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4.5 合金板材的 成形性能 加工工艺 T4状态下: ? 织构类型 ? 织构分布 ? 晶粒形状 ? 晶粒尺寸 ? 组织均匀性 ? 强化相的析出状态 6xxx系铝合金的成形性能 热轧: ? 再结晶织构; ? 终轧温度(打卷温度) ? 化合物的破碎(?类化合物、?类化合物等)。 冷轧: ? 退火温度 ? 变形织构; ? 板型控制 ? 剪切带 光学组织:强烈的织构带 W-垂直于轧制方向经20%拉伸变形后,两种不同锐度织构的波度; f(g)max –表明织构对起皱的影响 在生产中,冷轧的最后道次采用压光机小压下量轧制(小压下力),以调整板材的变形毛化纹路。 MF(Mill Finish):光面(冷轧态),一般在北美地区使用。 EDT(Electron Discharge Texture):电火花钝化纹理。 使用专用的纹理工作辊产生EDT表面纹理,作为冷轧最后道次,压下率<4%,板材达到规定的规格要求。 EDT处理的好处: (1)板材具有各向同性,对成形性能没有方向性的影响; (2)润滑单元(lubrication pockets)建立的静压力,好处有: (a)低且有规律的摩擦系数;(b) 比MF有更好的成形性;(c) 提高冲压车间工作效率;(d) 减少工具表面附着物;(e) 更加稳定的压力参数。 (3)提高涂漆后的表面质量以及零件的匹配性。 EBT(Electron Beam Texture):电子束钝化处理。 相比于EDT,纹理结构更加规则。EBT具有规则的独立区,这和经过EBT处理的板材表面形貌及表面粗糙度相同,独立的区域具有更大的容积可以存储润滑剂,降低擦伤敏感性,不影响摩擦行为。同时,使漆分布分布更加均匀。 4.6 固溶处理 固溶处理的目的: 再结晶; 获得细小、均匀的等轴晶; 使化合物尽可能地溶入基体,获得过饱和度; 产生大量的晶格缺陷,为时效提供场所等。 固溶处理的基本参数:加热温度、保温时间、随后的淬火速率等。 6 ××× 系铝合金ABS 固溶处理示意图 4.8 板材的预时效 Rp0.2 烘烤硬化性 T4态下Cluster尺寸 铸锭轧制成薄板并进行固溶处理 冲压 烤漆 材料生产厂 汽车生产厂 两周以上 (运输、仓储) 6xxx系铝合金时效析出序列:?(ssss) ?clusters /GP 区? ?? ? ?? + Q? ? ?+ Si 预处理 Al-Mg-Si(-Cu)合金的自然时效的本质 ? 在自然时效状态下形成大量的Si – Vacancy 原子簇,不能成为??的形核核心; Si – Vacancy 原子簇的形成,消耗了大量的空位,延迟了时效过程; 提高强度,降低了成形性能; 烤漆后强度上升幅度很小,甚至降低。 T4态板材组织 若预时效过程中形成的相与位错之间的关系是绕过型的,那么能促进位错的增殖,也会促进加工硬化;可调整溶质原子的状态,即不容易发生clustering,又能保证较高的n值。 预时效 T4/T4P态的屈服强度、n值 提高6 ××× 系铝合金汽车外钣金件烘烤性能的两种热处理示意图 4.9 板材的表面处理 表面处理的目的(1)有利于吸附润滑剂,很好地冲压成形; (2)增强板材与油漆的结合,形成牢固的漆层;(3)易于后续加工。 表面处理过程:MF/EDT/EBT+清洗(碱洗+酸洗)+转化处理+润滑 碱洗:限于槽洗; 酸洗:硫酸+磷酸+氢氟酸,浓度<<5%,酸洗温度:50~70℃; 化学转化涂层:铬化膜:性能好,但有毒; 锆/钛类转化膜:Alodine类、Garbond类、Envirox类; 阳极氧化涂层:薄的阻挡层,和化学法相当,导电,可以焊接;厚些的阻挡层+多空层。 日本、美国及欧洲乘人车用铝合金板及其表面处理 4.10 板材性能的表征 微观组织 织构 成形性能(n值、r值、FLD、杯凸、卷边性能等) 机械性能(均匀延伸率、总延伸率等) 烤漆硬化能力 ; 抗凹性能; 腐蚀性能等。 五、轻量化发展方向 5.1 制约铝合金在汽车上应用的因素: 1.价格高。价格是钢的3~6倍。 2.加工困难。尺寸精度不容易掌握, 回弹难以控制, 在形状设计时要尽可能采用回弹少的形状。 3.成形性还需继续改善。铝合金板材的局部拉延性不好, 容易产生裂纹。 4.焊接困难:电阻小、热传导系数大、导电率大、熔点低。需要使用专门的焊接设备。 汽车工业中,零部件的轻
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