專利名稱：：鋁合金板的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋁合金板的熱處理方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種鋁合金板的熱處理方法，其可防止可在模制鋁合金板時(shí)發(fā)生的表面彎曲的形成。
背景技術(shù)：
：用于車輛外板的鋁合金是5xxx(鋁-鎂)和6xxx(鋁-鎂-硅)系列合金，并且這些板被形成為具有達(dá)到2mm的厚度，以增加強(qiáng)度和硬度。在可模塑性方面，鋁-鎂合金優(yōu)于鋁-鎂-硅合金，并且被應(yīng)用于具有復(fù)雜形狀的內(nèi)板和外板。然而，鋁-鎂合金板材的問(wèn)題在于它們顯示由位錯(cuò)之間的相互作用引起的在其表面上形成的拉伸應(yīng)變紋，從而使板材的表面質(zhì)量劣化，上述相互作用在沖壓或其它變形過(guò)程中導(dǎo)致塑性形變和Al-Si的沉淀物，S卩，由于由變形過(guò)程中的應(yīng)變?cè)诤辖鹪爻恋硭纬傻某恋砦镏車a(chǎn)生的動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效(dynamicstrainaging)和非均勻變形所引起的，上述合金元素的加入是為了獲得高延伸率和高可成形性。如圖1所示，表面波度的特征為在板材料上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)所得的張力曲線上出現(xiàn)鋸齒流。解決表面波度問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)是使具有此表面波度的外板進(jìn)行打磨外板的前表面的后處理。然而，該方纟爭(zhēng)降低生產(chǎn)率并增加制造成本。為了獲得高可模塑性，有必要增加Mg的加入量；然而，較高的Mg含量會(huì)增加表面波度。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，對(duì)于具有復(fù)雜形狀的內(nèi)板的情況，使用含有2.8%或更多的Mg的合金以確?？赡Ｋ苄?，并且對(duì)于外板，使用含有少于2.8M的Mg的合金以保持表面質(zhì)量。然而，外板的可模塑性不足以適應(yīng)設(shè)計(jì)需要。因此，通過(guò)使用含有高含量鎂的鋁-鎂合金并結(jié)合打磨板的前表面的后處理來(lái)制備外板。在
背景技術(shù)：
部分中公開(kāi)的上述信息只是用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的
背景技術(shù)：
的理解，并且因此其可能包含不形成對(duì)于本國(guó)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金板的熱處理方法，該方法包括在冷軋?zhí)幚碇械淖罱K道次以45%-50%的壓下率對(duì)鋁合金板進(jìn)行冷軋;在45(TC-51(TC下對(duì)經(jīng)冷軋的鋁合金板進(jìn)行3小時(shí)的第一熱處理；在第一熱處理后，以6(TC/sec或更高的速率快速冷卻經(jīng)熱處理的鋁合金板；以及在200。C-220。C下對(duì)經(jīng)快速冷卻的鋁合金板進(jìn)行第二熱處理。在優(yōu)選實(shí)施方式中，鋁合金板是包括95.35-96.45wty。的鋁(Al)、3.0-3.8wt。/。的鎂(Mg)、0.2-0.5wt。/。的錳(Mn)、0.35wt。/。的鐵(Fe)的AA5454鋁-鎂合金板。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，以45%-50%的壓下率對(duì)鋁合金板進(jìn)行冷軋，使得剪切應(yīng)力被施加于鋁合金板的表面，并且顯現(xiàn)出剪切織構(gòu){001}<110>。要理解的是本文使用的術(shù)語(yǔ)"車輛"或"車輛的"或其他類似術(shù)語(yǔ)通常包括下列的機(jī)動(dòng)車?yán)?，包括多功能運(yùn)動(dòng)車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務(wù)車的客車，包括各種艇和船的水運(yùn)工具，飛行器等等，并且包括混合動(dòng)力車、電動(dòng)車、插電式混合電動(dòng)車(plug-inhybridelectricvehicles)、氫燃料車和其他代用燃料車(例如，來(lái)源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的混合動(dòng)力車是具有兩種或多種動(dòng)力源的車輛，例如，具有汽油動(dòng)力和電動(dòng)兩種動(dòng)力的車輛。