CN105008563B

CN105008563B - 用于制造汽车半成品或构件的铝合金、由其制造铝合金带的方法以及铝合金带及其应用

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Publication number: CN105008563B
Application number: CN201480009934.XA
Authority: CN
Inventors: 奥拉夫·恩格勒; 亨克-扬·布林克曼; 托马斯·亨舍尔; 雷吉纳尔德·杜普伊斯
Original assignee: Hydro Aluminium Rolled Products GmbH
Current assignee: Speira GmbH
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2018-05-25
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: WO2014128212A1; CA2899991C; ES2590779T3; PT2770071T; KR20150119369A; JP6143892B2; RU2637458C2; US10501833B2; EP2959028A1; CN105008563A; KR101656419B1; EP2959028B1; EP2770071A1; US20150368771A1; EP2770071B9; JP2016514206A; ES2621871T3; RU2015139899A; CA2899991A1; ES2590779T5

Abstract

本发明涉及一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，其中该铝合金的合金成分具有以下含量(重量％)：Fe≤0.80％,Si≤0.50％,0.90％≤Mn≤1.50％,Mg≤0.25％,Cu≤0.125％,Cr≤0.05％,Ti≤0.05％,V≤0.05％,Zr≤0.05％,剩余铝,不可避免的杂质元素单独＜0.05％，总量＜0.15％，而且Mg和Cu的组合含量满足以下关系(重量％)：0.15％≤Mg+Cu≤0.25％，其中铝合金的Mg含量大于铝合金的Cu含量。本发明还涉及一种用于由这类铝合金制造铝合金带的方法，该方法包括：由按照本发明的铝合金铸造轧制锭；轧制锭在480℃至600℃下均质化至少0.5小时；轧制锭在280℃至500℃下热轧成铝合金带；铝合金带冷轧至最终厚度；并且对铝合金带进行再结晶的最终退火。本发明另外还涉及由该方法制成的铝合金带以及按照本发明的铝合金的应用和由按照本发明的铝合金带制成的板材。

Description

用于制造汽车半成品或构件的铝合金、由其制造铝合金带的方法以及铝合金带及其应用

技术领域

本发明涉及一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金。另外，本发明还涉及一种用于制造铝合金带的方法以及相应制得的铝合金带及其应用。

背景技术

汽车的半成品或构件必须根据其在汽车中的使用位置和使用目的而满足不同的要求，特别是关于机械性能以及耐腐蚀性能的要求。

在车门内板中，例如主要通过刚性决定机械性能，而刚性特别是依赖于这些部分的成形。相反地，强度具有较次要的影响，但其中所使用的材料也不允许太软。相反地，良好的可成形性是非常重要的，因为例如在车门内板的制造过程中构件或半成品通常要经过复杂的成形过程。特别是涉及以一件式的钣金工艺制成的构件，比如整合有窗框区域的板制车门内板。与为窗框构造的轮廓方案相比较，这类构件由于省去了接合操作而具有成本优势。

如果由铝合金构成的相应的半成品或构件可以在用于钢构件的工具上成形，是特别有利的，因为在这种情况下可以根据需求在相同的工具上制造铝构件或钢构件而且可以降低或避免用于额外的工具的投入成本和运营成本。

出于上述原因，在汽车工业领域中，对于高可成形性、中等强度的铝合金有很大的兴趣，这类铝合金特别是具有例如比标准合金AA(铝业协会，Aluminium Association)5005(AlMg1)更好的可成形性。

除了机械性能之外，耐腐蚀性在汽车中也起到了重要的作用，因为像车门内板这样的汽车构件会暴露在飞溅水、冷凝水或汗水中。因此希望汽车具有良好的耐受不同腐蚀的性能，特别是耐晶间腐蚀和耐丝状腐蚀。

丝状腐蚀是一种腐蚀类型，该腐蚀类型会出现在涂层的构件中并表现为丝状的延伸。在存在氯离子的高空气湿度的条件下会出现这类丝状腐蚀。

过去曾尝试过由合金AA 8006(AlFe1.5Mn0.5)制造汽车的半成品或构件。虽然由这种合金可以制造具有足够强度并具有较高可成形性的半成品，但是相应的构件在涂漆之后表现出较高的易受丝状腐蚀性，从而合金AA 8006不适合于涂层的、特别是像车门内板这样的涂漆的构件。

能够时效硬化的AA 6xxx型合金具有较高的强度以及良好的耐晶间腐蚀性和耐丝状腐蚀性，但是可成形性比合金AA 8006明显更差并因此不是特别适合于制造例如像是车门内板这样的复杂构件。另外，由AA 6xxx型合金制造构件或半成品非常复杂并且昂贵，因为该合金需要进行一个作为特殊工艺步骤的连续退火。

具有高Mg含量的AA 5xxx型合金使高强度与非常好的可成形性相结合。但是，可成形性并不能达到钢制解决方案的可成形性，这导致了对构件的设计的限制。另外，该合金易于受到晶间腐蚀。虽然钢材具有非常好的可成形性，但是在相同的强度条件下具有重量高的缺点并且同样地易受腐蚀。

