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新型6xxx合金及其制备方法

阅读:1013发布:2020-08-18

专利汇可以提供新型6xxx合金及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且公开了具有改善的性质的组合的新型6xxx 铝 合金 。一般来说,所述新型6xxx 铝合金 含有1.00至1.45重量%的Si;0.32-0.51重量%的Mg,其中Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.0:1(Si:Mg)至4.5:1(Si:Mg)的范围内;0.12-0.44重量%的Cu;0.08-0.19重量%的Fe;0.02-0.30重量%的Mn;0.01-0.06重量%的Cr;0.01-0.14重量%的Ti;和≤0.25重量%的Zn;余量为铝和杂质,其中所述铝合金包含≤0.05重量%的任何一种杂质,并且其中所述铝合金包含总共≤0.15的所有杂质。,下面是新型6xxx合金及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种合金,所述铝合金基本由以下组成:
1.00-1.45重量%的Si;
0.32-0.51重量%的Mg;
其中Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.0:1(Si:Mg)至4.5:1(Si:Mg)的范围内;
0.12-0.44重量%的Cu;
0.08-0.30重量%的Fe;
0.02-0.09重量%的Mn;
0.01-0.06重量%的Cr;
0.01-0.14重量%的Ti;
≤0.25重量%的Zn;
余量为铝和杂质,其中所述铝合金包含≤0.05重量%的任何一种杂质,并且其中所述铝合金包含总共≤0.15的所有杂质。
2.根据权利要求1所述的铝合金,所述铝合金具有1.03重量%至1.40重量%的Si。
3.根据权利要求1所述的铝合金,所述铝合金具有1.06重量%至1.35重量%的Si。
4.根据权利要求1所述的铝合金,所述铝合金具有1.09重量%至1.30重量%的Si。
5.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.32重量%至0.51重量%的Mg。
6.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.34重量%至0.49重量%的Mg。
7.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.35重量%至0.47重量%的Mg。
8.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.36重量%至0.46重量%的Mg。
9.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,其中Si的重量%对Mg的重量%的比值在
2.10:1至4.25(Si:Mg)的范围内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,其中Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.20:1至4.00(Si:Mg)的范围内。
11.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,其中Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.30:1至3.75(Si:Mg)的范围内。
12.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,其中Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.40:1至3.60(Si:Mg)的范围内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.12重量%至0.25重量%的Cu。
14.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.12重量%至0.22重量%的Cu。
15.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.12重量%至0.20重量%的Cu。
16.根据权利要求1-12中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.15重量%至0.25重量%的Cu。
17.根据权利要求1-12中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.15重量%至0.22重量%的Cu。
18.根据权利要求1-12中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.15重量%至0.20重量%的Cu。
19.根据权利要求1-12中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.23重量%至0.44重量%的Cu。
20.根据权利要求1-12中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.25重量%至0.42重量%的Cu。
21.根据权利要求1-12中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.27重量%至0.40重量%的Cu。
22.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.02重量%至0.08重量%的Mn和0.01重量%至0.05重量%的Cr。
23.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.02重量%至0.08重量%的Mn和0.015重量%至0.045重量%的Cr。
24.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.01至0.05重量%的Ti。
25.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.014至0.034重量%的Ti。
