鋁合金薄板及其制造方法

專利名稱：：鋁合金薄板及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及鋁合金薄板及制造該薄板的方法。本發明尤其涉及適合于經彎曲或壓制制得的汽車部件的鋁合金薄板，并涉及制造該薄板的方法。
背景技術：
：用于汽車車身的板材必須具有高的可成形性和強度；因此，一直將冷軋薄鋼板用于這種汽車車身。然而，為了獲得高的燃料效率以及為了獲得重量的減輕，最近使用了軋制鋁合金薄板。特別地，Al-Mg-Si合金薄板可適合于汽車車身。這是因為這些尚未進行時效熱處理的合金薄板相比于其它材料更軟且具有更高的可成形性例如可彎曲性。此外，通過在烤漆(bake-painting)工序或另外的接著成形工序的工序中加熱該合金薄板，可增加合金薄板的強度。對于Al-Mg-Si合金薄板，進行了以下嘗試嘗試通過控制金屬間化合物和/或析出物的大小和/或狀態來提高可成形性。此外，進行了以下嘗試嘗試在制造該合金薄板的工藝中，通過適當地協調組成和進行適當的熱處理來提高烘烤硬化性和可成形性例如可彎曲性。例如，日本未審專利申請公開第9-31616號公開了以下技術為了控制金屬間化合物和/或析出物的大小和/或狀態，將Mg和Si的總含量保持在2.4%或更小，用選自Mn、Cr、Zr和V中的至少一種來細化晶粒和穩定顯微組織，并且對板鑄坯進行均質化、熱軋、冷軋以及進行固溶熱處理。在公開于日本未審專利申請公開第9-31616號和其它文獻中的已知技術中，用選自Mn、Cr、Zr和V中的至少一種來細化晶粒和穩定顯微組織，并且就金屬間化合物析出狀態、可拉伸性和可彎曲性等對成品薄板進行了評價。通常，Mg和Si總含量為1.5%或更小的合金薄板的烘烤硬化性不令人滿意。對于這種合金薄板，尚未充分研究以下項目Mg和Si對烘烤硬化性的影響及鉻對表面質量(桔皮表面(orangepeel))、可彎曲性和成品薄板再結晶晶粒的尺寸的影響。為了提高待被加工為成品薄板的鋁合金薄板的烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)，存在的問題是制造成本高，因為通過DC鑄造工藝制造板坯的工序是必需的，大量根據需要的以下工序也是必需的剝皮(scalpingstep)工序、均質化工序、熱軋工序、冷軋工序、中間退火工序、終軋工序和最終退火工序。
發明內容本發明的目的是提供一種高質量的鋁合金薄板和低成本地制造該鋁合金薄板的方法。本發明的鋁合金薄板包含0.術o-O.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20%的Cr和0.10°/「0.40%的Fe,其余為Al，這些組分為必要元素。該鋁合金薄板具有10-25pm的晶粒尺寸。該鋁合金薄板還包含0.15%或更少的Cu。該鋁合金薄板還包含0.10%或更少的Ti。制造根據本發明的鋁合金薄板的方法，其包括以下工序使用包含0.40%-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素的熔融合金，通過連鑄工藝用澆鑄機制備厚度為5-15mm的板坯；將該板坯巻取成巻；對得到的板坯冷軋成薄板；將得到的薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以10匸/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至530匸-560匸的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；用水對得到的薄板進行淬火；巻起得到的薄板；將得到的薄板在60r-110。C的溫度下維持3-12小時的時間；然后將得到的薄板冷卻至室溫。制造根據本發明的鋁合金薄板的方法，其包括以下工序使用包含0.40%-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20°/。的Cr和0.10%-0.40%的Fe,其余為Al的以上述組分為必要元素的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為5-15mm的板坯；將該板坯巻取成巻；將得到的板坯冷軋成薄板；對得到的薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以10。C/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至530。C-560X:的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；將得到的薄板冷卻至70"C-115。C的溫度；巻起得到的薄板；然后以10匸/小時或更小的冷卻速率將得到的薄板冷卻至室溫。制造根據本發明的鋁合金薄板的方法，其包括下述工序使用包含0.40%-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為10-30mm的板坯；將該板坯熱軋成厚度為2-8mm的熱軋薄板；將該熱軋薄板巻取成巻；將得到的熱軋薄板冷軋成冷軋薄板；對得到的冷軋薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以10。