发明内容

由现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，该铝合金具有高可成形性、中等强度以及耐腐蚀性。另外还提供了一种由该铝合金制造铝合金带的相应的方法，该方法能够相对低成本地实施。最后，本发明的目的还在于，提出相应的铝合金带以及对铝合金带和铝合金的有利应用。

针对铝合金，上述目的根据本发明通过铝合金的合金成分具有以下含量(重量％)得以实现：

Fe≤0.80％,

Si≤0.50％,

0.90％≤Mn≤1.50％,

Mg≤0.25％,

Cu≤0.20％,

Cr≤0.05％,

Ti≤0.05％,

V≤0.05％,

Zr≤0.05％,

剩余铝,不可避免的杂质元素单独＜0.05％，总量＜0.15％，

而且Mg和Cu的组合含量满足以下关系(重量％)：

0.15％≤Mg+Cu≤0.25％。

按照本发明的铝合金基于AA 3xxx型合金，特别是AA 3103(AlMn1)。这类合金虽然具有非常好的可成形性，但是通常对于像汽车构件这样的应用而言太软。通过加入特定的合金元素，特别是Mg和Cu，虽然可以提高铝合金的强度，但是也会导致延展性的明显降低并因此进而导致可成形性变差。

在本发明的范围内另外还已知，必须准确地控制按照本发明的铝合金中的铜和镁的组合含量，从而实现所期望的机械性能，即，在至少为23％的均匀延伸率A_g以及至少为30％的断裂延伸率A_80mm的同时，在耐腐蚀的同时，达到至少为45MPa的屈服强度R_p0.2。在试验中已确定，当Mg和Cu的组合含量在0.15重量％和0.25重量％之间时可以实现对所述应用有利的、铝合金的强度和可成形性的组合。

特别是镁和铜的组合含量必须为至少0.15重量％，优选至少0.16重量％，特别是至少0.17重量％，以此铝合金可达到足够的强度，特别是具有至少为45MPa的屈服强度R_p0.2。另一方面，Mg和Cu的组合含量必须限制为最高0.25重量％，优选最高0.23重量％，特别是最高0.20重量％，因为否则均匀延伸率A_g和断裂延伸率A_80mm严重下降，即，特别是A_g低于23％或者A_80mm低于30％。镁和铜的组合含量理解为以重量％为单位的Mg和Cu的两个单独含量的总和。

关于各个含量，铝合金具有：Cu含量为最大0.20重量％，优选最大0.125重量％，进一步优选最大0.10重量％，特别优选最大0.05重量％；和Mg含量为最大0.25重量％，优选最大0.2重量％。另外，该铝合金具有优选至少0.06重量％，进一步优选至少0.10重量％，特别是至少0.15重量％的Mg含量。在一个实施方式中，该铝合金优选具有在0.08重量％至0.25重量％范围内的Mg含量。

在试验中已证实上述按照本发明的铝合是高成形性并且中等强度的。因此，该铝合金可以特别好地应用于汽车的半成品或构件，其制造包括了复杂成形过程。本发明相应地还涉及上述用于制造汽车的半成品或构件的铝合金的应用。通过该铝合金可以实现部分甚至是特别良好的可成形性，以至于由该合金组成的半成品或构件可以在用于钢构件的工具上成形。

另外在试验中还显示出，按照本发明的铝合金具有良好的耐腐蚀性。特别是在上述合金所属的AA 3xxx型合金中不再出现晶间腐蚀。另外，按照本发明的铝合金在实验室检验中显示出例如比AA 8006型合金明显更好的耐丝状腐蚀性。

现对各个合金成分的作用在以下内容中进行说明：

合金的Mn含量为0.9至1.5重量％，优选为1.0至1.4重量％，特别是为1.0至1.2重量％，结合已说明数量的Fe含量和Si含量特别是导致α-Al(Fe,Mn)Si四元相的相对均匀分布的、紧凑的微粒，在对比如可成形性或耐腐蚀特性这样的其他特性不产生负面影响的条件下，该微粒提高了铝合金的强度。

元素钛、铬、钒和特别是锆可以阻碍最终退火时的再结晶并因此使铝合金的可成形性劣化。为了达到更好的可成形性，铝合金因此具有分别最大为0.05重量％的Ti含量、Cr含量、V含量和Zr含量并且特别优选Zr含量最大为0.02重量％。

所有不可避免的杂质元素的含量单独小于0.05重量％并总共小于0.15重量％，由此不会产生不期望的相形成和/或不会对材料性能产生负面影响。

在第一个优选的实施方式中，铝合金的Mg含量大于铝合金的Cu含量。以这种方式可以进一步改善铝合金的耐腐蚀特性，特别是关于丝状腐蚀的特性。在由不同铝合金组成的板材样品上针对丝状腐蚀的测试已显示，可以由根据第一种实施方式的铝合金制造在该测试中几乎不会或很小程度地表现出丝状腐蚀的铝工件，特别是汽车的半成品或构件。

铝合金的可成形性在另一个实施方式中由此进一步改善，即，该铝合金具有:Cr含量≤0.02重量％，优选≤0.01重量％；和/或V含量≤0.02重量％，优选≤0.01重量％；和/或Zr含量≤0.01重量％。

