【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋁合金，具體涉及一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板及其制備方法。
技術介紹
1、隨著汽車工業的快速發展，車輛安全性能已成為消費者購車時的重要考慮因素之一。其中，行人保護作為車輛安全性能的重要組成部分，越來越受到人們的關注。在傳統的汽車制造中，主要使用鋼材作為車身材料。然而，鋼材的密度大，不利于汽車的輕量化，同時其吸收碰撞過程中產生的沖擊能量的性能也有待提高。6系鋁合金作為一種輕質、比強度高的金屬材料，已應用于汽車制造業。它具有優良的吸能性能和加工性能，能夠滿足汽車輕量化和安全性的需求，通過將6系鋁合金應用于汽車覆蓋件的制造中，可以有效地減輕車身重量，提高燃油經濟性，并在碰撞時更好地保護行人。
2、但目前為了滿足汽車外觀的美學設計、空氣動力學性能以及內部空間的優化，汽車板往往具有復雜的曲線、曲面和角度，甚至包含許多細小的凹凸和孔洞，這就使得6系鋁合金應用于汽車板的制造中，不僅需要鋁合金板具有優異的力學性能，同時也對其提出了高成型性的要求；同時，由于鋁合金薄板在不同取向方向的力學性能存在差異，即鋁合金板材沿軋制、垂直軋制方向以及二者之間任意角度性能存在各向差異，這使得鋁合金板材的使用受到性能最差方向的限制，因此還需要在保證力學性能以及高成型性的前提下，降低其各向異性。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種行人保護汽車板用高成型性6系鋁合金及其制備方法，通過控制合金的元素含量并優化熱軋卷取溫度、冷軋加工率、固溶及預時效處理工藝參數，以達到
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術提供一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，包括如下質量百分比的組分：si?0.40～0.75％、fe?0.20～0.30％、mn?0.10～0.20％、mg?0.25～0.50％、cu≤0.1％、cr≤0.05％、zn≤0.05％、ti≤0.03％，其他雜質含量≤0.15％，al為余量。
4、進一步地，包括如下質量百分比的組分：si?0.55～0.65％、fe?0.20～0.30％、mn0.15～0.20％、mg?0.30～0.40％、cu≤0.1％、cr≤0.05％、zn≤0.05％、ti≤0.03％，其他雜質含量≤0.15％，al為余量。
5、在上述技術方案中，本專利技術主要調整mg、si元素的含量，mg元素與si元素結合形成的mg2si相是合金中的主要強化相，為了獲得理想的力學性能及成型性，需要調整mg和si的質量比，同時，mg元素和si元素的含量還會影響6系鋁合金織構的取向，在鋁合金的變形和熱處理過程中，mg元素和si元素的存在會促進或抑制某些取向晶粒的生長，導致織構取向的變化，從而影響6系鋁合金汽車板的各向異性。本申請中限定si0.40～0.75％、mg?0.25～0.50％，優選為si?0.55～0.65％、mg?0.30～0.40％，能夠在保證力學性能的同時還使其具有高成型性以及低各向異性。
6、進一步地，該汽車板在常溫下的力學性能為：沿垂直軋制方向，其rp0.2≤90mpa、a80mm≥24％、ag≥20％、rp0.2/rm≤0.50、n4-6≥0.30、r2-20≥0.68，δr＝(r0°+r90°-2r45°)/2≤0.20；烤漆處理后的力學性能為：rm≥160mpa、110mpa≤rp0.2≤150mpa、a80mm≥16％。
7、本專利技術還提供了一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，包括如下工序：
8、根據合金組分及配比進行熔煉鑄造得到鑄錠→均勻化處理→熱軋及卷取→冷卻→冷軋并卷取→固溶處理→預時效處理→室溫放置→力學性能檢測是否符合要求。
9、進一步地，在均勻化處理工序中，均勻化處理溫度為530～560℃，保溫時間為5～12h。
10、進一步地，在熱軋工序中，熱軋開軋溫度為530～560℃，采用1+5軋制，熱軋卷取溫度為300～360℃，熱軋后卷材厚度為4.5～7.0mm。
11、在上述技術方案中，熱軋卷取溫度對6系鋁合金的綜合性能具有重要影響，較高的熱軋卷取溫度會促進鋁合金中的晶粒長大，這通常會導致材料的屈服強度降低，因為晶粒長大減少了晶界面積，從而降低了晶界對位錯運動的阻礙作用；然而適當的卷取溫度也能促進動態再結晶的發生，動態再結晶能夠細化晶粒，提高材料的塑性和韌性；另外，卷取溫度還會影響鋁合金中析出相的形成和分布，在適當的卷取溫度下，析出相能夠均勻析出并細化，減少析出相沿軋制方向的定向排列，從而有利于成型。在本專利技術中，首先在530～560℃的熱軋過程中會析出mg2si相并在熱軋過程中長大，然后在300～360℃的溫度下進行熱軋卷取，會增大析出相的尺寸，從而在后工序的固溶熱處理過程中促進粒子激發形核效應(psn效應)，使汽車板材具有更多的隨機織構，降低汽車板材的各向異性。
12、進一步地，在冷軋工序中，冷軋加工率為80～85％，冷軋后卷材厚度為0.8～1.1mm。
13、進一步地，固溶處理工序中，固溶處理溫度為530～560℃，固溶處理時間為25～47s，固溶處理后，卷材的淬火方式為水淬或空淬火。
14、進一步地，預時效處理工序中，預時效溫度為70～100℃。
15、進一步地，預時效處理中，室溫放置溫度≤40℃，7天≤室溫放置時間≤180天。
16、相對于現有技術，本專利技術的有益效果在于：
17、(1)本專利技術提出了一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，通過調整合金元素含量，并通過優化熱軋卷取溫度、冷軋加工率、固溶及預時效處理工藝參數，得到低各向異性、低屈服強度化、高延伸率及高成型性的鋁合金板；
