改善6xxx系铝合金车身板成形性和烤漆硬化性的组织调控

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可热处理强化的6xxx系铝合金是理想的轻质汽车车身板材料,但目前其仍存在成形性不能满足实际冲压生产要求的严重问题而阻碍了其在汽车车身中的广泛应用。本文针对Al-Mg-Si-Cu铝合金板材,构思了首次固溶处理后预处理(包括中间时效处理及二次固溶处理)随后预时效的新型热处理工艺路线,旨在开发出一种能显著改善6xxx系铝合金车身板冲压成形性并同时使其具有较强烤漆硬化性的新型热处理工艺技术。  针对先进行540℃×30min固溶水淬的合金板材,系统研究了预处理工艺中的中间时效温度(200℃~400℃)及时间(1hr~10hrs)、二次固溶温度(380℃~490℃)及时间(2min~8min)对合金板材显微组织、成形性的影响规律,并进一步研究了预处理工艺合金板材再经170℃×30min模拟烤漆后的烤漆硬化性,得到的主要结果如下:  1、中间时效温度升高及中间时效时间延长对Al-0.75Mg-1.0Si-0.7Cu合金板材基体中微米级黑色及灰色不规则形状的过剩结晶相尺寸及数量、晶粒尺寸及形态无明显影响,但会使析出相粗化并同时降低其弥散度。  2、中间时效温度从200℃升高至400℃,Al-0.75Mg-1.0Si-0.7Cu合金板材基体中析出相由尺寸为近百纳米且边界不清晰的针状相演变成微米级的棒状相,析出相临界回溶温度为480℃左右。  3、当二次固溶处理温度低于480℃时,随着二次固溶温度的升高,经540℃一次固溶处理再经中间时效处理Al-0.75Mg-1.0Si-0.7Cu合金板材中的析出相回溶速度加快、回溶程度增大,而合金板材基体剩余未溶析出相尺寸逐渐粗化且弥散度降低。  4、随着二次固溶处理前的中间时效温度升高及中间时效时间延长,合金板材基体中时效析出相在二次固溶处理过程中的回溶速度变慢。  5、温度低于480℃的二次固溶处理制度的热处理工艺可明显改善合金板材的成形性,但会降低合金板材的烤漆硬化性及其经烤漆处理后的强度。  6、开发出的能明显改善Al-Mg-Si-Cu合金板材成形性及烤漆硬化性的最佳预处理工艺制度为:540℃×30min首次固溶淬火+200℃×1hr~4hrs中间时效处理+490℃×2min二次固溶处理淬火+170℃×6min预时效,Al-1.1Mg-1.0Si-0.5Cu合金板材经该工艺制度预处理后的σ0.2≤135MPa、σb≥277MPa、δu≥19.6%、δb≥24.0%、n≥0.27、r15≥0.73,其经170℃×30min模拟烤漆处理的烤漆硬化量超过50MPa。
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