在铝合金的连续铸造过程中，钛可以作为晶粒细化剂以钛硼化物线材或棒材形式加入。因此，在另一种实施方式中的铝合金具有至少0.01重量％的Ti含量，优选至少0.015重量％的Ti含量，特别是至少0.02重量％的Ti含量。

铝合金的材料性能在另一种实施方式中由此改善，即，该铝合金具有Fe含量≤0.7重量％，优选≤0.6重量％，特别是≤0.5重量％。通过对Fe含量的进一步限制抑制了铝合金易受丝状腐蚀性的提高。

另外，铝合金优选具有Si含量≤0.4重量％，优选≤0.3重量％，特别是≤0.25重量％。通过对Si含量的进一步限制阻止了可成形性过多地降低。

为了提高强度，铝合金还优选地具有：至少为0.10重量％、优选至少0.25重量％，特别是至少0.40重量％的Fe含量；和/或至少为0.06重量％、优选至少0.10重量％，特别是至少0.15重量％的Si含量。

在铝合金的优选的实施方式中，良好的强度和可成形性通过铝合金的合金成分具有以下以重量百分比为单位的含量而实现：

0.40％≤Fe≤0.70％,

0.10％≤Si≤0.25％,

1.00％≤Mn≤1.20％,

Mg≤0.25％,

Cu≤0.10％,

Cr≤0.02％,

Ti≤0.05％,

V≤0.05％,

Zr≤0.05％,

剩余铝,不可避免的杂质元素单独＜0.05％，总量＜0.15％，

其中，Mg和Cu的组合含量满足以下关系(重量％)：

0.15％≤Mg+Cu≤0.25％。

通过合金具有≤0.02重量％的V含量和/或≤0.01重量％的Zr含量可以改善该合金的可成形性。另外，通过至少0.01重量％的Ti含量可以改善晶粒细化。

在铝合金的优选的实施方式中，在具有足够强度的同时，非常好的可成形性通过铝合金的合金成分具有以下以重量百分比为单位的含量而实现：

0.40％≤Fe≤0.70％,

0.10％≤Si≤0.25％,

1.00％≤Mn≤1.20％,

Mg≤0.20％,

Cu≤0.05％,

Cr≤0.02％,

Ti≤0.05％,

V≤0.05％,

Zr≤0.05％,

剩余铝,不可避免的杂质元素单独＜0.05％，总量＜0.15％，

其中，Mg和Cu的组合含量满足以下关系(重量％)：

0.15％≤Mg+Cu≤0.20％。

另外，上述目的按照本发明通过一种用于由按照本发明的铝合金制造铝合金带的方法得以实现，该方法包括以下工艺步骤：

-由按照本发明的铝合金铸造轧制锭，

-在480℃至600℃下使该轧制锭均质化至少0.5小时，

-在280℃至500℃下将该轧制锭热轧成铝合金带，

-将该铝合金带冷轧至最终厚度并且

-对该铝合金带进行再结晶的最终退火。

上述方法的这些工艺步骤特别是以说明的顺序实施。

在试验中已确定，通过该方法可以制造一种铝合金带，该铝合金带具有较高的可成形性、中等的强度和耐腐蚀性，特别是耐晶间腐蚀并耐丝状腐蚀。另外，该方法实现了经济性地制造铝合金带，因为该方法包括一些标准操作步骤(即，连续铸造、均质化、热轧、冷轧、软化退火)而不要求必须有特殊的、成本高的工艺步骤，例如带材连续退火。

优选以连续铸造法进行轧制锭的铸造。但是也可以选择性地使用带铸法。

通过在480℃至600℃，优选在500℃至600℃，特别是在530℃至580℃下经过至少0.5小时轧制锭的均质化实现了，铝合金带在最终退火之后得到具有良好的强度和可成形性的细晶粒状的组织结构。该特性可以通过将轧制锭均质化至少2小时进一步得到改善。

轧制锭的热轧在280℃到500℃之间，优选在300℃至400℃之间，特别是在320℃至380℃之间进行。在热轧过程中，轧制锭优选被轧制为在3至12mm之间的厚度。以这种方式确保了在随后的冷轧过程中实现足够高的滚轧率，优选为至少70％，特别是至少80％，通过该滚轧率共同决定了铝合金带的强度、可成形性和延伸率数值。

铝合金带的冷轧可以以一个或多个道次进行。优选将铝合金带轧制成最终厚度在0.2至5mm的范围内，优选在0.25至4mm的范围内，特别是在0.5至3.6mm的范围内。在这些厚度范围内可以特别好地实现铝合金带的预期的材料性能。

通过铝带的最终退火可以实现具有良好的强度和可成形性的细晶粒状的、充分结晶化的组织结构。因此，最终退火涉及再结晶的软化退火。特别是该最终退火可以在箱式炉中在300℃至400℃，优选在320℃至360℃下进行或者在连续炉中在450℃至550℃，优选在470℃至530℃下进行。箱式炉运作和购置的成本比连续炉低。在箱式炉中的最终退火的持续时间典型为1小时或更长。