C/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至530。C-560。C的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；用水對得到的薄板進行淬火；巻起得到的薄板；將得到的薄板在60°C-ll(TC的溫度下維持3-12小時的時間；然后將該得到的薄板冷卻至室溫。制造根據本發明的鋁合金薄板的方法，其包括下述工序使用包含0.40%-0.65°/。的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為10-30mm的板坯；將該板坯熱軋成厚度為2-8mm的熱軋薄板；將該熱軋薄板巻取成巻；將得到的熱軋薄板冷軋成冷軋薄板；對得到的冷軋薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以10匸/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至530匸-560匸的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；將得到的薄板冷卻至70C-115X:的溫度；巻起得到的薄板；然后以10匸/小時或更小的冷卻速率將得到的薄板冷卻至室溫。在任何一種上述制造鋁合金薄板的方法中，熔融合金還包含0.15%或更少的Cu。熔融合金還包含0.10%或更少的Ti。此外，以每道次20°/。或更大的壓下率進行冷軋工序。由于鋁合金薄板具有上述構造和制造該薄板的方法包括上述工序，因此，雖然該薄板質量高，但能夠低成本地制造該薄板。實施本發明的最佳方式金薄板的方法。首先，現將描述可用于汽車車身的本發明的鋁合金薄板。本發明人進行了各種研究，然后發現，通過按下面所述協調鋁合金薄板的組成和晶粒尺寸，可提高鋁合金薄板的質量即例如烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)的性能。此外，本發明人發現，由于可簡化該制造方法，因此可降低制造成本。在對鋁合金薄板進行固溶熱處理之后，Mg在基體中形成了固溶體。在用于烘烤涂層的加熱工序期間，Mg與Si—起析出，形成了析出硬化相，從而提高了強度。當Mg含量小于0.40重量％時，析出硬化效果低。當Mg含量大于0.65重量％時，進行了固溶熱處理的鋁合金薄板具有不可改善的不令人滿意的可彎曲性。因此，Mg含量為0.40重量％-0.65重量％。為了在對鋁合金薄板進行固溶熱處理之后獲得優異的可彎曲性，Mg含量優選為0.40重量％-0.60重量％。在用于烘烤涂層的加熱工序期間，Si與Mg—起析出，形成了被稱作"P，，相的Mg2Si中間相或者類似于該相的析出硬化相，從而提高了強度。當Si含量小于0.50重量％時，析出硬化效果低。當Si含量大于0.75重量％時，進行了固溶熱處理的鋁合金薄板具有不可改善的不令人滿意的可彎曲性。因此，Si含量為0.50重量％-0.75重量％。為了在對鋁合金薄板進行固溶熱處理之后獲得優異的可彎曲性，Si含量優選為0.60重量°/。-0.70重量％。Cr是細化再結晶晶粒的組分。當Cr含量小于0.05重量％時，細化作用不足。當Cr含量大于0.20重量％時，因為在板坯鑄造期間形成了粗Al-Cr金屬間化合物，不能夠充分改善鋁合金薄板的可成形性例如可彎曲性以制造汽車。因此，Cr含量為0.05重量°/。-0.20重量％。這使得可將結晶的晶粒尺寸控制在10-25pm的范圍內，以改善表面質量(桔皮表面)。為了獲得可成形性例如可彎曲性的進一步改善和表面質量(桔皮表面)的進一步改善，Cr含量優選為0.05重量°/。-0.15重量％。與Si及Cr共存的Fe，可促進鑄造工序期間形成具有5jam或更小尺寸的Al-Fe-Si金屬間化合物和/或Al-(Fe/Cr)-Si金屬間化合物來產生大量的再結晶成核點。再結晶核數量的增加導致了小的再結晶晶粒尺寸，因而改善了表面質量(桔皮表面)。當Fe含量小于O.lO重量。/。時，表面質量(桔皮表面)的改善效果不足。當Fe含量大于0.40重量％時，鋁合金薄板的可成形性例如可彎曲性不足以制造汽車，因為在板坯鑄造期間形成了粗的A卜Fe-Si金屬間化合物和/或Al-(Fe/Cr)-Si金屬間化合物，而且最終薄板由于薄板坯內Si固溶體含量的減少而具有低的烘烤硬化性；因此，可成形性例如可彎曲性和烘烤硬化性低。因此，Fe含量為0.10重量％-0.40重量％。為了改善可成形性例如可彎曲性和烘烤硬化性，Fe含量優選為0.10重量％-0.30重量％。除了為必要組分的Mg、Si、Cr和Fe外，為了獲得高的質量，取決于鋁合金薄板所需的性能，鋁合金薄板可含有0.15%或更少的Cu。Cu是可促進時效硬化來提高進行烤漆的產品的強度的組分。當Cu含量大于0.15重量％時，鋁合金薄板在進行了預時效處理即T4P處理之后具有高屈服強度；因此，該薄板不僅不具有令人滿意的可成形性例如可彎曲性，而且抗腐蝕性特別是抗絲狀腐蝕性很低，即，該薄板的質量低。因此，Cu含量為0.15重量％或更少。除了為必要組分的Mg、Si、Cr和Fe外，為了獲得高的質量，取決于鋁合金薄板所需的性能，鋁合金薄板可含有0.10%或更少的Ti。薄板坯的晶粒細化劑的例子包括Al-Ti和A1-Ti-B。當Ti含量為0.10重量％或更少時，可防止在板坯內形成鑄造缺陷而不犧牲本發明的優點；因此，可進一步提高鋁合金薄板的質量。