来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统6XXX系铝合金制备流程长、能耗高、成本控制难及板材强度不足等问题,提出短流程制备方法。通过优化合金成分设计(Si/Mg比0.30-0.45,总量1.2-1.8%),省去中间退火工序,实现铸锭→热轧→冷轧→在线固溶淬火→预时效的连续化生产,缩短周期并提升板材成形性、烤漆硬化性及表面质量,满足汽车内外覆盖件轻量化需求。
关键词:短流程铝合金制备,汽车覆盖件材料

本发明涉及铝合金材料加工,特别是一种短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法。


背景技术:

1、6xxx系(al-mg-si)铝合金因其良好的成形性、耐腐蚀性和烤漆硬化响应,被广泛应用于汽车车身覆盖件的制造,如发动机罩、车门、翼子板等。传统的6xxx系铝合金板材生产工艺通常包括熔炼铸造、均匀化、热轧、冷轧、中间退火、固溶处理(t4态)、时效等漫长工序,存在生产流程长、能耗高、成本控制难等问题。

2、中国专利cn113166858 a公开了一种具有高表面质量的6xxx铝板的方法,但因mg、si含量较低(si:0.4-0.7,mg:0.2-0.4),烤漆后屈服强度仅有90-150mpa,不适合车门内板等需要一定强度的部件。

3、中国专利cn104532077 b公开了一种无漆刷线6xxx系铝合金车身板的短流程制备方法。通过缩短板材生产周期,提高生产效率,减少能耗,降低板材生产成本,获得的板材表面无漆刷线、力学性能良好,能更好地适用于汽车车身覆盖件。该专利断后延伸率为24.6-25.7%较低,不利于复杂的内覆盖件成形,烘烤后强度仅为179-184mpa,难以满足内板等需要一定强度的零部件,不利于汽车轻量化减重。

4、cn202311566143.4公开了一种高成形、高表面质量的6系铝合金及其制备方法,但其采用中间退火工艺,不利于生产周期及成本的缩减。

5、随着汽车轻量化需求的日益迫切,主机厂对铝合金板材的综合性能(如成形性、烤漆硬化性、表面质量)和成本提出了更高要求。特别是希望材料在冲压成形前(t4p态)具有较低的强度和较高的延伸率,在涂装烘烤后又能迅速析出强化相,获得较高的强度。同时,生产流程的缩短对于降低成本和能耗至关重要。因此,开发一种兼具优异性能与短流程生产优势的通用型铝合金板材制备方法,具有重要的工业应用价值。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的是提供一种短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,实现了从铸锭到成品卷材的短流程连续生产,大幅降低了能耗和生产成本,所制备的铝合金板材具有优异的表面质量、成形性能、烤漆硬化性能和稳定的自然时效特性。

2、本发明采用以下方案实现:一种短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,(1)将纯铝、铝合金废料及中间合金按配比进行熔炼、精炼、除杂,然后采用半连续铸造设备铸造成铝合金铸锭;(2)将铸锭进行均匀化处理后,以20-40℃/h的速率控制冷却至510-530℃的开轧温度,随即进行热轧,得到热轧板;(3)将热轧板卷取并冷却至室温后,不经中间退火,直接进行一次连续冷轧至成品厚度,得到冷轧带材;(4)对带材进行在线固溶处理、淬火处理及预时效处理;(5)对带材进行表面处理。

3、进一步,步骤(1)中铝合金铸锭的化学成分按质量百分比(wt%)计为:si:1.0-1.5%,fe:0.10-0.50%, cu:0.02-0.20%, mn:0.05-0.20%, mg:0.25-0.6%,cr:≤0.10%,zn:≤0.20%, ti:0.01-0.15%,余量为al及单个含量≤0.05%、总含量≤0.15%的不可避免杂质;且mg和si质量比控制在0.30-0.45,mg和si总量控制在1.2-1.8%。

4、进一步,所述步骤(2)中的热轧包括热粗轧和热精轧,热粗轧的总道次为13-15次,其中最后三个道次的单道次压下量均为30%-45%;所述热精轧的总加工率为85%-95%,热精轧的出口温度为340-380℃。