在该方法的第一种实施方式中，该方法额外地包括以下工艺步骤：

-铣削轧制锭的正面和/或背面。

通过该工艺步骤可以改善铝合金带或由铝合金带制成的最终产品的耐腐蚀特性。轧制锭的正面和/或背面的铣削可以在轧制锭的铸造之后和均质化之前进行。

在该方法的另一个实施方式中，均质化至少分两个阶段通过以下步骤进行：

-在500℃至600℃，优选在550℃至600℃下第一次均质化至少0.5小时，优选至少2小时而且

-在450℃至550℃下第二次均质化至少0.5小时，优选至少2小时。

通过至少两个阶段的均质化可以在最终退火之后实现具有良好的强度和可成形性的细晶粒状的组织结构。已显示，以这种方式可以在最终退火之后实现特殊的小于45μm，特别是甚至小于35μm的晶粒尺寸,该晶粒尺寸根据ASTM E1382确定。第二次均质化优选在热轧温度下进行，轧制锭在随后的热轧步骤开始时具有该热轧温度。

在另一种实施方式中，至少分为两个阶段的均质化优选包括以下步骤：

-在500℃至600℃，优选在550℃至600℃下第一次均质化至少0.5小时，优选至少2小时，

-在第一次均质化之后将轧制锭冷却至第二次均质化的温度而且

在一个替代性的实施方式中，至少分为两个阶段的均质化优选包括以下步骤：

-在第一次均质化之后将轧制锭冷却至室温，

-将轧制锭加热至第二次均质化的温度而且

在另一种实施方式中，轧制锭的正面和/或背面的铣削可以在第一次均质化和第二次均质化之间进行，确切地说特别优选在轧制锭冷却至室温之后进行。

在该方法的另一种实施方式中，冷轧过程中的滚轧率为至少70％，优选至少80％。通过最小滚轧率可以在最终退火之后在铝合金带中实现具有良好强度和可成形性的精细颗粒状的组织结构。

在该方法的另一种实施方式中，冷轧过程中的滚轧率为至少90％，优选至少85％。通过最小滚轧率可以阻止铝合金带的延伸率数值过度减小。

在另一种实施方式中，该方法可以通过不包括中间退火的冷轧而特别经济地实施。已证实，铝合金带的预期的性能也可以在不进行中间退火的条件下而达到。优选在铝合金带的制造过程中也不进行高成本且昂贵的带材连续退火。

在该方法的一个替代性的实施方式中，在两个冷轧道次之间对铝合金带进行中间退火，特别是在300℃至400℃的温度下，优选在330℃至370℃的温度下。该中间退火例如可以在箱式炉中进行。该中间退火特别是涉及带材的中间软化退火。

虽然通过中间退火的制造方法花费较高，但是在相对厚的热轧带材中可以由此对组织结构产生正面的影响，从而所制得的铝合金带结果上具有更好的材料性能。当冷轧过程中的滚轧率总共大于85％，特别是大于90％时，优选进行中间退火。冷轧和中间退火随后优选这样进行，即，在中间退火之后滚轧率小于90％，特别是小于85％。特别是在中间退火之后滚轧率优选在70％和90％之间，特别是在80％和85％之间。

在优选由上述方法制成的铝合金带中，按照本发明通过铝合金带由按照本发明的铝合金组成和具有至少为45MPa的屈服强度R_p0.2、至少为23％的均匀延伸率A_g以及至少为30％的断裂延伸率A_80mm，使得上述目的得以实现。

试验已显示，通过按照本发明的铝合金而且特别是通过按照本发明的方法能够制造铝合金带，该铝合金带具有上述的材料性能而且另外具有良好的耐晶间腐蚀性和耐丝状腐蚀性。因此，按照本发明的铝合金带特别适合于汽车的构件或半成品，特别是适合于像车门内板这样的涂层构件。

根据DIN EN ISO 6892-1:2009测定屈服强度R_p0.2。借助根据DIN EN ISO 6892-1:2009，附录B，形式2的平拉样品，同样地根据DIN EN ISO 6892-1:2009测定均匀延伸率A_g和断裂延伸率A_80mm。

在一种实施方式中，铝合金带具有在0.2至5mm范围内的厚度，优选在0.25至4mm的范围，特别是0.5至3.6mm的范围内。在这些厚度范围中特别好地达到了铝合金带的预期的材料性能。

另外，通过将上述按照本发明的铝合金用于汽车的半成品或构件，特别是用于汽车的涂层构件，实现了上述目的。已证实，借助该铝合金可以达到特别有利于使用的材料性能。该铝合金可以根据一种实施方式特别有利地用于汽车的车门内板。

另外，通过将一种由按照本发明的铝合金带制成的板材用作汽车中的构件，实现了上述目的。如上所述，铝合金带的材料性能以及因此由该铝合金带制成的板材的材料性能特别适合于在汽车中、尤其是作为车门内板来使用。

由于良好的耐丝状腐蚀性，按照本发明的铝合金或由按照本发明的铝合金带制成的板材优选用于涂层的、特别是涂漆的汽车构件。

随后对铝合金的其他实施方式1至6、方法的其他实施方式7至11、铝合金带的其他实施方式12和13以及应用的其他实施方式14和15进行描述：

1.一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，其特征在于，该铝合金的合金成分具有以下含量(重量％)：