26.根据权利要求1-23中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.06至0.14重量%的Ti。
27.根据权利要求1-23中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有0.08至0.12重量%的Ti。
28.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有不超过0.10重量%的Zn。
29.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有不超过0.05重量%的Zn。
30.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金,所述铝合金具有不超过0.03重量%的Zn。
31.一种方法,所述方法包括:
(a)将根据权利要求1-30中任一项所述的6xxx铝合金连续铸造成具有铸造厚度的6xxx铝合金带材(“6AAS”);
(b)将所述6AAS轧制到目标厚度,其中所述轧制包括经由至少两个轧制机架在线轧制所述6AAS到目标厚度,其中所述轧制包括经由所述至少两个轧制机架将所述铸造厚度减小
15%至80%以达到所述目标厚度;
(ii)其中所述6AAS的所述铸造厚度由第一轧制机架减小1%至50%,由此产生中间体厚度;
(iii)其中所述6AAS的所述中间体厚度由至少第二轧制机架减小1%至70%;和(c)在轧制步骤(b)之后,在线或离线固溶热处理所述6AAS;
(d)在步骤(c)中固溶热处理所述6AAS之后,对所述6AAS淬火。
32.根据权利要求31所述的方法,其中所述第一轧制机架为热轧机架。
33.根据权利要求31所述的方法,其中所述第一轧制机架和第二轧制机架为热轧机架。
34.根据权利要求31所述的方法,其中第二轧制机架为热轧机架。
35.根据权利要求31所述的方法,其中所述第一轧制机架为冷轧机架。
36.根据权利要求31所述的方法,其中所述第一轧制机架和第二轧制机架为冷轧机架。
37.根据权利要求31所述的方法,其中第二轧制机架为冷轧机架。
38.根据权利要求31所述的方法,其中轧制步骤(b)不含任何退火处理。
39.根据权利要求31所述的方法,其中所述6AAS以700-1000℉的温度进入所述第一机架。
40.根据权利要求31所述的方法,其中所述6AAS以400-800℉的温度进入第二机架。
41.根据权利要求31所述的方法,所述方法包括:
在所述淬火后,以卷绕产品运送所述6AAS,其中所述卷绕产品在T4或T43回火中;
由所述卷绕产品制备成形产品;和
对所述成形产品烤漆。

说明书全文

新型6xxx合金及其制备方法

背景技术

[0001] 6xxx铝合金是具有和镁以产生沉淀硅化镁(Mg2Si)的铝合金。合金6061已被用于各种应用达数十年。然而,改善6xxx铝合金的一种或多种性质而不降低其他性质是难以办到的。对于汽车应用来说,需要具有良好成形性和高强度的片材(在典型的烤漆热处理之后)。发明内容
[0002] 概括而言,本公开涉及具有改善的性质的组合如改善的强度、成形性和/或耐腐蚀性等的组合的新型6xxx铝合金。
[0003] 一般来说,所述新型6xxx铝合金具有1.00至1.45重量%的Si、0.32至0.51重量%的Mg、0.12至0.44重量%的Cu、0.08至0.30重量%的Fe、0.02至0.09重量%的Mn、0.01至0.06重量%的Cr、0.01至0.14重量%的Ti、至多0.10重量%的Zn,余量为铝和杂质,其中所述铝合金包含≤(不超过)0.05重量%的任何一种杂质,并且其中所述铝合金包含总共≤(不超过)0.15的所有杂质。如下文更详细地描述,所述新型6xxx铝合金可被连续铸造成带材,然后经由一个或多个轧制机架轧制到最终规格。然后可对最终规格6xxx铝合金产品进行固溶热处理并淬火。经淬火的6xxx铝合金产品然后可进行T4或T43回火加工,其后可将产品提供给最终用户进行最终加工(例如,当在汽车应用中使用时的成形和烤漆步骤)。
[0004] I.组成
[0005] 所述新型6xxx铝合金中硅(Si)和镁(Mg)的量可能与改善的性质(例如,强度、成形性、耐腐蚀性)的组合有关。因此,所述新型6xxx铝合金中包含硅(Si),并通常以1.00重量%至1.45重量%的范围包含Si。在一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含1.03重量%至1.40重量%的Si。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含1.06重量%至1.35重量%的Si。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含1.09重量%至1.30重量%的Si。
[0006] 所述新型6xxx铝合金中包含镁(Mg),并通常以0.32重量%至0.51重量%的范围包含Mg。在一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.34重量%至0.49重量%的Mg。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.35重量%至0.47重量%的Mg。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.36重量%至0.46重量%的Mg。
[0007] 一般来说,所述新型6xxx铝合金包含硅和镁使得Si的重量%等于或高于Mg的重量%的两倍,即Si的重量%对Mg的重量%的比值为至少2.0:1(Si:Mg),但不高于4.5(Si:Mg)。在一个实施方案中,Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.10:1至4.25(Si:Mg)的范围内。在另一个实施方案中,Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.20:1至4.00(Si:Mg)的范围内。在还另一个实施方案中,Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.30:1至3.75(Si:Mg)的范围内。在另一个实施方案中,Si的重量%对Mg的重量%的比值在2.40:1至3.60(Si:Mg)的范围内。