當Ti含量大于O.10重量°/。時，在鑄造工序期間形成了粗的金屬間化合物例如TiAl3;因而，鋁合金薄板的可成形性不令人滿意。因此，當使用Ti時，規定Ti含量為0.10重量％或更少。除上述組分之外其余包括Al和不可避免的雜質。具有上述規定組成的鋁合金薄板有10-25Mm的晶粒尺寸；因此，改善了表面質量(桔皮表面)。現將描述制造該鋁合金薄板的方法。下面描述的連續板坯鑄造工藝的例子包括各種工藝，例如雙帶式鑄造工藝和雙輥式鑄造工藝。對于連續板坯鑄造工藝，將熔融金屬注入層疊的水冷旋轉帶或旋轉輥之間，然后通過冷卻帶面或輥面將其凝固，由此制得了薄板坯；將得到的板坯從帶或輥之間的部分拉出，該部分是在將熔融金屬注入其中的部分的對面；然后將得到的板坯根據需要進行熱軋或直接巻起。可使用各種與連續板坯鑄造工藝類似的鑄造工藝。在制造根據本發明的鋁合金薄板的方法中，使用與鋁合金薄板組成相同的熔融合金，通過連續板坯鑄造工藝制造板坯。使用用于連續板坯鑄造工藝的連續板坯鑄造機連續制造該板坯，然后將其根據需要進行熱軋或直接巻取成巻。該板坯的厚度為5-30mm;因此，在連續鑄造工序期間，以200。C/秒或更大的速率冷卻板坯表面和以30匸/秒-150。C/秒的速率冷卻距板坯表面距離為板坯厚度四分之一的部分。在成品薄板的金屬顯微組織中，Al-Fe-Si金屬間化合物和/或Al-(Fe/Cr)-Si金屬間化合物具有非常細小的尺寸，例如約5jum或更小。在通過本發明的方法制得的鋁合金薄板中，當形成薄板時，金屬間化合物很難從基體中分離；因此，相比于通過DC鑄造工藝制得的軋制薄板，上述鋁合金薄板成形性出色，上述軋制薄板往往由于成形而開裂。由于鑄造工序期間的冷卻速率相對高以及合金的Mg含量與Si含量相對低，因此相對于DC鑄造板坯，Mg2Si金屬間化合物的量較少。已知的是，冷軋工序期間在金屬間化合物附近出現了位錯積聚，從而在退火工序期間產生再結晶成核點。當該板坯厚度為5-30mm時，在鑄造工序期間，可以200"C/秒或更大的速率冷卻板坯表面并可以30。C/秒至150。C/秒的速率冷卻距板坯表面距離為板坯厚度四分之一的部分；因此，成品薄板的Al-Fe-Si金屬間化合物和/或Al-(Fe/Cr)-Si金屬間化合物具有非常細小的尺寸，例如約5iira或更小。此外，單位體積的金屬間化合物的數量大，并且因此再結晶晶核的密度高。因為防止晶界遷移的釘扎效應(pinningeffect)阻礙了再結晶晶粒尺寸的成長，所以再結晶晶粒具有較小的尺寸例如10-25juiii。相應地，該鋁合金薄板具有令人滿意的可成形性和表面質量(桔皮表面)。用于評價表面質量(桔皮表面)的程序如下通過電沉積涂敷工藝對成形的鋁合金薄板進行處理，然后對其進行目視檢查，看得到的薄板是否具有無規則的應變痕(strammark)。在本發明的鋁合金薄板中，由于再結晶晶粒的尺寸為上述的10-25ym，該鋁合金薄板在表面質量(桔皮表面)方面優于已知的鋁合金薄板。在連續板坯鑄造工藝中，用連續板坯鑄造機幾乎不可能制造出厚度小于5mm的任何板坯，因為單位時間內通過澆鑄機的鋁量太小。當板坯厚度大于30mm時，在鑄造工序期間，距板坯表面距離為板坯厚度四分之一的部分的冷卻速率小于30。C/秒；因此，取決于合金組成，Al-Fe-Si金屬間化合物和/或Al-(Fe/Cr)-Si金屬間化合物的尺寸大于5pm。因此，當形成成品板時，在某些情況下金屬間化合物可從基體中分離出，即該薄板不具有令人滿意的可成形性例如可彎曲性。當板坯的厚度為大于15mm至小于等于30mm時，在連續鑄造工序之后將該板坯熱軋成厚度為2-8mm的薄板，然后將該熱軋薄板巻取成巻，之后將熱軋薄板冷軋，以便具有與成品薄板等同的厚度。當板坯厚度為大于等于10mm至小于等于15mm時，在連續鑄造工序之后可將該板坯熱軋成厚度為2-8mm的薄板，然后將該熱軋薄板巻取成巻，之后將熱軋薄板冷軋，以便具有與成品薄板等同的厚度。可選擇地，當板坯厚度為大于等于10mm至小于等于15mm時，在連續鑄造工序之后可直接將該板坯巻起，然后將巻好的板坯冷軋，以便具有與成品薄板等同的厚度。當板坯厚度為大于等于5mm至小于10mm時，在連續鑄造工序之后可直接將該板坯巻起，然后將巻好的板坯冷軋，以便具有與成品薄板等同的厚度。根據需要將該板坯在熱軋工序中熱軋或者如上述那樣直接巻起，然后在冷軋工序中將該熱軋薄板或巻好的板坯冷軋，以便具有與成品薄板等同的厚度。已知的是，冷軋工序的每道次壓下率的增加提高了成品薄板的可彎曲性和烘烤硬化性。以不同的每道次壓下率制得的厚度等于成品薄板厚度的冷軋薄板的截面觀測發現，每道次壓下率的增加提高了板坯的每道次塑性變形，并且在鑄造工序中形成的A卜Fe-Si金屬間化合物和/或A1-(Fe/Cr)-Si金屬間化合物和Mg2Si金屬間化合物易于破碎。因此，在接著冷軋工序的固溶熱處理期間，可能促進了由這些金屬間化合物在基體中形成固溶體，由此提高了可彎曲性和烘烤硬化性。取決于對鋁合金薄板的需求，如果該鋁合金薄板必需具有更高的質量，則每道次壓下率可為20%或更大。這提高了可彎曲性和烘烤硬化性，從而改善了鋁合金薄板的質量。如果每道次壓下率為25%或更大，則進一步提高了可彎曲性和烘烤硬化性，從而進一步改善了鋁合金薄板的質量。在冷軋之后，對冷軋薄板進行固溶熱處理，從而預時效(pre-age)該薄板。