Fe≤0.80％,

Si≤0.50％,

0.90％≤Mn≤1.50％,

Mg≤0.25％,

Cu≤0.20％,

Cr≤0.05％,

Ti≤0.05％,

V≤0.05％,

Zr≤0.05％,

剩余铝,不可避免的杂质元素单独＜0.05％，总量＜0.15％，

而且Mg和Cu的组合含量满足以下关系(重量％)：

0.15％≤Mg+Cu≤0.25％。

2.根据实施方式1的铝合金，其中，该铝合金具有最大0.10重量％的Cu含量和/或具有在0.06重量％至0.20重量％范围内的Mg含量。

3.根据实施方式1或2的铝合金，其中，该铝合金的Mg含量大于该铝合金的Cu含量。

4.根据实施方式1至3中任意一项的铝合金，其中，该铝合金具有:Cr含量≤0.02重量％和/或V含量≤0.02重量％和/或Zr含量≤0.02重量％,特别是≤0.01重量％。

5.根据实施方式1至4中任意一项的铝合金，其中，该铝合金具有：0.4至0.7重量％的Fe含量和/或0.1至0.25重量％的S i含量和/或1.0至1.2重量％的Mn含量。

6.根据实施方式1至5中任意一项该的铝合金，其特征在于，该铝合金具有至少0.01重量％的Ti含量。

7.一种用于由根据实施方式1至6中任意一项的铝合金制造铝合金带的方法，该方法包括以下工艺步骤：

-由根据实施方式1至6中任意一项的铝合金铸造轧制锭，

-在480℃至600℃下使该轧制锭均质化至少0.5小时，

-在280℃至500℃下将该轧制锭热轧成铝合金带，

-将该铝合金带冷轧至最终厚度并且

-对该铝合金带进行再结晶的最终退火。

8.根据实施方式7的方法，其中，该方法额外地包括以下工艺步骤：

-铣削该轧制锭的正面和/或背面。

9.根据实施方式7或8的方法，其中，通过以下步骤该均质化至少分两个阶段进行：

-在500℃至600℃下第一次均质化至少0.5小时而且

-在450℃至550℃下第二次均质化至少0.5小时。

10.根据实施方式7至9中任意一项的方法，其中，在冷轧期间，滚轧率在70％到90％之间，优选在80％到85％之间。

11.根据实施方式7至10中任意一项的方法，其中，该冷轧在包括中间退火或不包括中间退火的条件下进行。

12.一种铝合金带，特别是根据实施方式7至11中任意一项的方法制造的铝合金带，其中，该铝合金带由根据实施方式1至6中任意一项的铝合金所组成并且具有至少为45MPa的屈服强度R_p0.2、至少为23％的均匀延伸率A_g以及至少为30％的断裂延伸率A_80mm。

13.根据实施方式12的铝合金带，其中，该铝合金带具有0.2mm至5mm范围内的厚度。

14.根据实施方式1至6中任意一项的铝合金的应用，其用于汽车的半成品或构件，特别是用于车门内板。

15.根据实施方式12或13的铝合金带制成的板材的应用，其使用作为汽车中的构件，特别是使用作为车门内板。

附图说明

本发明的其他特征和优势可以从接下来对各个实施例的描述中得出，其中可参考附图。

附图中示出了:

图1示出了按照本发明的方法的几个实施例的流程图，

图2示出了按照本发明的方法的其他实施例的流程图，

图3以图表示出了按照本发明的合金或按照本发明的铝合金带的实施例的测量结果，

图4a-c示出了用于检测丝状腐蚀的三个不同的铝合金带的三个板材样品的照片，

图5示出了按照另一个实施例的汽车的构件。

具体实施方式

图1以流程图示出了按照本发明的用于制造铝合金带的方法的第一个实施例。

在第一步骤2中，首先由按照本发明的铝合金铸造轧制锭。该铸造例如以DC连续铸造法或带铸法进行。铸造完成之后，在步骤4中在480℃至600℃的温度范围内将轧制锭均质化至少0.5小时。在步骤6中，随后在280℃至500℃的温度范围内将轧制锭热轧至3mm到12mm之间的最终厚度。由热轧轧制锭而获得的热轧带材随后在步骤8中冷轧至优选0.2mm至5mm的最终厚度。在冷轧之后，在步骤10中随后还进行铝合金带的最终退火，例如在箱式炉中在300℃至400℃的温度条件下或者在连续炉中在450℃至550℃的温度条件下进行。

在步骤2中轧制锭的铸造和步骤4中的均质化之间可以选择性地在步骤12中铣削轧制锭的正面和/或背面。

另外，在步骤8的冷轧过程期间还可以选择性地在步骤14中对铝合金带进行中间退火，优选在箱式炉中在300℃至400℃之间的温度条件下进行。当热轧带材相对较厚并因此冷轧过程中的滚轧率总共大于85％，特别是大于90％时，该中间退火特别适合于改善铝合金带的材料性能。

