【摘 要】
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近年来为了响应国家出台的节能减排政策,越来越多的轻质铝合金材料开始被应用到汽车制造中,汽车重量因此降低,有害气体的排放也大幅度减少。相比于其他系列的铝合金,7000系铝合金的高比强度和耐腐蚀性与其他合金相比优势明显,是理想的汽车轻量化材料。7000系铝合金通常采用热成形工艺,热冲压成形工艺参数对最终的铝合金力学性能有重要的影响,对于这些工艺参数如固溶时间、转移时间、模具压力及后续的时效处理如何影响
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近年来为了响应国家出台的节能减排政策,越来越多的轻质铝合金材料开始被应用到汽车制造中,汽车重量因此降低,有害气体的排放也大幅度减少。相比于其他系列的铝合金,7000系铝合金的高比强度和耐腐蚀性与其他合金相比优势明显,是理想的汽车轻量化材料。7000系铝合金通常采用热成形工艺,热冲压成形工艺参数对最终的铝合金力学性能有重要的影响,对于这些工艺参数如固溶时间、转移时间、模具压力及后续的时效处理如何影响铝合金的力学性能是需要我们重点研究的对象。为了确定7075铝合金热冲压最佳工艺参数,分析不同的固溶时间和转移时间对铝合金性能的影响。通过实验确定不同模具接触压力对应的铝合金板材冷却速率以及不同冷却速率对合金性能的影响。为缩短时效时间,尝试使用预时效结合烘烤处理的时效处理的方法替代常规时效处理方法。使用确定的工艺参数将7075铝合金加工为U形件,考察U形件的成形质量,测量零件的回弹和硬度,分析两种时效工艺下合金强度的贡献值。主要研究结论如下:1对比在475℃固溶温度下,不同固溶时间的7075铝合金自然时效时长后的硬度变化及淬火态合金的电导率变化,确定有效固溶时间为8min。对比6s和15s转移时间铝合金淬火后的力学性能,确定合适的转移时间应尽量小于6s,不超过15s。实验得到不同模具压力对应的铝合金冷却速率,测量不同冷却速率的7075铝合金在120℃/24h时效后的强度和组织变化,确定最佳的模具接触压力为30MPa,对应的7075铝合金冷却速率为60℃/s。2采用预时效结合烘烤处理的新型时效处理方法代替常规的T6时效方法,预时效温度在常规时效温度120℃到η’相的溶解温度220℃范围内选取,测量不同预时效条件下的7075铝合金在烘烤处理前后的硬度以及屈服强度的变化,160℃+30min预时效条件下的7075铝合金经180℃+30min烘烤处理后性能最佳,屈服强度达到485MPa是T6状态铝合金的92%左右,延伸率达到11.2%。合金拉伸件断口中穿晶断裂的韧窝数量和比例与其他预时效条件下的合金相比最多。3使用确定的热冲压工艺参数将7075铝合金加工为U形件,U形件的不同位置的硬度无明显差异,厚度均匀,表面没有明显缺陷,没有起皱。使用3D扫描仪对成形后U形件进行分析,两种时效路径下U形件的平均偏差分别为0.186mm和0.195mm,证明U形件形状和模具一致,成形效果良好,工艺参数具有可实践性。4通过微观表征对两种不同时效路径下的7075铝合金屈服强度贡献值进行分析,结果表明HFQ+PA+PB态（PA+PB指的160℃/30min的预时效处理+180℃/30min的烤漆处理）7075铝合金屈服强度可以达到常规方法HFQ+120℃/24h的90%左右,对两者的屈服强度贡献值进行分析,前者的Orowan强化值为382MPa小于后者的411MPa,是两者屈服强度值差异的主要原因。
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