[0008] 所述新型6xxx铝合金中(Cu)的量可能与改善的性质(例如,耐腐蚀性、成形性)的组合有关。所述新型6xxx铝合金中包含铜(Cu),并通常以0.12重量%至0.45重量%的范围包含Cu。在一种方法中,新型6x xx铝合金包含0.12重量%至0.25重量%的Cu。在一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.12重量%至0.22重量%的Cu。在另一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.12重量%至0.20重量%的Cu。在另一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.15重量%至0.25重量%的Cu。在另一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.15重量%至0.22重量%的Cu。在另一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.15重量%至0.20重量%的Cu。在另一种方法中,新型6xxx铝合金包含0.23重量%至0.44重量%的Cu。在一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.25重量%至0.42重量%的Cu。在另一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.27重量%至0.40重量%的Cu。
[0009] 所述新型6xxx铝合金中包含(Fe),并通常以0.08重量%至0.30重量%包含Fe。在一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.08重量%至0.19重量%的Fe。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.09重量%至0.18重量%的Fe。在还另一个实施方案中,新型
6xxx铝合金包含0.09重量%至0.17重量%的Fe。
[0010] 所述新型6xxx铝合金中既包含锰(Mn)又包含铬(Cr)。Mn+Cr的组合提供了热处理产品中独特的晶粒结构控制,导致与仅具有Mn或仅具有Cr的合金相比改善的性质的组合,如改善的强度和成形性的组合。在这点上,所述新型6xxx铝合金通常包含0.02重量%至0.09重量%的Mn和0.01重量%至0.06重量%的Cr。在一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.02重量%至0.08重量%的Mn和0.01重量%至0.05重量%的Cr。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.02重量%至0.08重量%的Mn和0.015重量%至0.045重量%的Cr。
[0011] 所述新型6xxx铝合金中包含(Ti),并通常以0.01至0.14重量%的范围包含Ti。在一种方法中,新型6xxx铝合金包含0.01至0.05重量%的Ti。在一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含0.014至0.034重量%的Ti。在另一种方法中,新型6xxx铝合金包含0.06至0.14重量%的Ti。在一个与此方法有关的实施方案中,新型6xxx铝合金包含
0.08至0.12重量%的Ti。可使用较高的钛以促进改善的耐腐蚀性。
[0012] 所述新型6xxx铝合金中可任选地包含锌(Zn),并以至多0.25重量%的量包含Zn。在一个实施方案中,新型6xxx铝合金可包含至多0.10重量%的Zn。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可包含至多0.05重量%的Zn。在又一个实施方案中,新型6xxx铝合金可包含至多0.03重量%的Zn。
[0013] 如上所述,新型6xxx铝合金的余量为铝和杂质。在一个实施方案中,所述新型6xxx铝合金包含不超过0.05重量%的任何一种杂质,所述新型铝合金中这些杂质的总合并量不超过0.15重量%。在另一个实施方案中,所述新型6xxx铝合金包含不超过0.03重量%的任何一种杂质,所述新型铝合金中这些杂质的总合并量不超过0.10重量%。
[0014] 除另有说明外,在提及元素的量时,表述“至多”表示该元素组成是任选的并包括零量的该特定组成组分。除非另有说明,否则所有组成百分数均为重量百分数(重量%)。下表提供了新型6xxx铝合金的一些非限制性实施方案。
[0015] 新型6xxx铝合金的实施方案
[0016] (所有值均为重量百分数)
[0017]
[0018] II.加工
[0019] 现在看图1,其示出了制造6xxx铝合金带材的一种方法。在该实施方案中,连续铸造的铝6xxx铝合金带材进料1任选地在固溶热处理之前穿过剪切和修整站2,并任选经修整8。加热步骤和随后的淬火步骤的温度将随所需的回火而异。在其他实施方案中,淬火可在流程图的任何步骤之间进行,如铸造1和剪切和修整2之间。在另外的实施方案中,可在轧制
6之后进行卷绕,然后是离线冷加工或固溶热处理。在其他实施方案中,制造方法可采用铸造步骤作为固溶化步骤,并因此可无任何固溶热处理或退火,如共同拥有的美国专利申请公开号US2014/0000768中所述,其以引用方式全文并入本文。在一个实施方案中,铝合金带材在淬火后卷绕。卷绕产品(例如,在T4或T43回火中)可运送给客户(例如,用于生产成形汽车零件/部件,如成形汽车面板)。客户可对成形产品进行烤漆和/或以其他方式热处理(例如,人工时效)以取得最终的回火产品(例如,在T6回火中,其可为接近峰值强度T6回火,如下文所述)。
[0020] 图2示意性地示出了用于许多替代实施方案中之一的设备,在其中进行额外的加热和轧制步骤。金属在炉子80中加热,熔融金属被保持在熔炼炉保温炉81、82中。熔融金属穿过槽84并通过脱气86和过滤88进一步制备。中间包90将熔融金属供给到连续铸造机92,连续铸造机以带式铸造机示例,但不限于此。从铸造机92出来的金属进料94移动通过任选的剪切96和修整98站以进行边缘修整和横向切割,其后被送到任选的淬火站100以调节轧制温度。淬火100后,进料94穿过轧机102,并以中间厚度从轧机出来。进料94然后经受额外的热磨(热轧)104和任选地冷磨(冷轧)106、108以达到期望的最终规格。冷磨(冷轧)可如图所示在线进行或者离线进行。