例如在热轧带材厚度为12mm而且最终厚度为0.4mm的条件下，冷轧过程中的滚轧率总共大约为96.7％。在这种情况下，热轧带材例如可以在第一冷轧道次中首先轧制到2mm，然后中间退火并且最终在中间退火之后的第二冷轧道次中轧制到0.4mm。在中间退火之后的滚轧率仅为80％并因此位于一个优选的范围内。

图2以流程图的一部分示出了按照本发明的方法的其他实施例。这些实施例的工艺流程基本上与图1中描述的方法的工艺流程一致。但是，在根据图2的实施例中，轧制锭的均质化并不是在步骤4中进行，而是在分成多个单独步骤的步骤16中进行。图2示出了步骤16的单个步骤的可能的顺序。

因此，在步骤2中轧制锭的铸造之后或者在步骤12轧制锭的铣削之后，首先在步骤16的第一分步18中在550℃至600℃之间的温度条件下进行第一次均质化经过至少0.5小时，优选经过至少2小时。在随后的步骤20中轧制锭冷却至450℃至550℃范围内的第二次均质化温度之后，随后在接下来的步骤22中在第二次均质化温度下进行第二次均质化经过至少0.5小时，优选经过至少2小时。

替代性地，在步骤18中的第一次均质化之后，轧制锭也可以首先在步骤24中冷却至室温并且在随后的步骤26中加热至第二次均质化的温度。在步骤24和步骤26之间可以选择性地对轧制锭的正面和/或背面进行铣削。

在本发明的范围内，AA 3xxx型铝合金，特别是基于AA 3103型的铝合金由不同的Mg含量和Cu含量制成。该铝合金的合金组成总结在随后的表1中，其中，各个合金含量分别以重量％给出。

表1

编号		Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	V	Zr	Cu+Mg
													1	V	0.063	0.54	0.0029	1.07	0.0102	0.0005	0.0051	0.0053	0.0038	0.0005	0.013
2	V	0.23	0.55	0.055	0.93	0.059	0.0096	0.0131	0.0151	0.0099	0.0008	0.114
													3	V	0.208	0.546	0.064	1.026	0.071	0.004	0.005	0.018	0.0081	0.0006	0.135
4	E	0.154	0.51	0.152	1.02	0.0019	0.0005	0.0034	0.0602	0.0073	0.0005	0.154
													5	E	0.176	0.511	0.092	1.01	0.063	0.003	0.006	0.0169	0.0107	0.0008	0.155
6	E	0.128	0.57	0.031	1.0	0.15	0.006	0.007	0.0166	0.0114	0.0008	0.181
													7	E	0.23	0.5	0.18	1.06	0.0109	0.0101	0.0055	0.0093	0.0112	0.0008	0.191
8	E	0.142	0.62	0.0019	1.1	0.19	0.0004	0.0011	0.0066	0.0091	0.0005	0.192
													9	E	0.17	0.54	0.19	1.03	0.053	0.0005	0.0032	0.0217	0.0064	0.0005	0.243
10	V	0.42	0.45	0.086	1.01	0.19	0.0331	0.0058	0.028	0.0066	0.0006	0.276
													11	V	0.052	0.21	0.28	0.87	0.22	0.0006	0.0028	0.018	0.0061	0.0005	0.5
12	V	0.162	0.59	0.0016	1.1	0.52	0.0002	0.001	0.0055	0.0072	0.0005	0.522
													13	V	0.179	0.38	0.116	1.05	0.51	0.003	0.006	0.014	0.0068	0.0006	0.626

表1的最后一列中说明了铜和镁的组合含量，铜和镁的组合含量已证实对于所期望的材料性能是特别重要的。合金编号4-9是按照本发明的合金(E)的实施例，而合金编号1-3和10-13示出了对比例(V)。

借助上述方法由这些编号为1-13的铝合金制造铝合金带。具体地，由合金1至13中的每一种合金以DC连续铸造法分别铸造成厚度为600mm的轧制锭，随后轧制锭分别以两个阶段均质化，即，首先在约为580℃均质化经过几个小时并随后在约为500℃下均质化经过几个小时。在均质化之后，在约为500℃下将轧制锭热轧成厚度为4至8mm的铝合金热轧带材。该铝合金热轧带材随后分别冷轧至1.2mm的最终厚度并最后在350℃下进行1小时的再结晶最终退火。

随后检测铝合金带的机械性能、特别是其强度和可成形性。

这些检测的结果总结在随后的表2中。另外，表2在最后一行中示出了AA 8006型合金相应的现有技术中所已知的材料性能。

表2

表2示出了以下测量值：

-单位为MPa的屈服强度R_p0.2以及单位为MPa的抗拉强度R_m，根据DIN EN ISO 6892-1:2009在垂直于板材的轧制方向的拉伸试验中测量,

-单位为百分比的均匀延伸率A_g以及单位为百分比的断裂延伸率A_80mm，借助根据DIN EN ISO 6892-1:2009，附录B，形式2的平拉样品，在垂直于板材的轧制方向的拉伸试验中测量,