優選用普通的連續退火爐即CAL進行固溶熱處理和隨其后的冷卻處理。如果用CAL進行固溶熱處理和隨后的冷卻處理，則在固溶熱處理和隨后的冷卻處理期間可預時效該薄板，使得形成用于"P"析出的核，由此可獲得具有高烘烤硬化性的Al-Mg-Si合金薄板。特別地，以這種方式將冷軋薄板進行固溶熱處理，即以10X:/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至560匸，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長。按如下處理得到的薄板(l)將該薄板淬火、巻起、在60。C-110X:的溫度下維持3-12小時的時間，然后冷卻至室溫；或(2)將該薄板冷卻至70"€-115匸的溫度、巻起并且然后以10C/小時或更小的冷卻速率冷卻至室溫。當使用退火爐進行的固溶熱處理的溫度小于530匸時，Mg2Si金屬間化合物在基體中不能充分形成固溶體；因此，成品薄板具有低的烘烤硬化性，即不能提高烘烤硬化性。相反，在某些情況下，當保溫溫度大于560X:時，Mg2Si金屬間化合物可被部分熔化，即可發生燃燒。此外，形成了尺寸大于25pm的粗的再結晶晶粒，并且成品薄板不具有令人滿意的表面質量(桔皮表面)，即不能夠提高表面質量(桔皮表面)。因此，為了改善烘烤硬化性和表面質量(桔皮表面)，用退火爐進行固溶熱處理的溫度為53(TC-560X:。當退火爐的保溫時間小于5秒時，Mg2Si金屬間化合物在基體中沒有充分形成固溶體；因此，成品薄板具有低的烘烤硬化性，即不能提高烘烤硬化性。因此，為了獲得高烘烤硬化性，退火爐的保溫時間為5秒或更長。另外，當連續退火處理期間的加熱速率小于10。C/秒時，形成了粗晶粒；因此，成品薄板具有差的可成形性例如可彎曲性和不令人滿意的表面質量(桔皮表面)，即不能夠提高可成形性例如可彎曲性和表面質量(桔皮表面)。當冷卻速率小于10'C/秒時，Si在晶界處析出；因此惡化了烘烤硬化性和可彎曲性，即不能夠提高烘烤硬化性和可彎曲性。為了通過改善可成形性例如可彎曲性、表面質量(桔皮表面)和烘烤硬化性來改善鋁合金薄板的質量，連續退火處理期間的加熱速率為10。C/秒或更大。此外，連續退火處理期間的冷卻速率優選為10X:/秒或更大。在將冷軋薄板進行固溶熱處理之后，將該薄板進行水淬并且然后巻起。可選擇地，將該薄板冷卻并且然后巻起。在固溶熱處理之后對該薄板進行水淬并且然后巻起的情況下，當接著固溶熱處理的預時效處理的溫度即保溫溫度小于60t:時，提高烘烤硬化性所花時間長，即難以提高烘烤硬化性。當保溫溫度大于iiox:時，增加了屈服強度并且惡化了可彎曲性，即，由于在預時效處理期間形成了稱作"p，，的Mg2Si中間相或與其類似的析出硬化相，不能夠提高可彎曲性，盡管在烤漆工序中Mg2Si中間相應當形成。為了通過提高烘烤硬化性和可彎曲性來改善鋁合金薄板的質量，接著固溶熱處理的預時效處理的溫度為60匸-iiox:的范圍。當接著固溶熱處理的預時效處理的保溫時間小于3小時時，不能夠獲得高的烘烤硬化性。相反，當保溫時間大于12小時，增加了屈服強度并且惡化了可彎曲性，即，由于在預時效處理期間形成了稱作"P"的Mg2Si中間相或與其類似的析出硬化相，沒有能夠提高可彎曲性，盡管在烤漆工序中Mg2Si中間相應當形成。因此，為了通過提高烘烤硬化性和可彎曲性來改善鋁合金薄板的質量，接著固溶熱處理的預時效處理的保溫時間為3-12小時。另一方面，在對冷軋薄板進行固溶熱處理、冷卻并且然后巻起的情況下，當巻起工序的溫度小于70。C時，獲得高烘烤硬化性所花時間長，即難以提高烘烤硬化性。相反，當巻起溫度大于115。C時，增加了屈服強度并且惡化了可彎曲性，即，由于在冷卻工序和巻起工序期間形成了稱作"P"的Mg2Si中間相或與其類似的析出硬化相，不能夠提高可彎曲性，盡管在烤漆工序中Mg2Si中間相應當形成。當巻起的薄板的冷卻速率大于10。C/小時時，降低了烘烤硬化性，即不能夠提高烘烤硬化性。為了通過提高烘烤硬化性和可彎曲性來改善鋁合金薄板的質量，巻起工序的溫度為70。C-115。C并且巻起的薄板的冷卻速率為10匸/小時或更小。如上所述，本發明的鋁合金薄板包含0.40%-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.2%的Cr和0.10%-0.40%的Fe、其余為Al，這些組分為必要元素。該鋁合金薄板具有10-25pm的晶粒尺寸。因此該鋁合金薄板具有令人滿意的烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)，即該鋁合金薄板的質量高。由于該鋁合金薄板具有上述組成，可通過如下的本發明的方法制得該薄板通過連續鑄造工藝制備板坯，然后根據需要將其熱軋；將該板坯或熱軋薄板巻取，然后冷軋；將冷軋薄板進行固溶熱處理、水淬、巻起、預時效然后冷卻至室溫。可選擇地，可通過如下的本發明的另一方法制造該薄板通過連續鑄造工藝制備板坯，然后根據需要將其熱軋；將該板坯或熱軋薄板巻取，然后冷軋；將冷軋薄板進行固溶熱處理、冷卻至預定范圍內的溫度、巻起然后退火至室溫。由于本發明的方法沒有包括任何剝皮工序、均質化工序和中間退火工序，因此相比于已知的制造方法，該方法的制造成本較低。因此，本發明的鋁合金薄板具有高強度，并且可通過本發明的方法低成本地制得。實施例現將描述通過本發明的方法制造的鋁合金薄板的評價結果。