[0021] 如本文所用,术语“进料”是指呈带材形式的铝合金。本发明的实施中采用的进料可通过本领域技术人员熟知的任何数量的连续铸造技术来制备。制造带材的一种优选方法见述于授予Wyatt-Mair和Harrington的美国专利号5,496,423中。另一优选方法为如申请序列号10/078,638(现在的美国专利号6,672,368)和序列号10/377,376中所述,二者均已转让给本发明的受让人。通常,取决于期望的连续加工和带材的最终用途,铸造带材将具有约43至254cm(约17至100英寸)的宽度。进料通常以合适的轧制厚度(例如,1.524至10.160mm(0.060至0.400英寸)的厚度)进入第一轧制站(本文中有时称为“机架”)。一个或多个轧制机架后带材的最终规格厚度可在0.1524至4.064mm(0.006至0.160英寸)的范围内。在一个实施方案中,带材的最终规格厚度在0.8至3.0mm(0.031至0.118英寸)的范围内。
[0022] 一般来说,在站100处的淬火将使进料的温度从在从连续铸造机出来时的850至1050℉的温度降至所需的轧制温度(例如,热轧或冷轧温度)。一般来说,进料将以100至950℉的范围内的温度离开站100处的淬火,具体取决于合金和所需的回火。可为此目的使用喷或空气淬火。在另一个实施方案中,淬火使进料的温度从900至950℉降至800至850℉。在另一个实施方案中,进料将以600至900℉的范围内的温度离开站51处的淬火。
[0023] 热轧102通常在400至1000℉、优选400至900℉、更优选700至900℉的范围内的温度下进行。冷轧通常在环境温度至低于400℉的温度下进行。当热轧时,热轧机架出口处带材的温度可能在100和800℉、优选100至550℉之间,因为带材可在轧制过程中由轧辊冷却。
[0024] 在加热器112处进行的加热由成品中所需的合金和回火来决定。在一个优选的实施方案中,进料将在下述退火或固溶热处理温度下在线进行固溶热处理。
[0025] 如本文所用,术语“退火”是指使得金属发生回复和/或再结晶(例如,以改善成形性)的加热过程。对铝合金退火时使用的典型温度在500至900℉的范围内。已被退火的产品可被淬火,优选空气淬火或水淬,到110至720℉,并然后卷绕。退火可在轧制(例如,热轧)之后进行,然后再进行冷轧以达到最终规格。在此实施方案中,进料经过轧制(经由至少两个机架)、退火、冷轧、任选地修整、在线或离线固溶热处理、和淬火。另外的步骤可包括拉伸弯曲矫直和卷绕。可以理解,退火可如图所示在线进行,或通过间歇退火离线进行。
[0026] 在一个实施方案中,进料94然后任选被修整110并然后在加热器112中固溶热处理。在加热器112中固溶热处理后,进料94任选穿过轮廓仪113,并任选在淬火站114处淬火。所得带材可经受x-射线116、118和表面检查120并然后任选被卷绕。固溶热处理站可设置在达到最终规格之后,然后是淬火站。根据需要,可在轧制步骤之间设置另外的在线退火步骤和淬火以进行中间退火和保持溶质于溶液中。
[0027] 还如本文所用,术语“固溶热处理”是指其中金属被保持在高温下以使合金化元素的第二相颗粒至少部分溶解到固溶体中(例如完全溶解第二相颗粒)的冶金过程。当进行固溶热处理时,加热通常在一定的温度下进行并持续足够的时间以确保合金的固溶化但不会开始熔化铝合金。固溶热处理将促进T回火产品的产生。固溶热处理中使用的温度通常高于退火中使用的温度,但低于合金的初始熔点,如905℉直至1060℉的范围内的温度。在一个实施方案中,固溶热处理温度为至少950℉。在另一个实施方案中,固溶热处理温度为至少960℉。在还另一个实施方案中,固溶热处理温度为至少970℉。在另一个实施方案中,固溶热处理温度为至少980℉。在还另一个实施方案中,固溶热处理温度为至少990℉。在另一个实施方案中,固溶热处理温度为至少1000℉。在一个实施方案中,固溶热处理温度不高于
1050℉。在另一个实施方案中,固溶热处理温度不高于1040℉。在另一个实施方案中,固溶热处理温度不高于1030℉。在一个实施方案中,固溶热处理在至少950℉至1060℉的温度下。在另一个实施方案中,固溶热处理在960℉至1060℉的温度下。在还另一个实施方案中,固溶热处理在970℉至1050℉的温度下。在另一个实施方案中,固溶热处理在980℉至1040℉的温度下。在还另一个实施方案中,固溶热处理在990℉至1040℉的温度下。在另一个实施方案中,固溶热处理在1000℉至1040℉的温度下。
[0028] 已经固溶热处理的进料通常将被淬火以取得T回火产品,优选空气淬火和/或水淬到70至250℉、优选到100至200℉并然后卷绕。在另一个实施方案中,已经固溶热处理的进料将被淬火,优选空气淬火和/或水淬到70至250℉、优选到70至180℉并然后卷绕。优选地,所述淬火为水淬或空气淬火或其中先施加水以使带材的温度刚好超过Leidenfrost温度(对于许多铝合金来说约为550℉)并通过空气淬火来继续的组合淬火。这种方法将水淬的快速冷却优势与空气喷射的低应淬火结合起来,将在产品中提供高质量的表面并将最大限度地减少变形。对于经热处理的产品,优选约250℉以下的离开温度。可在本发明的实施中使用各种淬火装置中的任何一种。通常,淬火站是其中向热进料上喷射液体或气体形式的冷却流体以快速降低其温度的站。合适的冷却流体包括水、空气、液化气体如二等。优选淬火快速进行以快速降低热进料的温度而防止合金化元素从固溶体的大量沉淀。
[0029] 在固溶热处理和淬火后,新型6xxx铝合金可被自然时效,例如至T4或T43回火产品。在一些实施方案中,在自然时效后,卷绕的新型6xxx铝合金产品被运送给客户以进一步加工。
[0030] 在任何自然时效之后,新型6xxx铝合金可被人工时效以产生沉淀硬化沉淀物。人工时效可包括在一个或多个高温(例如,93.3℃至232.2℃(200℉至450℉))下将新型6xxx铝合金加热一段或多段时间(例如,数分钟至数小时)。人工时效可包括新型6xxx铝合金的烤漆(例如,当铝合金被用在汽车应用中时)。人工时效可任选地在烤漆之前进行(例如,在将新型6xxx铝合金成形为汽车部件之后)。如有必要/适当,还可在任何烤漆之后完成另外的人工时效。在一个实施方案中,最终的6xxx铝合金产品处于T6回火中,这意味着最终的6xxx铝合金产品已被固溶热处理、淬火和人工时效。人工时效不一定需要时效至峰值强度,但可完成人工时效以达到峰值强度或接近峰值时效强度(接近峰值时效意味着在峰值强度的10%以内)。
[0031] III.多个轧制机架
