[发明专利]一种适用于热冲压成形-淬火一体化工艺的中强7xxx系铝合金板材

说明书

本发明公开了一种适用于热成形‑淬火一体化工艺专用的中强7xxx系铝合金板材，所述7xxx系铝合金板材的化学成分按重量百分比配比为Zn 5.1～6.7％，Mg 1.9～2.9％，Cu 1.2～2.6％，Fe 0～0.5％，Si 0～0.4％，Cr 0～0.1％，Zr 0～0.08％，Mn 0～0.25％，其中Cr、Mn、Zr等其它控制晶粒尺寸的微量元素总含量≤0.25％，余量为Al。基于热成形‑淬火一体化工艺特点，所述合金板材具备短时固溶性、低淬火敏感性和优异时效硬化等特性。合金板材能短时快速完成固溶处理，再经水冷或模冷或空冷后进行人工峰时效或烤漆处理后，最终板材的屈服强度＞400MPa、抗拉强度＞450MPa、延伸率＞6.5％。本发明的7xxx铝合金板材专用于热冲压模内淬火工艺的450MPa级中强7xxx系铝制结构件的制备。

技术领域

本发明具体涉及到一种7xxx铝合金板材，尤其涉及到一种适用于热成形-淬火一体化工艺的中强7xxx系铝合金板材，属于有色金属铝合金材料领域。

背景技术

近几年，汽车业迅速发展，汽车轻量化需求收到能源环境等影响也十分迫切。汽车车身重量占汽车总重量的40％左右，汽车车身轻量化对于整车轻量化起着决定性的作用，车身轻量化已经成为目前汽车制造技术的前沿与热点。目前，常用于车身的铝合金汽车板主要是5xxx和6xxx系铝合金，但其强度较低。而高强度2xxx和7xxx系铝合金的室温成形性能较低，限制了其在车身中的广泛应用。但在较高的温度范围内(200℃到500℃之间)，温度的升高使高强铝合金板材的成形性提高，有利于零件的成形。

传统的热成形工艺为了保证板材的成形性和零件强度，都是将板材坯料加热至所需温度后，转移至模具中进行热成形，随后再对成形零件进行常规的固溶时效强化处理，已获得最终性能的零件，这种工艺工序繁琐，周期较长，后续零件热处理后尺寸精度难以保证，生产成本相对较高。而最新一种热成形-淬火一体化工艺，是针对铝合金的热处理和热成形相结合的复合工艺技术，将成形过程和热处理过程相结合，依靠同一套模具实现“成形”和“控性”。该工艺在保证材料强度的同时，提高材料成形过程中的塑性。将完全固溶后的铝合金板材快速转移到水冷模具上，然后快速合模成形，成形完成后保持合模以完成零件模内淬火，最后进行时效处理以提高其强度。该工艺是高强铝合金板材热成形中最具前景的新工艺，能够解决铝合金材料成形塑性差、回弹大，热处理时形状畸变的问题。

但迄今为止，虽然热成形-淬火一体化工艺技术进行商业化应用，但目前主要应用报道主要集中在高强钢、5xxx和6xxx系铝合金，如 AA5754、AA6016、AA6111等，通过铝合金热冲压工艺提升原有板材的成形性，以生产形状更为复杂的零件，但目前常用于车身的5xxx 和6xxx铝合金零部件强度都小于300MPa，无法满足于车身结构件高强度的性能需求。而对于力学性能更好的2xxx、7xxx系高强铝合金，由于其主要应用于航空航天领域，较少在车身中使用，因此高强铝合金的热冲压研究应用尚属于起步阶段，主要是由于该工艺流程对2xxx 和7xxx系高强铝合金的材料属性要求很高，要求合金板材具备短时固溶性、低淬火敏感性、良好热成形和时效硬化等特性。目前，适用于热成形-淬火一体化工艺属性的2xxx和7xxx系高强铝合金材料在国内外尚属空白。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明开发了一种适用于热成形 -淬火一体化工艺的450MPa以上的中强7xxx系铝合金板材。

本发明所提供的一种适用于热成形-淬火一体化工艺的中强7xxx 系铝合金板材，其合金成分为(重量百分比)：Zn 5.1～6.7％，Mg 1.9～2.9％，Cu 1.2～2.6％，Fe 0～0.5％，Si 0～0.4％以及Cr 0～0.1％或Zr 0～0.08％或Mn 0～0.25％，Cr、Mn和Zr等其它控制晶粒尺寸的微量元素，可单独或两种或多种同时存在，但总含量≤0.25％，余量为Al。