在下面實施例中，在冷軋工序中進行了處理的樣品沒有被巻起，而是被切成薄片。為了模擬其中用CAL對薄板巻進行處理的連續退火工序，在鹽浴中將每個樣品進行固溶熱處理，并且進行水淬或用85。C的水進行淬火。為了模擬接著巻起工序的退火工序或再加熱工序，在退火爐中對每個樣品進4于冷卻和加熱。[實施例1]制造包含下面組分的熔融合金0.54。/。的Mg、0.66。/。的Si、0.10%的Cr、0.15%的Fe和0.01%的Ti，其余為Al和不可避免的雜質。通過連鑄工藝用雙帶式鑄機將該熔融合金加工成厚度為10mm的薄板坯。以每道次30%的壓下率冷軋該薄板坯，以便具有lmm的厚度，由此制得了冷軋薄板。通過在鹽浴中在5601C下將該薄板維持15秒，將該冷軋薄板進行固溶熱處理。將得到的薄板立即水淬，然后在退火爐中于85。C下進行8小時加熱處理即預時效。將得到的薄板冷卻至室溫，然后讓其放置一周。將得到的薄板加工成尚未被烤漆的成品薄板即T4P處理薄板。在退火爐于180X:下將一些T4P處理薄板時效1小時，由此制得T6P處理薄板。[實施例2]除了使用包含下面組分的熔融合金外，按照與實施例1中所述相同的方式制備T4P處理薄板和T6P處理薄板0.46%的Mg、0.66%的Si、0.10%的Cr、0.16%的Fe和0.02%的Ti，其余為Al和不可避免的雜質。[實施例3]除了使用包含下面組分的熔融合金外，按照與實施例1中所述相同的方式制備T4P處理薄板和T6P處理薄板0.46%的Mg、0.66%的Si、0.10。/。的Cr、0.16。/。的Fe、0.01%的Ti和0.12%的Cu，其余為Al和不可避免的雜質。[對比例1]除了使用包含下面組分的熔融合金外，按照與實施例1中所述相同的方式制備T4P處理薄板和T6P處理薄板0.64%的Mg、0.85%的Si、0.17%的Fe、0.01%的Ti和0.01%的Cu,其余為Al和不可避免的雜質。[對比例2〗除了使用包含下面組分的熔融合金外，按照與實施例1中所述相同的方式制備T4P處理薄板和T6P處理薄板0.68%的Mg、0.74%的Si、0.10%的Cr、0.16°/。的Fe和0.01°/。的Ti，其余為Al和不可避免的雜質。[對比例3]使用包含0.59%的Mg、0.73。/。的Si、0.10%的Cr、0.15%的Fe和0.01。/。的Ti，其余為Al和不可避免的雜質的熔融合金，通過半連鑄工藝用普通DC澆鑄機制備尺寸為1100mmx500mmx4000mm的板坯。在板坯的雙面被剝皮之后，在保溫爐中在550。C下維持得到的板坯10小時，由此對板坯進行了均質化。將得到的板坯從保溫爐中取出，然后用熱軋機進行熱軋，以便具有6mm的厚度，由此制得熱軋薄板。將該熱軋薄板巻起、冷卻，然后以每道次30%的壓下率用冷軋機冷軋，以便具有2mm的厚度。將得到的薄板進行中間退火處理，然后進一步冷軋，以便具有lomi的厚度，由此制得冷軋薄板。使用該冷軋薄板按照與實施例1中所述相同的方式制得T4P處理薄板和T6P處理薄板。[對比例4]除了使用具有與實施例2中所述相同組成的熔融合金以及以每道次10%的壓下率對薄板進行冷軋以便具有lmm的厚度外，按照與實施例1中所述相同的方式制備T4P處理薄板和T6P處理薄板。表1顯示了用于分別制備實施例1至3和對比例1至4的鋁合金薄板的合金A-F的組成。表1合金組成<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在室溫下對實施例1-3和對比例1-4的鋁合金薄板進行了拉伸測試，并且就烘烤硬化性、可彎曲性、表面質量(桔皮表面)和晶粒尺寸對其進行了評價。對T4P處理薄板和T6P處理薄板進行了拉伸測試。每個T4P處理薄板和T6P處理薄板之間的0.2°/。屈服強度差被用作烘烤硬化性的指數。具有90MPa的烘烤硬化性指數的每個鋁合金薄板被評價為烘烤硬化性能優良。就可彎曲性、晶粒尺寸和表面質量(桔皮表面)對T4P處理薄板進行了評價。按如下來評價可彎曲性預先將每個T4P處理薄板拉緊5%，然后以r/t=0.5將其彎曲成180。角，目視檢查彎曲部分中的裂紋，對于T4P處理薄板，給出了等級l、1.5、2、3、4或5。具有等級2或更低的每個T4P處理薄板被評價為可彎曲性優良。通過橫切法觀測距每個T4P處理薄板表面的距離等于其厚度的四分之一的部分的截面，其中該截面與軋制方向平行，來確定晶粒尺寸。按如下來評價表面質量(桔皮表面)拉緊每個T4P處理薄板，進行電沉積，然后就外觀對其進行目視檢查。對于具有良好外觀的每個T4P處理薄板，規定為等級"A",對于具有較差外觀的每個T4P處理薄板，規定為等級"B"。在表2中顯示了評價結果。表2制造工藝和性能<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>根據本發明的實施例1、2和3各自顯示，烘烤硬化性指數為90MPa或更大，可彎曲等級為2或更小，表面質量(桔皮表面)為良好，即，烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)優良。對比例1顯示，晶粒尺寸大于25pm，并且表面質量(桔皮表面)不令人滿意。這是因為該對比例的鋁合金薄板不包含Cr。此外，由于Si含量為0.85%,即Si含量大于0.75%，因此該對比例的每個T4P處理薄板具有大的0.2%屈服強度，并且可彎曲性的等級為5，即等級低。