铝合金热处理工艺研究-中国工程科学.PDFVIP

6016铝合金热处理工艺研究 张钧萍，金庆生，马鸣图 （中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆 400039 ） [摘要] 通过硬度测试、力学性能测试和烘烤硬化性能测试，研究了6016 铝合金冷轧板材的热处理工艺， 结果表明：合金的硬度随着固溶温度升高和固溶时间延长而增加；合金进行预时效处理时，随着预时效时 间的增加硬度出现先降低后升高的现象，且预时效温度越高，硬度下降值越大；在本试验条件下，满足覆盖 件性能要求的6016 合金的热处理工艺为：540 ℃×20 min 固溶水淬+ 120 ℃×10 min 预时效处理。 [关键词] 6016 合金；固溶处理；预时效处理；烘烤硬化 [中图分类号] TG 146.2 [文献标识码] A [文章编号] 1009-1742（2014）01-0103-05 生自然时效现象，该现象发生会使材料的强度增 1 前言 加，从而使冲压成形性能降低，并使随后烘烤时出 [5 ，6] 作为汽车轻量化材料的重要一员，铝合金材料 现软化现象 。一些研究表明，铝合金板材经固溶 用于汽车的比重不断增加。汽车中重量最大的部 处理后，在一定温度条件下立即进行短时间的预时 件是汽车车身，其重量为整个汽车重量的30 %左 效处理，可以增加板材的抗时效稳定性并提高板材 右。用铝合金材料来制造汽车车身板，要求材料既 的成形性能，成形后的烘烤硬化性能也能显著提 [7~ 10] 具有一定的强度性能，又具有良好的冲压成形性 高 。本工作旨在研究6016 铝合金的热处理工 能，还必须具有良好的抗凹性能。目前，用于汽车 艺，通过研究板材的显微硬度、力学性能和烘烤硬 车身板的铝合金主要有Al-Cu 系、Al-Mg 系和Al- 化性能，获得性能优异的热处理工艺，为该铝合金 Mg-Si 系合金。Al-Cu 系合金和Al-Mg 系合金为不 板材实际生产时热处理工艺的制定提供依据。 可热处理合金。Al-Cu 系合金作为覆盖件在烘烤时 2 试验用材及方法 会发生软化现象，不利于覆盖件的抗凹性能，Al-Mg 系合金在冲压过程中的表面质量差，而Al-Mg-Si 系 2.1 试验材料制备 合金成形后既有烘烤硬化性能，又具有良好的表面 熔炼合金的原料为99.9 %高纯铝、电解铜、工 [1，2] 质量，因而是用作汽车覆盖件的最佳铝合金材料 。 业纯镁、工业纯锌以及Al-5%Ti-0.2%C 等中间合金， 铝合金用于汽车覆盖件，除了能减轻覆盖件的质量 上述原料以一定顺序在20 t 熔炼炉中熔炼后浇注为 [3 ，4] 之外，碰撞时还能减少对行人的伤害 。 宽1 450 mm 、厚500 mm 的铸坯。铸坯的化学成分 可热处理强化的6016 铝合金可用于制备汽车 见表1。铸坯经均匀化处理和去头尾、切边处理后， 覆盖件，该铝合金板材在冲压前具有较低的强度和 进行热轧，热轧终轧板坯的厚度为4.5 mm 。热轧板 较好的成形性，冲压后进行烘烤使屈服强度进一步 再结晶退火后进行冷轧，冷轧板厚度从4.5 mm 轧制 增加，从而使其制成的覆盖件的抗凹性能增加。铝 到1 mm 。冷轧后将板材开卷较平，然后进行热处理 合金板材在生产后到冲压成为产品的过程中，会发 工艺试验。 [收稿日期] 2013-10-16 [基金项目] 国家科技支撑计划子课题（2011BAG03B0502 ） [作者简介] 张钧萍，1987年出生，男，四川南充市