[0032] 在一个实施方案中,本文所述的新型6xxx铝合金可在连续铸造时使用多个轧制机架加工。例如,以连续在线序列制造6xxx铝合金带材的方法的一个实施方案可包括以下步骤:(i)提供连续铸造的6xxx铝合金带材作为进料;(ii)经由至少两个机架将6xxx铝合金进料在线轧制(例如,热轧和/或冷轧)至所需的厚度,任选地至最终产品规格。轧制后,6xxx铝合金进料可被(iii)固溶热处理和(iv)淬火。在固溶热处理和淬火后,6xxx铝合金带材可被(v)人工时效(例如,经由烤漆)。任选的另外的步骤包括离线冷轧(例如,紧接在固溶热处理之前或之后)、拉伸弯曲矫直和卷绕。此方法可产生具有改善的性质的组合(例如,改善的强度和成形性的组合)的铝合金带材。
[0033] 受轧制步骤影响的厚度减小的程度意在达到所需的成品规格或中间体规格,其中任一都可以是目标厚度。如下面的实例中所示,使用两个轧制机架将有助于出人意料并改善的性质的组合。在一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小15%至80%以达到目标厚度。可调节带材的铸态(铸造)规格以在所述至少两个轧制机架上实现合适的总减小量而取得目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少25%。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少30%。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少35%。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少40%。在任何这些实施方案中,第一热轧机架加上至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过75%。在任何这些实施方案中,第一热轧机架加上至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过65%。在任何这些实施方案中,第一热轧机架加上至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过60%。在任何这些实施方案中,第一热轧机架加上至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过55%。
[0034] 在一种方法中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小15%至75%以达到目标厚度。在一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小15%至70%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小15%至65%以达到目标厚度。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小15%至60%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小15%至55%以达到目标厚度。
[0035] 在另一种方法中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小20%至75%以达到目标厚度。在一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小20%至70%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小20%至65%以达到目标厚度。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小20%至60%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小20%至55%以达到目标厚度。
[0036] 在另一种方法中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小25%至75%以达到目标厚度。在一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小25%至70%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小25%至65%以达到目标厚度。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小25%至60%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小25%至55%以达到目标厚度。
[0037] 在另一种方法中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小30%至75%以达到目标厚度。在一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小30%至70%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小30%至65%以达到目标厚度。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小30%至60%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小30%至55%以达到目标厚度。
[0038] 在另一种方法中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小35%至75%以达到目标厚度。在一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小35%至70%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小35%至65%以达到目标厚度。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小35%至60%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小35%至55%以达到目标厚度。
