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用于冷压成型的铝合金板及其制造方法和铝合金板的冷压成型方法

用于冷压成型的铝合金板及其制造方法和铝合金板的冷压成型方法

一种Al-Mg-Si基铝合金板,其在固溶处理后经受常温时效(或处于欠时效状态)处理,所述铝合金板在压制成型前经受热处理(局部回复热处理),其中将合金板局部加热至150-350℃范围内的温度下,并持续不超过5分钟,使得受热部位和非受热部位之间的强度差值(0.2%屈服应力的差值)将不低于10MPa。将这样处理后的合金板在以下条件下进行冷压成型,即具有低强度的受热部位与折皱抑制装置接触,具有高强度的非受热部位与冲头肩部(半径)接触。在局部回复热处理中,升温速率和冷却至100℃以下的冷却速率被设定为不小于30℃/分钟。此外,局部回复热处理之后,在压制成型前,将合金板保持在常温下的时期设定为在30天以内。

2)烘烤涂层后的O.2%屈服应力。

另一方面,对于局部回复热处理的条件,出于确保使室温下非受热部位的抗拉强度与室温下受热部位的屈服应力之间的差值因局部回复热处理而增加至少20MPa的目的,在权利要求7和12中限定局部回复热处理包括如下步骤:以不低于50°C/分钟的升温速率加热轧制板至180-350°C范围的温度下,将该轧制板保持在该范围内的温度下持续不超过5分钟(包括O秒)的时间,然后以不低于50°C/分钟的冷却速率冷却该轧制板至100°C或更低的温度。这些规定的理由如下所述。

图6为截面示意图,显示了实施例4中使用的压力机的双台阶冲头和实施例4中用于坯体的局部回复热处理期间的受热部位和非受热部位的位置。

涂层烘烤强度:

另一方面,涉及合金B2的条件16为这样的实施例(第一类实施例):其中局部回复热处理中的达到的加热温度低于本发明权利要求7和12中限定的温度范围,以确保通过局部回复热处理使得在室温下非受热部位的抗拉强度与在室温下受热部位的屈服应力之间的差值增加至少20MPa。在这种情形中,在受热部位中得不到足够的恢复的软化效果。另夕卜,上述增加也低于20MPa。因此证实,与未经过局部回复加热获得的LDR值相比,基于成型能力评价试验所获得的LDR值并没有显示出足够的增加。 另外,涉及合金B2的条件17和18为这样的对比例:其中在局部回复热处理中达到的加热温度高于本发明限定的范围。在这种情形中,在短时间内在受热部位上完成恢复后立刻进行时效析出,由此受热部位的屈服应力得到了不期望的升高。这种现象的结果是,通过局部回复热处理使得在室温下非受热部位的抗拉强度与在室温下受热部位的屈服应力之间的差值仅具有低于20MPa的增加。因此,基于成型能力评价获得的LDR值仅与不经过局部回复热处理得到的LDR值相当。因而确定,在这种情形中成型能力基本没有得到增强。另外发现,由于在该达到的温度下加热诱发了晶间析出,极大降低了弯曲能力,因此不能执行成型制品的弯曲。此外,在受热部位上通过后成型人工时效仅得到低于20MPa的屈服应力增加。因而,发现不能确保车身覆盖件所需的强度。

具体地,该温热深冲方法的特征在于需要在以下条件下执行深冲,即在进行凸缘部位加热和对应冲头的部位冷却的情况下。这导致了以下问题:

根据本发明的另一实施方案,提供了冷压成型的铝合金产品,由上述用于铝合金板的冷压成型方法获得该铝合金产品,其中在局部回复热处理后,通过30天内的人工时效处理使受热部位的屈服应力增加至少20MPa。

在用于铝合金板的上述冷压成型方法中,Al-Mg-Si基铝合金板优选包括含有如下成分的铝合金板:0.2-1.5%的Mg和O.3-2.O%的Si,并含有选自O.03-1.O%的Fe、O.03-0.6%的Μη、0.01-0.4%的Cr,O.01-0.4%的Zr,O.01-0.4%的V,O.005-0.3%的Ti、O.03-2.5%的Zn、以及O.01-1.5%的Cu中的至少一种,余量为Al和不可避免的杂质。