5、进一步,步骤(3)中冷轧加工率为50%-70%,成品厚度为0.8-1.2mm。

6、进一步,步骤(4)中,采用在线气垫式连续退火炉进行固溶处理,其升温速率为8-12℃/s,固溶温度为530-580℃,保温时间为20-50s。

7、进一步,步骤(4)中淬火处理冷却速率控制在15-25℃/s,淬火介质喷射流量为2.5-3.0 m³/h。

8、进一步,步骤(4)中预时效处理具体方式为:将淬火处理后的带材在60-90℃温度下卷取,随后以不高于3℃/h的冷却速率缓慢冷却至室温。

9、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明通过优化合金成分设计与关键工艺参数匹配,通过热轧大加工率减少冷轧道次,并省去了传统的中间退火工序,实现了从铸锭到成品卷材的短流程连续生产,大幅降低了能耗和生产成本,所制备的铝合金板材具有优异的表面质量、成形性能、烤漆硬化性能和稳定的自然时效特性,能够同时满足汽车外覆盖件高要求表面质量和汽车内覆盖件复杂的成形要求的使用要求。

10、为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下将通过具体实施例和相关附图,对本发明作进一步详细说明。


技术特征:

1.一种短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,其特征在于:(1) 将纯铝、铝合金废料及中间合金按配比进行熔炼、精炼、除杂,然后采用半连续铸造设备铸造成铝合金铸锭;(2)将铸锭进行均匀化处理后,以20-40℃/h的速率控制冷却至510-530℃的开轧温度,随即进行热轧,得到热轧板;(3)将热轧板卷取并冷却至室温后,不经中间退火,直接进行一次连续冷轧至成品厚度,得到冷轧带材;(4)对带材进行在线固溶处理、淬火处理及预时效处理;(5)对带材进行表面处理。

2.根据权利要求1所述的短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,其特征在于:步骤(1)中铝合金铸锭的化学成分按质量百分比(wt%)计为:si:1.0-1.5%,fe:0.10-0.50%, cu:0.02-0.20%, mn:0.05-0.20%, mg:0.25-0.6%,cr:≤0.10%, zn:≤0.20%, ti:0.01-0.15%,余量为al及单个含量≤0.05%、总含量≤0.15%的不可避免杂质;且mg和si质量比控制在0.30-0.45,mg和si总量控制在1.2-1.8%。

3.根据权利要求1所述的短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的热轧包括热粗轧和热精轧,热粗轧的总道次为13-15次,其中最后三个道次的单道次压下量均为30%-45%;所述热精轧的总加工率为85%-95%,热精轧的出口温度为340-380℃。

4.根据权利要求1所述的短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,其特征在于:步骤(3)中冷轧加工率为50%-70%,成品厚度为0.8-1.2mm。

5.根据权利要求1所述的短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,其特征在于:步骤(4)中,采用在线气垫式连续退火炉进行固溶处理,其升温速率为8-12℃/s,固溶温度为530-580℃,保温时间为20-50s。

6.根据权利要求1或5所述的短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,其特征在于:步骤(4)中淬火处理冷却速率控制在15-25℃/s,淬火介质喷射流量为2.5-3.0 m³/h。

7.根据权利要求1或5所述的短流程6xxx系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,其特征在于:步骤(4)中预时效处理具体方式为:将淬火处理后的带材在60-90℃温度下卷取,随后以不高于3℃/h的冷却速率缓慢冷却至室温。


技术总结
本发明涉及一种短流程6XXX系汽车内外覆盖件通用铝合金制备方法,(1)将纯铝、铝合金废料及中间合金按配比进行熔炼、精炼、除杂,然后采用半连续铸造设备铸造成铝合金铸锭;(2)将铸锭进行均匀化处理后,以20‑40℃/h的速率控制冷却至510‑530℃的开轧温度,随即进行热轧,得到热轧板;(3)将热轧板卷取并冷却至室温后,不经中间退火,直接进行一次连续冷轧至成品厚度,得到冷轧带材;(4)对带材进行在线固溶处理、淬火处理及预时效处理;(5)对带材进行表面处理。本发明省去了传统的中间退火工序,实现了从铸锭到成品卷材的短流程连续生产,大幅降低了能耗和生产成本,所制备的铝合金板材具有优异的表面质量、成形性能、烤漆硬化性能和稳定的自然时效特性。

技术研发人员:陈涛,赵经纬,李学云,丁力群,周青华,韦拥,邱龙涛,唐远路,龚亚萍,刘桂香
受保护的技术使用者:中铝瑞闽股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/12/25
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