6016鋁合金熱處理工藝研究

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1、6016鋁合金熱處理工藝研究張鈞萍，金慶生，馬鳴圖（中國(guó)汽車(chē)工程研究院股份有限公司，重慶400039）[摘要]通過(guò)硬度測(cè)試、力學(xué)性能測(cè)試和烘烤硬化性能測(cè)試，研究了6016鋁合金冷軋板材的熱處理工藝，結(jié)果表明：合金的硬度隨著固溶溫度升高和固溶時(shí)間延長(zhǎng)而增加；合金進(jìn)行預(yù)時(shí)效處理時(shí)，隨著預(yù)時(shí)效時(shí)間的增加硬度出現(xiàn)先降低后升高的現(xiàn)象，且預(yù)時(shí)效溫度越高，硬度下降值越大；在本試驗(yàn)條件下，滿(mǎn)足覆蓋件性能要求的6016合金的熱處理工藝為：540℃×20min固溶水淬+120℃×10min預(yù)時(shí)效處理。[關(guān)鍵詞]6016合金；固溶

2、處理；預(yù)時(shí)效處理；烘烤硬化[中圖分類(lèi)號(hào)]TG146.2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1009-1742（2014）01-0103-05生自然時(shí)效現(xiàn)象，該現(xiàn)象發(fā)生會(huì)使材料的強(qiáng)度增1前言加，從而使沖壓成形性能降低，并使隨后烘烤時(shí)出[5，6]作為汽車(chē)輕量化材料的重要一員，鋁合金材料現(xiàn)軟化現(xiàn)象。一些研究表明，鋁合金板材經(jīng)固溶用于汽車(chē)的比重不斷增加。汽車(chē)中重量最大的部處理后，在一定溫度條件下立即進(jìn)行短時(shí)間的預(yù)時(shí)件是汽車(chē)車(chē)身，其重量為整個(gè)汽車(chē)重量的30%左效處理，可以增加板材的抗時(shí)效穩(wěn)定性并提高板材右。用鋁合金材料來(lái)制造汽

3、車(chē)車(chē)身板，要求材料既的成形性能，成形后的烘烤硬化性能也能顯著提[7~10]具有一定的強(qiáng)度性能，又具有良好的沖壓成形性高。本工作旨在研究6016鋁合金的熱處理工能，還必須具有良好的抗凹性能。目前，用于汽車(chē)藝，通過(guò)研究板材的顯微硬度、力學(xué)性能和烘烤硬車(chē)身板的鋁合金主要有Al-Cu系、Al-Mg系和Al-化性能，獲得性能優(yōu)異的熱處理工藝，為該鋁合金Mg-Si系合金。Al-Cu系合金和Al-Mg系合金為不板材實(shí)際生產(chǎn)時(shí)熱處理工藝的制定提供依據(jù)?？蔁崽幚砗辖?。Al-Cu系合金作為覆蓋件在烘烤時(shí)2試驗(yàn)用材及方法會(huì)發(fā)生軟化

4、現(xiàn)象，不利于覆蓋件的抗凹性能，Al-Mg系合金在沖壓過(guò)程中的表面質(zhì)量差，而Al-Mg-Si系2.1試驗(yàn)材料制備合金成形后既有烘烤硬化性能，又具有良好的表面熔煉合金的原料為99.9%高純鋁、電解銅、工[1，2]質(zhì)量，因而是用作汽車(chē)覆蓋件的最佳鋁合金材料。業(yè)純鎂、工業(yè)純鋅以及Al-5%Ti-0.2%C等中間合金，鋁合金用于汽車(chē)覆蓋件，除了能減輕覆蓋件的質(zhì)量上述原料以一定順序在20t熔煉爐中熔煉后澆注為[3，4]之外，碰撞時(shí)還能減少對(duì)行人的傷害。寬1450mm、厚500mm的鑄坯。鑄坯的化學(xué)成分可熱處理強(qiáng)化的601

5、6鋁合金可用于制備汽車(chē)見(jiàn)表1。鑄坯經(jīng)均勻化處理和去頭尾、切邊處理后，覆蓋件，該鋁合金板材在沖壓前具有較低的強(qiáng)度和進(jìn)行熱軋，熱軋終軋板坯的厚度為4.5mm。熱軋板較好的成形性，沖壓后進(jìn)行烘烤使屈服強(qiáng)度進(jìn)一步再結(jié)晶退火后進(jìn)行冷軋，冷軋板厚度從4.5mm軋制增加，從而使其制成的覆蓋件的抗凹性能增加。鋁到1mm。冷軋后將板材開(kāi)卷較平，然后進(jìn)行熱處理合金板材在生產(chǎn)后到?jīng)_壓成為產(chǎn)品的過(guò)程中，會(huì)發(fā)工藝試驗(yàn)。[收稿日期]2013-10-16[基金項(xiàng)目]國(guó)家科技支撐計(jì)劃子課題（2011BAG03B0502）[作者簡(jiǎn)介]張鈞萍，

6、1987年出生，男，四川南充市人，工程師，碩士，主要從事汽車(chē)材料方面的研究；E-mail：zwwjp@163.com2014年第16卷第1期103表1合金的化學(xué)成分170℃烘烤30min。烘烤后，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，按照Table1ChemicalcompositionofalloysBSEN10325—2006測(cè)試熱處理試樣的烘烤硬化%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）性能。成分SiFeCuMnMgCrZnTiAl含量1.0890.1280.0780.0500.5440.1170.0050.010Bal.3試驗(yàn)結(jié)果與分析注：Bal.為

7、余下分?jǐn)?shù)3.1固溶工藝的確定冷軋板經(jīng)不同固溶工藝處理+不同的預(yù)時(shí)效2.2固溶工藝探索工藝熱處理后獲得的硬度分布結(jié)果如圖1~圖3所固溶處理工藝探索采用邊長(zhǎng)為15mm的方形示。圖中T4表示自然時(shí)效狀態(tài)，PAG表示預(yù)時(shí)效。試樣，固溶淬火方式為室溫水淬（溫度25℃）。試樣圖1所示為合金不同條件下固溶+80℃預(yù)時(shí)效后的淬火后室溫停留不超過(guò)5min，進(jìn)行人工預(yù)時(shí)效處硬度分布，從圖中可以看出，當(dāng)固溶溫度從520℃增理。熱處理后測(cè)試試樣顯微硬度，獲得不同固溶工加到540℃時(shí)，試樣的顯微硬度顯著增加；在固溶處藝的硬度分布。理初

8、期隨著固溶時(shí)間增加，試樣的顯微硬度顯著增制定熱處理工藝時(shí)，考慮到實(shí)際的成本及生產(chǎn)加，當(dāng)固溶時(shí)間增加到一定程度時(shí)，試樣的顯微硬效率等因素，固溶的溫度和時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，因此本度接近峰值而趨于穩(wěn)定。這是由于在固溶初期，固工作選取的固溶溫度為540℃和520℃，固溶時(shí)間溶溫度或者固溶時(shí)間的增加使合金中強(qiáng)化元素在α-分別為5min、10min、15min、20min和30min。固Al基體中的溶解程度增加，水淬