[0039] 在另一种方法中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小40%至75%以达到目标厚度。在一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小40%至70%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小40%至65%以达到目标厚度。在还另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小40%至60%以达到目标厚度。在另一个实施方案中,第一轧制机架加上至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小40%至55%以达到目标厚度。
[0040] 关于第一轧制机架,在一个实施方案中,通过第一轧制机架实现1-50%的厚度减小,该厚度减小为从铸造厚度减小到中间体厚度。在一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小5-45%。在另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小10-45%。在还另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小11-40%。在另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小12-35%。在还另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小12-34%。在另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小13-33%。在还另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小14-32%。
在另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小15-31%。在还另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小16-30%。在另一个实施方案中,第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小17-29%。
[0041] 第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得1-70%的厚度减小。使用数学,技术人员可基于达到目标厚度所需的总减小量和由第一轧机机架取得的减小量来选择适宜的第二轧机机架(或第二轧机机架加上任何另外的轧机机架的组合)。
[0042] (1)目标厚度=铸造规格厚度×(由第一机架减小的%)×(由第二和任何后续机架减小的%)
[0043] (2)取得目标厚度的总减小量=第一机架减小量+第二(或更多)机架减小量[0044] 在一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得5-70%的厚度减小。在另一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得10-70%的厚度减小。在还另一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得15-70%的厚度减小。在另一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得20-70%的厚度减小。在还另一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得25-70%的厚度减小。在另一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得30-70%的厚度减小。在还另一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得35-70%的厚度减小。
在另一个实施方案中,第二轧制机架(或第二轧制机架加上另外的轧制机架的组合)相对于由第一轧制机架取得的中间体厚度取得40-70%的厚度减小。
[0045] 在使用多个轧制机架时,可使用任何合适数量的热轧和冷轧机架来达到适宜的目标厚度。例如,用于薄规格的轧机布置可包括热轧步骤,随后根据需要进行热轧和/或冷轧步骤。
[0046] IV.性质
[0047] 如上面所提到,新型6xxx铝合金可实现改善的性质的组合。在一个实施方案中,改善的性质的组合涉及到改善的强度和成形性的组合。在一个实施方案中,改善的性质的组合涉及到改善的强度、成形性和耐腐蚀性的组合。
[0048] 在根据ASTM B557测量时,所述6xxx铝合金产品在自然时效条件下可实现100至170MPa的拉伸屈服强度(LT)。例如,在固溶热处理、任选的应力消除(例如,经由拉伸或矫直)和自然时效之后,所述6xxx铝合金产品可实现100至170MPa的拉伸屈服强度(LT),如在T4或T43回火之一中。T4或T43回火中的自然时效强度应在自然时效30天时测量。
[0049] 在一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少130MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少135MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少140MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少145MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少150MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少155MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少160MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T4回火中新型6xxx铝合金可实现至少165MPa以上的拉伸屈服强度(LT)。