以下討論本發(fā)明的上述和其它特征?，F(xiàn)在參考附圖中圖示的本發(fā)明的某些示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的上述和其它特征進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以下給出的附圖僅為了說(shuō)明，并因此不是對(duì)本發(fā)明的限制，且其中圖1是對(duì)通過(guò)常規(guī)熱處理方法制備的鋁合金板進(jìn)行拉伸試驗(yàn)所得到的示出表面波度的形成的圖表。圖2是示出在本發(fā)明的熱處理過(guò)程中對(duì)板冷軋之后顯示為(111)極圖的織構(gòu)的示意圖。圖3是示出對(duì)于通過(guò)本發(fā)明的熱處理方法制備的鋁板以及通過(guò)常規(guī)熱處理方法制備的鋁板進(jìn)行拉伸變形性能試驗(yàn)的結(jié)果的示意圖。圖4示出比較通過(guò)本發(fā)明的熱處理方法制備的鋁板的表面波度和通過(guò)常規(guī)熱處理方法制備的鋁板的表面波度的圖像。圖4中(A)為根據(jù)對(duì)比實(shí)施例的鋁合金板，(B)為根據(jù)本發(fā)明的鋁合金板。應(yīng)該理解附圖沒(méi)有必要按比例繪制，它們只是展示了圖示說(shuō)明本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征的略加簡(jiǎn)化的表示方式。如本文公開(kāi)的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征(包括，例如，具體尺寸、方向、位置以及形狀)部分地將由特定目的應(yīng)用以及使用環(huán)境來(lái)確定。在附圖的各圖中，附圖標(biāo)記始終指本發(fā)明的相同或等效部件。具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式詳細(xì)地做出參考，其實(shí)施例圖示在附圖中并且在下面描述。盡管將要結(jié)合示例性實(shí)施方式來(lái)描述本發(fā)明，但是要理解的是，本描述并非要將本發(fā)明限制到那些示例性實(shí)施方式中。相反，本發(fā)明不但要覆蓋示例性實(shí)施方式，而且還覆蓋可被包括在如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替代方式、變化形式、等效形式以及其他實(shí)施方式。本發(fā)明提供一種熱處理方法，其中對(duì)鋁-鎂合金板應(yīng)用簡(jiǎn)單的熱處理工藝，以便減少由動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效形成的表面波度，促進(jìn)模制過(guò)程，并在模制后通過(guò)加工硬化獲得高強(qiáng)度特性。換句話說(shuō)，本發(fā)明提供一種熱處理方法，由于鋁-鎂合金板中的鎂(Mg)形成沉淀，該方法可在熱處理之后獲得高強(qiáng)度特性，并且通過(guò)在特定溫度范圍內(nèi)執(zhí)行熱處理而在板的模制過(guò)程中降低表面粗糙度。在實(shí)施方式中，可使用AA5454鋁-鎂合金。AA5454鋁-鎂合金是市售的合金，其包括95.35-96.45wt。/o的鋁(Al)、3.0-3.8wt。/o的鎂(Mg)、0.2-0.5wt。/。的錳(Mn)、0.35wt。/。的鐵(Fe)?？梢杂靡阎姆椒ㄖ圃炀哂猩鲜鼋M成的AA5454鋁-鎂合金板。該方法包括:溶解鑄塊狀態(tài)的原材料，并通過(guò)DC澆鑄形成厚度為150mm5的鋁-鎂合金板坯；在55(TC下執(zhí)行熱軋以軋制為20mm的厚度；在420"C下對(duì)經(jīng)熱軋的材巻進(jìn)行冷軋以軋制為l.Omm的厚度；以及在450-510匸下執(zhí)行5到7小時(shí)的老化處理。在這里，老化處理有助于提高板的可模塑性并使延伸率最大化；然而，不可避免的是，導(dǎo)致表面波度形成的鎂沉淀物將變得粗糙。