18、(2)本專利技術所制備得到的行人保護汽車板在常溫下的力學性能為：沿垂直軋制方向(90°方向)，其rp0.2≤90mpa、a80mm≥24％、ag≥20％、rp0.2/rm≤0.50、n4-6≥0.30、r2-20≥0.68，δr＝(r0°+r90°-2r45°)/2≤0.20；烤漆處理后的力學性能為：rm≥160mpa、110mpa≤rp0.2≤150mpa、a80mm≥16％，其同時具備低屈服強度化、高延伸率、高成型性及低各向異性；
19、(3)本專利技術所制備的行人保護汽車鋁板的成形極限(flc)能達到在對應厚度要求下，沿0°方向及90°方向，flc制備樣品80mm、100mm、110mm和120mm尺寸，在單軸和雙軸拉伸變化過度過程中，成型極限主應變ε1最小值≥0.170。
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1.一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，其特征在于，包括如下質量百分比的組分：Si?0.40～0.75％、Fe?0.20～0.30％、Mn?0.10～0.20％、Mg?0.25～0.50％、Cu≤0.1％、Cr≤0.05％、Zn≤0.05％、Ti≤0.03％，其他雜質含量≤0.15％，Al為余量。
2.根據權利要求1所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，其特征在于，包括如下質量百分比的組分：Si?0.55～0.65％、Fe?0.20～0.30％、Mn?0.15～0.20％、Mg?0.30～0.40％、Cu≤0.1％、Cr≤0.05％、Zn≤0.05％、Ti≤0.03％，其他雜質含量≤0.15％，Al為余量。
3.根據權利要求1或2所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，其特征在于，該汽車板在常溫下的力學性能為：沿垂直軋制方向，其Rp0.2≤90Mpa、A80mm≥24％、Ag≥20％、Rp0.2/Rm≤0.50、n4-6≥0.30、r2-20≥0.68，Δr≤0.20；烤漆處理后的力學性能為：Rm≥160Mpa、110MPa≤Rp0.2≤150
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其特征在于，包括如下工序：
5.根據權利要求4所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其特征在于，在均勻化處理工序中，均勻化處理溫度為530～560℃，保溫時間為5～12h。
6.根據權利要求4所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其特征在于，在熱軋工序中，熱軋開軋溫度為530～560℃，采用1+5軋制，熱軋卷取溫度為300～360℃，熱軋后卷材厚度為4.5～7.0mm。
7.根據權利要求4所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其特征在于，在冷軋工序中，冷軋加工率為80～85％，冷軋后卷材厚度為0.8～1.1mm。
8.根據權利要求4所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其特征在于，固溶處理工序中，固溶處理溫度為530～560℃，固溶處理時間為25～47s，固溶處理后的冷卻方式為水冷和空冷。
9.根據權利要求4所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其特征在于，預時效處理工序中，預時效溫度為70～100℃。
10.根據權利要求4所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其特征在于，預時效處理中，室溫放置溫度≤40℃，7天≤室溫放置時間≤180天。
...【技術特征摘要】
1.一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，其特征在于，包括如下質量百分比的組分：si?0.40～0.75％、fe?0.20～0.30％、mn?0.10～0.20％、mg?0.25～0.50％、cu≤0.1％、cr≤0.05％、zn≤0.05％、ti≤0.03％，其他雜質含量≤0.15％，al為余量。
2.根據權利要求1所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，其特征在于，包括如下質量百分比的組分：si?0.55～0.65％、fe?0.20～0.30％、mn?0.15～0.20％、mg?0.30～0.40％、cu≤0.1％、cr≤0.05％、zn≤0.05％、ti≤0.03％，其他雜質含量≤0.15％，al為余量。
3.根據權利要求1或2所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板，其特征在于，該汽車板在常溫下的力學性能為：沿垂直軋制方向，其rp0.2≤90mpa、a80mm≥24％、ag≥20％、rp0.2/rm≤0.50、n4-6≥0.30、r2-20≥0.68，δr≤0.20；烤漆處理后的力學性能為：rm≥160mpa、110mpa≤rp0.2≤150mpa、a80mm≥16％。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種高成型性6系鋁合金行人保護汽車板的制備方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉楠，孟祥臣，李延成，顧華鋒，孟雙，張華，徐志遠，楊立民，麻慧琳，于俊芃，李濤，王磊，劉洋，孫文悅，
申請(專利權)人：山東南山鋁業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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