[0050] 在一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少110MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少115MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少120MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少125MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少130MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少135MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少140MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,T43回火中新型6xxx铝合金可实现至少145MPa以上的拉伸屈服强度(LT)。
[0051] 在根据ASTM B557测量时,所述6xxx铝合金产品在人工时效条件下可实现160至330MPa的拉伸屈服强度(LT)。例如,在固溶热处理、任选的应力消除和人工时效之后,新型
6xxx铝合金产品可实现160至330MPa的接近峰值强度。在一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少165MPa的拉伸屈服强度(LT)(例如,当时效至接近峰值强度时)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少170MPa的拉伸屈服强度(L T)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少175MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型
6xxx铝合金可实现至少180MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少185MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少190MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少
195MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少200MPa的拉伸屈服强度(L T)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少205MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少210MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少215MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少220MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少225MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少230MPa的拉伸屈服强度(L T)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少235MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少240MPa的拉伸屈服强度(LT)。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少245MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现至少
250MPa以上的拉伸屈服强度(LT)。
[0052] 在一个实施方案中,在根据ISO 12004-2:2008标准测量时,新型6xx x铝合金在1.0mm的规格下实现28.0至33.0(Engr%)的FLDo,其中所述ISO标准被修改为将从圆顶的顶点离开超过冲头直径的15%的断裂算为有效。在一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少28.5(Engr%)的F LDo。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少29.0(Engr%)的FLDo。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少29.5(Engr%)的FLDo。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少30.0(Engr%)的FLDo。在还另一个实施方案中,新型
6xxx铝合金实现至少30.5(Engr%)的FLDo。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少31.0(Engr%)的FLDo。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少31.5(Engr%)的FLDo。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少32.0(Engr%)的FLDo。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金实现至少32.5(Engr%)以上的FLDo。