根據(jù)本發(fā)明，在冷軋過(guò)程中施加最大剪切應(yīng)力以抑制鎂沉淀物的生長(zhǎng)，從而防止鎂沉淀物變粗糙，并且執(zhí)行多級(jí)熱處理，使得沉淀物微細(xì)地分布。冷軋?zhí)幚硪晕鍌€(gè)道次執(zhí)行。在冷軋?zhí)幚淼淖罱K道次施加表面剪切應(yīng)變，即我們所說(shuō)的剪軋，施加與前一道次(第四道次后)的厚度的45-50%相對(duì)應(yīng)的軋制厚度應(yīng)變。如果在全部道次施加剪切應(yīng)力，晶粒取向被改變?yōu)閧001}<110>，稱之為剪切織構(gòu)，并因此增加了各向異性。因此，在最終的軋制道次中有必要施加剪切應(yīng)力。在實(shí)施方式中，在最終道次以45-50%的軋制壓下率對(duì)AA5454鋁合金板進(jìn)行冷軋，使經(jīng)冷軋的板在450-51(TC進(jìn)行3小時(shí)的第一熱處理過(guò)程，然后以6(TC/sec或更高的速率快速冷卻該板，并且使經(jīng)快速冷卻的板在200-22(TC下進(jìn)行第二熱處理過(guò)程。就是說(shuō)，在閾值溫度下對(duì)AA5454鋁合金板進(jìn)行冷軋，其中在AA5454鋁合金的晶粒邊界處沉淀的鎂(Mg)不生長(zhǎng)，并且任何已形成的鎂沉淀物被第一熱處理過(guò)程溶解，并且第二熱處理微細(xì)地再沉淀鎂沉淀物，同時(shí)防止其成長(zhǎng)。圖2是示出在板冷軋之后顯示為(111)極圖的織構(gòu)的示意圖?？蓮膱D2看出，當(dāng)通過(guò)常規(guī)熱處理方法(A)制備的板在其表面和內(nèi)部具有環(huán)形織構(gòu)時(shí)，通過(guò)本發(fā)明的熱處理方法(B)制備的板具有在其表面顯現(xiàn)的剪切織構(gòu){001}(110)，該剪切織構(gòu){001}(110)可在熱處理過(guò)程中延緩鎂沉淀物的生長(zhǎng)；并且在其內(nèi)部顯現(xiàn)的典型軋制織構(gòu)一環(huán)形織構(gòu)。圖3是示出對(duì)通過(guò)本發(fā)明的熱處理方法制備的鋁板和通過(guò)常規(guī)熱處理方法制備的鋁板進(jìn)行拉伸變形性能試驗(yàn)的結(jié)果的示意圖。可從圖3看出，和通過(guò)常規(guī)方法(在45(TC或51(TC進(jìn)行5小時(shí)的熱處理)制備的板不同，通過(guò)本發(fā)明的熱處理方法制備的板不顯示應(yīng)變時(shí)效，這可能意味著第二熱處理抑制了鎂沉淀物的生長(zhǎng)。在這里，將就下面的測(cè)試實(shí)施例來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的熱處理的效果。測(cè)試實(shí)施例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的熱處理方法制備的板和根據(jù)常規(guī)熱處理方法制備的板檢驗(yàn)應(yīng)變時(shí)效。在張力曲線上檢査應(yīng)變時(shí)效的形成，并通過(guò)表面粗糙度分析來(lái)檢驗(yàn)應(yīng)變時(shí)效的形成。測(cè)試結(jié)果顯示在下面的表l中。表1最終冷軋中的壓下率(%)第一退火溫度(。c)第一退火時(shí)間(hr)第二退火溫度(。c)第二退火時(shí)間(hr)拉伸試驗(yàn)后的表面波度第一退火后的冷卻速率(。C/sec)實(shí)施例14545032002不產(chǎn)生60實(shí)施例24548032002不產(chǎn)生60實(shí)施例34551032002不產(chǎn)生60實(shí)施例44545032003不產(chǎn)生60實(shí)施例54548032003不產(chǎn)生60實(shí)施例64551032003不產(chǎn)生60實(shí)施例74545032202不產(chǎn)生60實(shí)施例84548032202不產(chǎn)生60實(shí)施例94551032202不產(chǎn)生60實(shí)施例104545032203不產(chǎn)生60實(shí)施例114548032203不產(chǎn)生60實(shí)施例124551032203不產(chǎn)生60實(shí)施例135045032002不產(chǎn)生60實(shí)施例145048032002不產(chǎn)生60實(shí)施例155051032002不產(chǎn)生60實(shí)施例165045032003