-应变硬化指数n(n-值)，根据DIN ISO 10275:2009在垂直于板材的轧制方向的拉伸试验中测量,

-垂直各向异性r(r-值),根据DIN ISO 101113:2009在垂直于板材的轧制方向的拉伸试验中测量,以及

-单位为毫米的、在拉伸成形中所达到的深冲深度SZ 32作为合金可成形性的另一个标准。在根据DIN EN ISO 20482的仪力信-深冲试验(Erichsen-Ti efungsversuch)中，通过与板材厚度相匹配的32mm的冲头直径和35.4mm的凹模直径并且在用于减少摩擦的聚四氟乙烯-拉延润滑膜的辅助下测量该深冲深度SZ 32。

在图3中绘制有编号为1至13的铝合金带的屈服强度R_p0.2(空心方形)、断裂延伸率A_80mm(实心菱形)和深冲深度值SZ 32(实心三角形)与各个铝合金的Cu和Mg的组合含量的相关性。对应于左侧纵轴上的刻度，屈服强度R_p0.2数值以MPa绘制。而对应于右侧纵轴上的刻度，A_80mm数值以百分比而且SZ 32数值以mm绘制。Cu和Mg的组合含量以重量％在横轴上指示。

另外，为了更清楚，在图3中还分别绘出了用于R_p0.2、A_80mm和SZ32的测量值的平衡直线。两条垂直的虚线另外示出了Cu和Mg的组合含量的按照本发明的最低极限和最高极限。

如由编号为4-9的铝合金构成的铝合金带的测量值示出，将Cu和Mg的组合含量调整在0.15重量％到0.25重量％的范围内实现了所期望的强度(R_p0.2≥45MPa)和可成形性(A_g≥23％而且A_80mm≥30％)的结合。

在Cu和Mg的组合含量小于0.15重量％(编号1-3)时被证明是强度过低(R_p0.2＜45MPa)而在Cu和Mg的组合含量大于0.25重量％(编号10-13)时，延伸率下降并因此导致可成形性很大程度地降低(A_g＜23％和/或A_80mm＜30％)。

特别是也可以通过测得的深冲深度数值显示良好的可成形性，在按照本发明的合金中深冲深度优选具有SZ 32数值≥15.8mm,特别是≥15.9mm。

因此在结果中，在相同的强度下，编号为4-9的铝合金具有仅比AA 8006型对比合金稍差一点的可成形性。但是相对于AA 8006型合金，编号为4-9的铝合金具有显著改善的耐腐蚀性的优点。因此在AA 3xxx型合金中基本上不会出现晶间腐蚀。

另外，在由编号为4-9的铝合金构成的铝合金带上还进行了关于耐腐蚀性的补充性实验室测试。这些实验室测试已显示，编号为4-9的铝合金显示出比AA 8006型合金高出很多的耐丝状腐蚀性。因此，像编号为4-9的铝合金或由这些铝合金制成的铝合金带这样的铝合金特别适合用于涂层的构件。

特别是，在不同的铝合金带的板材样品上分别进行下述针对丝状腐蚀的测试。该测试具有以下按照说明顺序的步骤：

1.已轧制并软化退火的板材样品在酸蚀介质中以0.5g/m²的损失浸蚀30秒。(该材料损失大致对应于汽车的半成品或构件在预处理过程、例如在OEM-预处理过程中中典型的材料损失，从而此处所述测试的丝状结果与真实构件的结果很好地相互联系。)

2.浸蚀过的板材样品涂覆有透明的丙烯酸树脂漆。

3.在160℃下烘烤所涂覆的涂漆5分钟。

4.借助刮针在板材样品中刮划出划痕，即横向于轧制方向的划痕。

5.将18％的盐酸水溶液小滴注入到划痕中。

6.在气候暴露试验箱中进行板材样品的时效处理，即

a)首先在40℃和80％的相对空气湿度的条件下搁置24小时并且

b)随后在23℃和65％的相对空气湿度的条件下搁置72小时。

7.对该板材样品进行外观评估，即评价由划痕开始的浸润深度(涂漆下方腐蚀的扩散)。

特别是在按照表1和表2中提及的编号5和6的实施例的板材样品上以及在由对比合金AA8006相应制成的板材样品上进行上述测试。在图4a-c中示出了在测试结束时板材样品表面的照片。图4a示出了由对比合金AA8006制成的板材样品，图4b示出了对应编号5的实施例的板材样品而且图4c示出了对应编号6的实施例的板材样品。

在图4a-c中可以分别看出在板材样品中刮划出的划痕(由上到下延伸的黑线)。丝状腐蚀由划痕开始基本上横向于划痕的延伸方向而蔓延而且在附图中显示为明亮的丝状结构。为了更简单地进行大小比较，附图中分别示出了在板材样品上以厘米刻度的标尺。

由AA 8006型对比合金组成的板材样品显示出强烈丝状腐蚀。图4a中的划痕几乎完全由丝状腐蚀的白色丝状结构包围。浸润深度，即丝状结构由划痕开始的延伸距离，为最大6mm。

与之相反，由编号5的合金组成的板材样品表现出明显更小的丝状腐蚀的程度。在图4b的划痕中的丝状腐蚀的丝状结构的密集度明显地小于图4a的划痕，从而图4b中的板材样品比图4a中的板材样品具有明显更高的耐丝状腐蚀性。尽管如此，在该板材样品上仍出现了一些具有部分较大的、最大为6mm的浸润深度的丝状腐蚀的丝状结构。

