[发明专利]用于使处于T4回火状态的可时效硬化铝合金温成形的方法

说明书

描述用于使处于T4回火状态的可时效硬化的铝合金，例如2XXX、6XXX以及7XXX铝合金，或者由此类合金制成的制品，包括铝合金薄板，成形的方法。所述方法涉及在成形步骤前和/或与成形步骤同时地对所述薄板或制品进行加热。以在3℃/s至600℃/s范围内的指定加热速率，例如3℃/s至90℃/s，将所述薄板加热到在100℃至600℃范围内的指定温度。温度与加热速率的这种组合形成了薄板特性的有利组合。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2015年10月8日提交的美国临时专利申请序列号62/239,014的优先权和申请权益，所述临时专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及铝合金领域和相关领域。

背景技术

铝合金将低密度与结构强度和耐撞性相结合，这使得它们对于机动车行业中的结构零件和车身零件的生产具有吸引力。然而，与拉伸级别钢相比，铝合金的成形性较低。在一些情况下，铝合金的相对较低的成形性会导致难以获得良好的零件设计，并且会因裂缝或起皱而造成故障。因为铝合金在高温下显示出增强的成形性，所以在机动车行业中利用铝合金薄板的温成形来克服这些问题。通常，温成形是在高温下使金属变形的加工方法。温成形可以使金属的展性最大化，但也会引起其自身的问题。在一些情况下，加热会对铝合金薄板的机械特性造成负面影响。被加热的铝合金薄板在冲压操作期间可能显示降低的强度，并且在合金薄板冷却后降低的强度特性可能继续存在。铝合金薄板的加热也会导致在冲压操作期间铝合金零件的减薄率增加。铝合金薄板或零件也可能会经历其冶金状态下的不良变化。

常常用于生产机动车覆盖件的、可热处理的可时效硬化的铝合金，例如2XXX、6XXX以及7XXX铝合金，通常以处于韧性T4回火状态的铝薄板的形式提供给制造商，从而使制造商能够通过冲压或压制而生产所需的汽车覆盖件。为了生产符合所需强度规范的功能性机动车零件，通常在生产后对由处于T4回火状态的铝合金所生产的零件进行热处理接着进行时效硬化，从而形成处于T6回火状态的零件或薄板。在温成形步骤期间升高可热处理的可时效硬化的铝合金的温度会过早地将铝合金零件或薄板转变为T6回火状态，从而不仅导致成形性的降低(这可能会对后继的成形步骤造成负面影响)而且还对制造商在生产后的热处理和/或时效过程中硬化零件的能力造成不利影响。

因此，铝合金零件的制造商需要改进的温成形方法来生产他们制造零件所用的铝。

发明内容

本发明所涵盖的实施例是由权利要求所限定，而不是由本发明内容所限定。本发明内容是对本发明的各个方面的高度概述，并且引入在下面的具体实施方式章节中作进一步描述的部分概念。本发明内容并非旨在确定要求保护的主题的重要或基本特征，也并旨在单独地用于确定要求保护的主题的范围。应当通过参考整个说明书的适当部分、任何或所有的附图和每一权利要求来理解所述主题。

公开了用于使可时效硬化的铝合金成形的方法。所公开的方法允许在提高合金的成形性同时保持合金的适当强度特性的条件下对可时效硬化的铝合金进行温成形。本文中所描述的方法也可以限制在冲压期间合金零件的减薄率，并且保持合金零件的冶金状态和硬化能力。这些新颖方法生产的铝合金零件在拉伸伸长率方面可以出人意料地与钢相匹敌，同时保留T4特性，例如强度、伸长率以及时效性能，从而具有在一些应用中代替钢零件并减轻车辆重量的能力。这些铝合金零件可以接纳再生铝作为输入金属，并且提高车辆的燃料效率。

在一些实例中，用于使可时效硬化的可热处理的铝合金制品成形的方法包括以约3℃/s至约90℃/s的加热速率将所述制品加热到约100至600℃的温度，并且使所述制品成形。可在成形步骤之前和/或与成形步骤同时地对铝合金进行加热。在一些情况下，将制品加热到一定温度可以包括加热到约150℃至450℃、约250℃至450℃和/或约350℃至500℃的温度。