不產(chǎn)生60實(shí)施例175048032003不產(chǎn)生60實(shí)施例185051032003不產(chǎn)生60實(shí)施例195045032202不產(chǎn)生60實(shí)施例205048032202不產(chǎn)生60實(shí)施例215051032202不產(chǎn)生60實(shí)施例225045032203不產(chǎn)生60實(shí)施例235048032203不產(chǎn)生60實(shí)施例245051032203不產(chǎn)生60對(duì)比實(shí)施例1304505--產(chǎn)生對(duì)比實(shí)施例2304805--產(chǎn)生對(duì)比實(shí)施例3305105--產(chǎn)生對(duì)比實(shí)施例4304507--產(chǎn)生對(duì)比實(shí)施例530480--產(chǎn)生對(duì)比實(shí)施例630510--產(chǎn)生對(duì)比實(shí)施例3045032002產(chǎn)生607<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>138IIiIIIII從表1可以看出，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1到24(B)中不產(chǎn)生表面波度，而在對(duì)比實(shí)施例1到38(A)中產(chǎn)生表面缺陷或表面波度。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方法，可防止鎂沉淀物變粗糙，從而可減少在板的模制過(guò)程中由動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效形成的表面波度，這使得有可能促進(jìn)模制過(guò)程，并在模制后通過(guò)加工硬化獲得高強(qiáng)度特性。已參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在不背離本發(fā)明的原理和精神的前提下對(duì)這些實(shí)施方式做出改變，本發(fā)明的范圍在所附的權(quán)利要求及其等效形式中定義。權(quán)利要求1.一種鋁合金板的熱處理方法，該方法包括在冷軋?zhí)幚碇械淖罱K道次以45％-50％的壓下率對(duì)鋁合金板進(jìn)行冷軋；在450℃-510℃下對(duì)所述經(jīng)冷軋的鋁合金板進(jìn)行3小時(shí)的第一熱處理；在所述第一熱處理后，以60℃/sec或更高的速率快速冷卻所述經(jīng)熱處理的鋁合金板；以及在200℃-220℃下對(duì)所述經(jīng)快速冷卻的鋁合金板進(jìn)行第二熱處理。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鋁合金板是包括95.35-96.45wt。/。的鋁(Al)、3.0-3.8wt。/o的鎂(Mg)、0.2-0.5wt。/o的錳(Mn)以及0.35wt。/。的鐵(Fe)的AA5454鋁-鎂合金板。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其中以45%-50°/。的壓下率對(duì)所述鋁合金板進(jìn)行冷軋，使得剪切應(yīng)力被施加于所述鋁合金板的表面，并且顯現(xiàn)出剪切織構(gòu){001}<110>。全文摘要本發(fā)明提供一種鋁合金板的熱處理方法，其可防止模制鋁合金板的表面彎曲。為此目的，本發(fā)明的熱處理方法包括在冷軋?zhí)幚碇械淖罱K道次以45％-50％的壓下率對(duì)鋁合金板進(jìn)行冷軋；在450℃-510℃下對(duì)經(jīng)冷軋的鋁合金板進(jìn)行3小時(shí)的第一熱處理；在第一熱處理后，以60℃/sec或更高的速率快速冷卻經(jīng)熱處理的鋁合金板；以及在200℃-220℃下對(duì)經(jīng)快速冷卻的鋁合金板進(jìn)行第二熱處理。文檔編號(hào)C22F1/04GK101634004SQ20091000565公開(kāi)日2010年1月27日申請(qǐng)日期2009年2月10日優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日發(fā)明者洪承賢,鄭裕東申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社