對比例2顯示，可彎曲性的等級為3，即等級低。這是因為Mg含量為0.68%，即Mg含量大于0.65%，因此該對比例的每個T4P處理薄板具有大的0.2。/。屈服強度。對比例3顯示，晶粒尺寸大于25pm,并且表面質量(桔皮表面)不令人滿意。這是因為該對比例的鋁合金薄板是用經DC鑄造工藝制備的板坯制得的。對比例4顯示，烘烤硬化性指數為87MPa，即該指數小于90MPa。這是因為在冷軋工序中，該對比例的鋁合金薄板是以每道次10%的壓下率制得的，即該壓下率小于每道次20%。[實施例4]使用具有與實施例1中所述相同組成的熔融合金，通過連鑄工藝用雙帶式鑄機制備厚度為10mm的薄板坯。然后以每道次30°/。的壓下率將該薄板坯進行冷軋，以便具有lmm的厚度，由此制得了冷軋薄板。將該冷軋薄板以下述方式進行固溶熱處理，即，在鹽浴中在560匸下將該薄板維持15秒。將得到的薄板立即進行水淬，然后將其直接再加熱處理，即在退火爐中于85C下預時效8小時。將得到的薄板冷卻至室溫，然后讓其放置一周。將得到的薄板加工成尚未烤漆的成品板，即T4P處理薄板。在退火爐中于180X:下將一些WP處理薄板時效1小時，由此制得了T6P處理薄板。[對比例5]按照與實施例4中所述相同的方式制備冷軋薄板，然后通過在鹽浴中將該薄板在515。C下維持15秒將其進行固溶熱處理。將得到的薄板進行水淬，然后在與實施例4中所述的條件相同的條件下進行預時效。使用得到的薄板制備T4P處理薄板和T6P處理薄板。[對比例6]按照與實施例4中所述相同的方式制備冷軋薄板，然后通過在鹽浴中將該薄板在560t:下維持15秒將其進行固溶熱處理。將得到的薄板立即進行水淬，然后再加熱處理即在退火爐中于50'C下預時效8小時。隨后，在與實施例4中所述條件相同的條件下使用得到的薄板制備T6P處理薄板。[對比例7]按照與實施例4中所述相同的方式制備冷軋薄板，然后通過在鹽浴中將該薄板在56(TC下維持15秒將其進行固溶熱處理。將得到的薄板立即進行水淬，然后再加熱處理即在退火爐中于120。C下預時效8小時。隨后，在與實施例4中所述條件相同的條件下使用得到的薄板制備T6P處理薄板。[對比例8]按照與實施例4中所述相同的方式制備冷軋薄板，然后通過在鹽浴中將該薄板在560。C下維持15秒將其進行固溶熱處理。將得到的薄板立即進行水淬，然后再加熱處理即在退火爐中于85'C下預時效2小時。隨后，在與實施例4中所述條件相同的條件下使用得到的薄板制備T6P處理薄板。[對比例9]按照與實施例4中所述相同的方式制備冷軋薄板，然后通過在鹽浴中將該薄板在560匸下維持15秒將其進行固溶熱處理。將得到的薄板立即進行水淬，然后再加熱處理即在退火爐中于85。C下預時效16小時。隨后，在與實施例4中所述條件相同的條件下使用得到的薄板制備T6P處理薄板。按照與實施例1中所述相同的方式在室溫下對鋁合金薄板進行拉伸測試，其中所述鋁合金薄板如上所述在不同條件下用鹽浴進行了固溶熱處理并在不同條件下用退火爐進行了熱處理。此外，就烘烤硬化性、可彎曲性、表面質量(桔皮表面)和晶粒尺寸對所述鋁合金薄板進行了評價。在表3中顯示了測試和評價結果。實施例4顯示，烘烤硬化性指數為90MPa或更大，可彎曲性等級為2或更小，并且表面質量(桔皮表面)好，即，與對比例相比，烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)優良。相反，對比例5顯示烘烤硬化性指數為85MPa，即該指數小于90MPa，不令人滿意。這是因為固溶熱處理的溫度為515°C，該溫度過低，因此Mg2Si金屬間化合物在基體中沒有充分形成固溶體。對比例6顯示，烘烤硬化性指數為87MPa,即該指數小于90MPa，不令人滿意。這是因為再加熱溫度為50匸，即該再加熱溫度小于60°C，因此不能獲得預時效效果。對比例7顯示，可彎曲性的等級為4，即可彎曲性不令人滿意。這是因為再加熱溫度為120匸，即該再加熱溫度大于110。C,因此T4P處理薄板具有高的0.2%屈服強度。對比例8顯示，烘烤硬化性指數為89MPa，即該指數不令人滿意。這是因為再加熱時間為2小時，即該再加熱時間小于3小時，因此不能充分獲得預時效效果。對比例9顯示，可彎曲性等級為3，即可彎曲性不令人滿意。這是因為再加熱時間為16小時，即該再加熱時間大于12小時，因此T4P處理薄板具有高的0.2%屈服強度。表3制造工藝和性能<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>[實施例5]使用具有與實施例1中所述相同組成的熔融合金，通過連鑄工藝用雙帶式鑄機制備厚度為10mm的薄板坯。然后以每道次30%的壓下率對該薄板坯進行冷軋，以便具有lmm的厚度，由此制得冷軋薄板。通過在鹽浴中將該冷軋薄板在560。C下維持15秒，將該冷軋薄板進行固溶熱處理。用85t:的水將得到的薄板立即進行水淬，將其放置在具有85'C的大氣溫度的退火爐中，以5匸/小時的冷卻速率冷卻，然后讓其放置一周。將得到的薄板加工成尚未烤漆的成品板即T4P處理薄板。將一些T4P處理薄板在退火爐中于180。C下時效1小時，由此制得了T6P處理薄板。[對比例10]將按照與實施例5中所述相同的方式制備的冷軋薄板，以下述方式進行固溶熱處理，即在鹽浴中將該薄板在510'C下維持15秒。用85。