这些实施例中，在合金组分的Mg含量大于Cu含量时在丝状腐蚀中达到了最优的结果。因此，对应编号为6的实施例的板材样品仅显示出了最小的丝状腐蚀，该实施例具有0.15重量％的Mg含量以及0.031重量％的Cu含量。图4c中的划痕仅分散地由较短的丝状腐蚀的丝状结构围绕，这些丝状结构最大为3mm长。因此，对应编号为6的实施例的板材样品具有非常好的耐丝状腐蚀性。

最后，这些数值在表2中示出，按照本发明的铝合金的实施例在抗拉强度R_m以及n-值和r-值方面都达到了良好的数值，特别是这些数值位于常规的AA 3xxx型合金的范围内或甚至更好。

图5以示意图示出了一个以车门内板形式的汽车的典型构件。这类车门内板40通常由钢材制成。但是，在相同的强度下，钢材较重并且易受腐蚀。

已表明，能够由上述铝合金(比如编号为4-9的铝合金)制造铝合金带，这类铝合金带具有高的可成形性、中等强度和非常高的耐腐蚀性，特别是耐晶间腐蚀以及耐丝状腐蚀。

这类铝合金带或由其制成的板材的材料性能因此特别有利于汽车构件、比如车门内板40的制造。在铝合金用于涂层、特别是涂漆的构件(如车门内板40)的情况下，良好的耐丝状腐蚀性是特别有利的。

特别是，与由钢材或由AA 8006型合金构成的相应的构件相比，由这类铝合金制成的构件具有更好的耐腐蚀性。这类构件同时还具有比由钢材构成的构件明显更轻的重量。

Claims

1.一种用于制造汽车的半成品或构件的铝合金，其特征在于，所述铝合金的合金成分具有以下含量(重量％)：

0.40％≤Fe≤0.70％,

Si≤0.50％,

0.90％≤Mn≤1.50％,

Mg≤0.25％,

Cu≤0.125％,

Cr≤0.05％,

Ti≤0.05％,

V≤0.05％,

Zr≤0.05％,

剩余铝,不可避免的杂质元素单独＜0.05％，总量＜0.15％，

而且Mg和Cu的组合含量满足以下关系(重量％)：

0.15％≤Mg+Cu≤0.25％，

其中，铝合金的Mg含量大于铝合金的Cu含量。

2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有最大0.10重量％的Cu含量和/或具有在0.06重量％至0.20重量％范围内的Mg含量。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有:Cr含量≤0.02重量％和/或V含量≤0.02重量％和/或Zr含量≤0.02重量％。

4.根据权利要求3所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有：Zr含量≤0.01重量％。

5.根据权利要求1中任意一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有：0.1至0.25重量％的Si含量和/或1.0至1.2重量％的Mn含量。

6.根据权利要求1中任意一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有至少0.01重量％的Ti含量。

7.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有至少0.15重量％的Mg含量和最大0.01重量％的Zr含量。

8.一种用于制造铝合金带的方法，所述铝合金带由根据权利要求1至7中任意一项所述的铝合金组成，所述方法包括以下工艺步骤：

-由根据权利要求1至5中任意一项所述的铝合金铸造轧制锭，

-在480℃至600℃下使所述轧制锭均质化至少0.5小时，

-在280℃至500℃下将所述轧制锭热轧成铝合金带，

-将所述铝合金带冷轧至最终厚度并且

-对所述铝合金带进行再结晶的最终退火。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法额外地包括以下工艺步骤：

-铣削所述轧制锭的正面和/或背面。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述均质化通过以下步骤至少分两个阶段进行：

-在500℃至600℃下第一次均质化至少0.5小时而且

-在450℃至550℃下第二次均质化至少0.5小时。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述冷轧期间，滚轧率在70％到90％之间，。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述冷轧期间，滚轧率在80％到85％之间。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述冷轧在包括中间退火或不包括中间退火的条件下进行。

14.根据权利要求8至13中任意一项所述的方法制造的铝合金带，其特征在于，所述铝合金带由根据权利要求1至5中任意一项所述的铝合金所组成并且具有至少为45MPa的屈服强度R_p0.2、至少为23％的均匀延伸率A_g以及至少为30％的断裂延伸率A_80mm。

15.根据权利要求14所述的铝合金带，其特征在于，所述铝合金带具有在0.2mm至5mm范围内的厚度。

16.根据权利要求1至7中任意一项所述的铝合金的应用，其应用于汽车的半成品或构件。

17.根据权利要求16所述的铝合金的应用，其中所述汽车的半成品或构件为车门内板。

18.由根据权利要求14或15所述的铝合金带制成的板材的应用，其使用作为汽车中的构件。

19.根据权利要求18所述的铝合金的应用，其中所述汽车中的构件为车门内板。

20.根据权利要求16所述的铝合金的应用，其中所述铝合金用于涂漆的汽车构件。

21.根据权利要求18所述的金属板材的应用，其中所述构件是涂漆的汽车构件。