[0053] 在根据ISO标准11846(1995)(方法B)测试时,新型6xxx铝合金可实现良好的耐晶间腐蚀性,如实现不超过350微米的侵蚀深度测量值(例如,在如上所定义的接近峰值时效条件下)。在一个实施方案中,新型6x xx铝合金可实现不超过340微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过330微米的侵蚀深度。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过320微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过310微米的侵蚀深度。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过300微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过290微米的侵蚀深度。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过280微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过270微米的侵蚀深度。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过260微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过250微米的侵蚀深度。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过240微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过230微米的侵蚀深度。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过220微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过210微米的侵蚀深度。在还另一个实施方案中,新型6xxx铝合金可实现不超过200微米或以下的侵蚀深度。
[0054] 本文所述的新型6xxx铝合金带材产品可用于广泛的产品应用中。在一个实施方案中,通过本文描述的新方法制得的新型6xxx铝合金产品被用在汽车应用中,如封闭面板(例如,罩、挡泥板车顶和行李箱盖等)和白车身(例如,支柱、加固件)应用等。附图说明
[0055] 图1为流程图,示意了本发明的加工步骤的一个实施方案。
[0056] 图2为实施本发明的方法中使用的设备的另一实施方案。该生产线配备了四个轧机以达到更精细的成品规格。

具体实施方式

[0057] 实施例
[0058] 以下实施例意在示意本发明并且不应理解为以任何方式限制本发明。
[0059] 实施例1
[0060] 连续铸造两种6xxx铝合金,然后在两个轧制机架上在线轧制到中间体规格。这些6xxx铝合金然后被冷轧(离线)至最终规格,然后固溶热处理,然后淬火,并然后自然时效数天。然后测量这些合金的各种机械性质。这些合金的组成、各种加工条件和各种性质示于下表1-4中。
[0061] 表1-连续铸造6xxx铝合金的组成(以重量%计)
[0062]材料 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti
合金CC1 1.14 0.16 0.15 0.05 0.38 0.02 0.01 0.09
合金CC2 1.13 0.17 0.34 0.05 0.38 0.02 0.01 0.08
[0063] 合金的余量为铝和不可避免的杂质。
[0064] 表2-连续铸造6xxx铝合金的加工参数
[0065]
[0066]
[0067] 表3-连续铸造6xxx铝合金的机械性质
[0068]
[0069]
[0070]
[0071] 表4-连续铸造6xxx铝合金的其他机械性质
[0072]
[0073]
[0074] *在提交本专利申请时数据不可得。
[0075] 在30天的自然时效后,两种6xxx铝合金的各样品然后被人工时效,一些样品在人工时效之前通过拉伸发生预应变(PS)。然后测量这些合金的各种机械性质和耐晶间腐蚀性,其结果示于下表5-6中。
[0076] 表5-实施例1的人工时效合金的机械性质
[0077]
[0078]
[0079]
[0080] 表6-实施例1合金的IG耐腐蚀性质
[0081]
[0082] 如所示,合金CC1-CC2实现改善的强度、成形性和耐腐蚀性的组合。
[0083] 实施例2
[0084] 按实施例1制备五种另外的6xxx铝合金。这些合金的组成、各种加工条件和各种性质示于下表7-10中。
[0085] 表7-实施例2合金的组成(以重量%计)
[0086]
[0087] 合金的余量为铝和不可避免的杂质。
[0088] 表8-实施例2合金的加工参数
[0089]
[0090] 表9-实施例2合金的机械性质
[0091]
[0092]
[0093] 表10-实施例2合金的其他机械性质
[0094]
[0095] 在30天的自然时效后,五种6xxx铝合金的各样品然后被人工时效,一些样品在人工时效之前通过拉伸发生预应变(PS)。然后测量这些合金的各种机械性质和耐晶间腐蚀性,其结果示于下表11-12中。
[0096] 表11-实施例2的人工时效合金的机械性质
[0097]
[0098] 表12-实施例2合金的IG耐腐蚀性质
[0099]
[0100]
[0101] 如所示,合金CC3-CC4实现改善的强度、成形性和耐腐蚀性的组合。
[0102] 测量标准
[0103] 屈服强度、拉伸强度和伸长率测量均按ASTM E8和B557进行。
[0104] 根据ISO 12004-2:2008标准测量FLDo(Engr%),其中所述ISO标准被修改为将从圆顶的顶点离开超过冲头直径的15%的断裂算为有效。
[0105] 如本文所用,“R值”为塑性应变比或真实宽度应变对真实厚度应变的比值,如公式r值=εw/εt中所定义。使用伸长计收集拉伸测试过程中的宽度应变数据、同时使用伸长计测量纵向应变来测量R值。然后计算真实塑性长度和宽度应变,并从体积守恒假设确定厚度应变。然后以从拉伸测试获得的真实塑性宽度应变对真实塑性厚度应变曲线图的斜率计算R值。基于以下公式(1)计算“ΔR”:
[0106] (1)ΔR=[(r_L+r_LT-2*r_45)/2]的绝对值
[0107] 其中r_L为铝合金产品在纵向方向上的R值,其中r_LT为铝合金产品在长度-横向方向上的R值,并且其中r_45为铝合金产品在45o方向上的R值。
[0108] 耐晶间腐蚀性测量均按ISO标准11846(1995)(方法B)进行(上述实施例中报道了两个样品的最大值,每个样品五个位点)。
[0109] 虽然上文已出于示意的目的描述了本发明的特定实施方案,但对于本领域技术人员显而易见的是,可对本发明的细节作多种改变而不偏离本发明,本发明由附随的权利要求书限定。
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