C的水將得到的薄板立即進行水淬，將其放置在具有85'C的大氣溫度的退火爐中，在與實施例5中所述條件相同的條件下將其冷卻，讓其放置一周，然后加工成T4P處理薄板和T6P處理薄板。[對比例11]在與實施例5中所述條件相同的條件下將冷軋薄板進行固溶熱處理。用85。C的水將得到的薄板立即進行水淬，將其放置在具有120'C的大氣溫度的退火爐中，在與實施例5中所述條件相同的條件下將其冷卻，讓其放置一周，然后加工成T4P處理薄板和T6P處理薄板。[對比例12]在與實施例5中所述條件相同的條件下將冷軋薄板進行固溶熱處理。用50。C的水將得到的薄板立即進行水淬，將其放置在具有50C的大氣溫度的退火爐中，在與實施例5中所述條件相同的條件下將其冷卻，讓其放置一周，然后加工成T4P處理薄板和T6P處理薄板。[對比例13]在與實施例5中所述條件相同的條件下將冷軋薄板進行固溶熱處理。用85r的水將得到的薄板立即進行水淬，將其放置在具有85C的大氣溫度的退火爐中，以15。C/小時的冷卻速率將其冷卻，讓其放置一周，然后加工成T4P處理薄板和T6P處理薄板。按照與實施例1中所述相同的方式，在室溫下對通過改變冷卻速金薄:進行拉伸測試。:外，就烘烤硬化性、(彎曲性、表面;量:桔皮表面)和晶粒尺寸對該鋁合金薄板進行了評價。在表4中顯示了測試和評價結果。實施例5顯示，烘烤硬化性指數為90MPa或更大，可彎曲性等級為2或更小，而且表面質量(桔皮表面)好，即，與對比例相比，烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)優良。相反，對比例IO顯示，烘烤硬化性指數為88MPa,即該指數小于90MPa。這是因為固溶熱處理的溫度為510°C,該溫度過低，因此Mg2Si金屬間化合物在基體中沒有充分形成固溶體。對比例11顯示可彎曲性的等級為4，即該等級不令人滿意。這是因為退火爐的初始大氣溫度為120匸，該溫度過高，因此T4P處理薄板具有高的0.2%屈服強度。對比例12顯示，烘烤硬化性指數為76MPa，即該指數小于90MPa。這是因為退火爐的初始大氣溫度為5(TC，即該初始大氣溫度小于7(TC，因此不能充分荻得預時效效果。對比例13顯示，烘烤硬化性指數為81MPa,即該指數小于90MPa。這是因為冷卻速率為15*€/小時，即該冷卻速率大于l(TC/小時，因此不能充分獲得預時效效果。表4制造工藝和性能<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>2§[實施例6]制備包含以下組分的熔融合金0.55X的Mg、0.66W的Si、0.10%的Cr、0.18°/。的Fe和0.02%的Ti，其余為Al和不可避免的雜質。通過連鑄工藝用雙帶式鑄機將該熔融合金加工成厚度為16mm的薄板坯。用熱軋機軋制該薄板坯，以便具有5.5mm的厚度，然后以每道次30%的壓下率將其冷軋，以便具有lmm的厚度，由此制備了冷軋薄板。以下述方式將該冷軋板進行固溶熱處理，即在鹽浴中將該冷軋薄板在560'C下維持15秒。將得到的薄板立即進行水淬，然后熱處理，即在退火爐中于85。C下將其預時效8小時。將得到的薄板冷卻至室溫，然后讓其放置一周。將得到的薄板加工成尚未被烤漆的成品薄板即T4P處理薄板。在退火爐中于18(TC下將一些T4P處理薄板時效1小時，由此制得T6P處理薄板。[對比例14]除了使用包含以下組分的熔融合金外，按照與實施例6中所述方式相同的方式制備T4P處理薄板和T6P處理薄板0.64。/。的Mg、0.85%的Si、0.17°/。的Fe和0.01°/。的Ti，其余為Al和不可避免的雜質。[對比例15]除了使用包含以下組分的熔融合金外，按照與實施例6中所述方式相同的方式制備T4P處理薄板和T6P處理薄板0.55。/。的Mg、0.95%的Si、0.15%的Fe和0.01%的Ti，其余為Al和不可避免的雜質。表5顯示了用于分別制備實施例6和對比例14及15的鋁合金薄板的合金G、H與I的組成。表6顯示了通過在室溫下對實施例6與對比例14和15的鋁合金薄板、以及對實施例1至3和對比例1至4的鋁合金薄板進行拉伸測試而獲得的測試結果，還顯示了就烘烤硬化性、可彎曲性、表面質量(桔皮表面)和晶粒尺寸對實施例6和對比例14及15的鋁合金薄板進行評價的結果。實施例6顯示，烘烤硬化性指數為90MPa或更大，可彎曲性等級為2或更小，而且表面質量(桔皮表面)好，即，與對比例相比，烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)優良。相反，對比例14和15各自顯示，晶粒尺寸大于25nm而且表面質量(桔皮表面)差。這是因為對比例14和15的鋁合金薄板不包含Cr。此外，對比例14和15各自顯示可彎曲性等級為5,即該可彎曲性不令人滿意。這是因為Si含量大于0.75%，該含量過高。表5合金組成<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表6制造工藝和性能<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>權利要求1.鋁合金薄板，其包含0.40%-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al,這些組分為必要元素，該薄板具有10-25pm的晶粒尺寸。2.根據權利要求1的鋁合金薄板，其還包含0.15%或更少的Cu。3.