汽车板用铝合金板材

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1、汽车板用铝合金板材由于燃油消耗和废气污染在日益加剧，必须努力使汽车轻量化。可热处理强化的6000系列合金可用于汽车车身板。在欧洲，常用含Cu低的AA6016合金，在北美，制造商更注重强度，用含Cu量高的AA6111合金（Si1.15,Mg0.75,Cu0.70,Mn0.27,Fe0.26,Zn0.16,Cr0.11,Ti0.15）。虽然强度低、成形性差，但已在FordCrowVictoria,CrandMarques和Taurus/Sable等车型上应用。它在冲压成型时强度并不高，但在涂装烘烤时（低于180°C，小于30分

2、钟，不能充分强化，必须开发时效强度快的合金，本文研究Mg和Mn成分对时效速度的影响）获得时效强化。99.9%高纯铝、电解铜、工业纯镁、工业纯锌、Al-9.5%Si、Al-9%Mn、Al-4%Cr、Al-3%Ti中间合金。540°C/16h均匀化退火，430°加热温度轧制，4.5mm厚板材时410°C/1h中间退火，再轧到1.2mm厚薄板。540°C/0.5h水淬（也有说550°C保温1小时），室温停留0.5h，170°C/0.5h时效，Mg和Mn含量增加，时效强度增大，但延伸率下降。增加Mg对淬火时效的晶粒度和形状影响不大

3、，而增加Mn，晶粒明显细化并阻碍再结晶。2009年汽车产销量已达1300辆，汽车保有量7000万辆。乘用车重量每减少10%，可节油6%-8%，减排4%。铝的密度是钢的1/3，铝代钢可减重30%-40%。2006年欧、美、日等国的轿车用铝量已达52127kg/辆，欧洲铝协（EAA）预测，在2015年前，欧洲轿车用铝量将增至300kg/辆，采用铝材减少的耗能是原铝生产耗能的6-12倍。1、良好的成形性：为提高铝材的成形性，希望铝材有较低的屈强比、较高的加工硬化速率和均匀延伸率；2、有一定的抗时效稳定性（铝合金板材在室温下存放时

4、不发生时效的特性，因为时效会使合金在拉伸变形时出现屈服点伸长，即吕德丝（luders）带，从而在冲压时造成表面变形不均和起皱，影响冲压件的外观，要求6个月不发生时效），有良好的烘烤硬化性（汽车冲压件在冲压后经油漆烘烤处理后也会产生时效，从而使其屈服强度上升的特性）；3、高的烘烤硬化特性会赋予零件高的抗凹痕性，目前大部分汽车企业的油漆烘烤工艺是针对钢板设计的，而铝合金的烘烤硬化性和钢的明显不同，因此希望铝合金板的烘烤硬化特性最好和钢板的油漆工艺兼容；4、高的抗凹痕性（板材和构件抵抗外力作用而不发生凹陷或永久变形的能力），材料

5、的抗凹痕性与其流变应力有关，也与材料厚度有关，作为零部件的抗凹痕性还与零件的刚度和结构有关；5、良好的翻边延性（汽车外覆盖件在冲压翻边时，板材抵抗开裂的特性），它与板材总伸长率有关，也与材料的内部组织有关；6、较好的表面光鲜性，铝合金板材和钢板不同，其晶粒度远大于钢的，如果晶粒度不均匀则会导致冲压件的表面沿轧制方向出现象绳索圈（Roping）样的变形不均匀，这种表面缺陷又叫罗平线（Ropingline）,导致油漆后表面光鲜不一致，这种缺陷也与变形各向异性有关，另一种表面缺陷是在表面形成桔皮状的起皱和不平，这与组织均匀性有关

6、；7、52表面处理和涂装性能：钢铁材料在油漆之前，其表面要进行酸洗磷化处理，以改善冲压件表面与油漆的结合力，提高其耐蚀性，而铝合金表面有一层结合紧密的氧化膜，油漆前的表面处理方法就与钢铁材料不同，要采用铬化处理，考虑到六价铬对人体的毒性，近年来采用了无铬或低铬处理技术，其中典型的方法是Arodine方法，并已有成熟的生产线，另一种方法是在含氟离子的特殊磷化液中进行表面处理。以上7种性能相互关联又相互矛盾，必须合理匹配。满足汽车冲压件的性能要求是铝合金板材研发的主要目标。主要是两类合金：5000、6000系列。5000、60

7、00系列典型铝合金汽车板材的主要成分（质量分数）合金牌号合金元素SiFeCuMnMg60161.0-1.5∠0.50∠0.20∠0.200.25-0.6060220.8-1.50.05-0.200.01-0.100.02-0.100.45-0.7061110.7-1.1∠0.400.50-0.900.15-0.450.50-1.05022∠0.25∠0.400.20-0.50∠0.103.50-4.95023∠0.25∠0.400.20-0.50∠0.105.0-6.25182∠0.20∠0.35∠0.100.20-0.5

8、04.5-5.06022比6016、6111有更好的成形性和耐蚀性，已用于Plymouthprowler等车身板。采用AlSi20、AlMn10、AlCr5、AlCu50中间合金做的实验。有MgSi（相）、初生Si、AlFeSi、Al(ZnMg)Si相。《铝合金汽车板性能及其应用的研究进展》52、《铝合