作为本发明人进一步研究的成果,已经发现通过局部回复加热,使非受热部位在室温下的抗拉强度与受热部位在室温下的屈服应力之间的差值扩大至少20MPa是基本有效的。当赋予这样的大强度差时,在冲压时从强度(压紧周边部位的屈服应力)已相对降低的压紧周边部位的材料流入阻力降低,这确保了冲头肩部接触部位的材料强度(抗拉强度)在强度上相对更高,可以承受更大的材料流入,结果导致了更深的冲压成为可能。因而,已经发现以下方法在增强合金板的可深冲性方面是有效的,在该方法中在非受热部位的抗拉强度与受热部位的屈服应力之间的差值在增强冲压性能上是十分重要的,该差值被看作一种指标(index),通过局部回复加热使该指标增大。顺便提及,在通过局部回复热处理使室温下非受热部位的抗拉强度与室温下受热部位的屈服应力之间的差值的增加(增量)小于20MPa的情形中,可以获得足够的成型能力增强。

Cu:

基本上,选择受热部位使得具有低强度的受热部位与压力机的折皱抑制装置接触,而使具有高强度的非受热部位与冲头的肩部(半径)接触。在图I中显示了用于深冲的压力成型的进行条件,并将在下文中参考图I说明待经受局部回复加热的部位。在图I中,标记I表示模具,2表示冲头,3表示冲头2的肩部(半径),4表示折皱抑制装置,而5表示铝合金板坯体。在局部回复热处理中如下是有效的:图I所示的铝合金板坯体5中,在压力成型时与冲头肩部3接触的区域B外侧上的区域A(在折皱抑制装置4侧面的区域)的小于整个的部分的整个部分被设定为受热部位并被软化。在特定情形中,其中一个或多个较深冲压的形状部分地出现在区域B内侧的区域C中,所述区域B将与冲头肩部3接触(参见例如随后描述的实施例4和图6),将对应于区域C的内部形状优化的具有任意形状的一个或多个区域增加作为受热部位,如权利要求14所述,在通过压制成型获得良好成型产品中是有效的。 另外,根据本发明可以解决相关领域中遇到的已成型产品的低弯曲能力的问题,其中通过在常温时效的铝合金板坯体上施用局部热处理来获得成型能力的增强。在压制成型后需要弯曲的覆盖件中遇到该问题。在许多情形中,在压制成型后将弯曲施加到位于与冲头肩部接触的区域B外侧的区域A的一部分。利用该事实,可以选择性地在压制成型后将待弯曲的部位添加作为受热部位,由此可以解决刚刚提及的问题;在权利要求13中限定了这一点。这里,回复热处理还具有显著增强弯曲能力的功能,由于常温时效该弯曲能力已被显著降低。这就是为何可以获得刚提及的效果的原因。

另一方面,涉及合金B2的条件20为这样的对比例,其中虽然实施了常温时效,但是在局部回复热处理之前的屈服应力和抗拉强度低于本发明所述范围。在这种情形中,即使在本发明权利要求7和12限定的范围内进行随后的局部回复热处理和类似处理,在局部回复热处理中加热的受热部位也不能获得屈服应力的足够降低。因此,通过局部回复热处理使得在室温下非受热部位的抗拉强度与在室温下受热部位的屈服应力之间的差值仅具有低于20MPa的增加。另外,与未经过局部回复热处理获得的LDR值相比,基于成型能力评价试验所获得的LDR值仅显示出很微小的增加。因而发现,基本不能认定局部回复热处理的成型能力增强效果。

尽管Mg和Si均为Al-Mg-Si基铝合金的基本合金化元素,该合金还包含选自O.03-1.0%^Fe,O.03-0.6%的Μη、0·01-0.4%的Cr,O.01-0.4%^Zr,O.01-0.4%^V、O.005-0.3%的Ti,O.03-2.5%的Zn和O.01-1.5%的Cu中的至少一种。添加这些元素的原因和限定这些添加元素的量的理由如下。