根據權利要求1或2的鋁合金薄板，其還包含0.10%或更少的Ti。4.制造鋁合金薄板的方法，其包括以下工序使用包含0.40%-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為5-15mm的板坯；將該板坯巻取成巻；將得到的板坯冷軋成薄板；對得到的薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以10。C/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至530°C-560。C的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；用水對得到的薄板進行淬火；巻起得到的薄板；將得到的薄板在6(TC-110。C的溫度下維持3-12小時的時間；然后將得到的薄板冷卻至室溫。5.制造鋁合金薄板的方法，其包括以下工序使用包含0.40%-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%-0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為5-15mm的板坯；將該板坯巻取成巻；將得到的板坯冷軋成薄板；對得到的薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以10匸/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至530'C-56(TC的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；將得到的薄板冷卻至70X:-115。C的溫度；巻起得到的薄板；然后以10t:/小時或更小的冷卻速率將得到的薄板冷卻至室溫。6.制造鋁合金薄板的方法，其包括以下工序使用包含0.40°/「0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05%—0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為10-30mm的板坯；將該板坯熱軋成厚度為2-8mm的熱軋薄板；將該熱軋薄板巻取成巻；將得到的熱軋薄板冷軋成冷軋薄板；對得到的冷軋薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以10。C/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至5301C-560t:的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；用水對得到的薄板進行淬火；巻起得到的薄板；將得到的薄板在60X:-110。C的溫度下維持3-12小時的時間；然后將該得到的薄板冷卻至室溫。7.制造鋁合金薄板的方法，其包括以下工序使用包含0.40°/。-0.65%的Mg、0.50%-0.75%的Si、0.05°/。-0.20%的Cr和0.10%-0.40%的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素的組分的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為10-30mm的板坯；將該板坯熱軋成厚度為2-8mm的熱軋薄板；將該熱軋板巻取成巻；將得到的熱軋薄板冷軋成冷軋薄板；對得到的冷軋薄板以下述方式進行固溶熱處理，即以1(TC/秒或更大的加熱速率將該薄板加熱至53(TC-560。C的溫度，然后維持在該溫度下5秒鐘或更長；將得到的薄板冷卻至70°C-115°C的溫度；巻起得到的薄板；然后以10X:/小時或更小的冷卻速率將得到的薄板冷卻至室溫。8.根據權利要求4至7中任一項的制造鋁合金薄板的方法，其中熔融合金還包含0.15%或更少的Cu。9.根據權利要求4至8中任一項的制造鋁合金薄板的方法，其中熔融合金還包含0.10%或更少的Ti。10.根據權利要求4至9中任一項的制造鋁合金薄板的方法，其中用每道次20%或更大的壓下率進行冷軋工序。全文摘要本發明涉及鋁合金薄板及其制造方法。上述方法通過如下工序制造該鋁合金薄板使用包含0.40％-0.65％的Mg、0.50％-0.75％的Si、0.05％-0.20％的Cr和0.10％-0.40％的Fe，其余為Al的以上述組分為必要元素、和任選至多0.15％的Cu、0.10％的Ti的熔融合金，通過連鑄工藝用連鑄機制備厚度為5-15mm的板坯；將該板坯卷取成卷；將該板坯熱軋或直接卷起；將得到的板坯冷軋成薄板；用連續退火爐將得到的薄板進行固溶熱處理；然后將得到的薄板進行預時效。該薄板具有與熔融合金相同的組成，并且具有10-25μm的晶粒尺寸。該鋁合金薄板在烘烤硬化性、可彎曲性和表面質量(桔皮表面)方面優良，即該鋁合金薄板的質量高，并可以低成本制造。文檔編號C22C21/08GK101146922SQ20058004928公開日2008年3月19日申請日期2005年5月25日優先權日2005年5月25日發明者E·盧斯,K·蓋滕比,S·巴克,岡本一郎,安永晉拓,登林,穴見敏也,趙丕植,風間仁申請人:日本輕金屬株式會社;本田技研工業株式會社;諾貝麗斯公司