回收的6xxx合金板及制造方法与流程

本发明涉及旨在用于汽车白车身的车身部件冲压制造的铝合金板领域。

背景技术：

1、铝合金越来越多地用于汽车构造，以减轻车辆重量，从而减少燃料消耗和温室气体排放。

2、在所述合金的生产期间，减少温室气体的排放也是必要的。这种减少可以通过回收铝合金废料和废物来获得，从而使得减少甚至避免使用通过电解和/或添加合金元素生产的原铝。

3、采用水电的最佳电解厂，考虑到使用碳阳极，每吨铸造板的碳足迹为4吨co2当量(co2 eq)。在欧洲生产的一吨电解铝铸造板的典型碳足迹为7吨co2 eq。仅通过废料和废物获得的一吨铸造板的碳足迹为每铸造板0.5吨co2 eq。co2当量排放是在100年的时间范围内，与一种或多种温室气体(ghg)的排放量引起相同的综合辐射强迫的二氧化碳(co2)排放量。co2当量排放通过将ghg的排放乘以其在100年的时间范围内的全球变暖潜势(gwp)来得出。在ghg混合物的情况下，co2当量排放通过将每种气体的co2当量排放相加得出。当一个板部分地使用回收的合金生产时，该板的co2当量通过上述电解板(0％回收)和仅通过废料和废物获得的板(100％回收)之间的线性插值来评估。回收或回收率是指用于生产板的铝合金废料和废物的重量与板重量之比，合金的剩余部分为原铝和/或合金元素。

4、简易回收包括于闭环回收，即回收铝合金废料和废物，以获得与其生产时相同的合金。然而，存在不能以这种方式回收的产品。这种情况特别适用于en 12258-1(2012)§2.6.26中定义的包覆板(clad sheet)，特别是当它们包含非常不同的合金时。用于生产钎焊式换热器的包覆板就属于这种情况，因为它们通常由3xxx系合金制成的中心部分(有时含有少量cu和/或mg)，以及一层或多层4xxx系和/或7xxx系和/或1xxx系和/或3xxx系合金制成的覆层制成。目前，这些包覆板主要被回收用于铸造部件，而铸造部件通常使用4xxx系合金。然而，从内燃机驱动向电力驱动的转变将动摇这一回收分支。车辆上的铝合金板，特别是车身和结构部件的板，在现有技术中是5xxx和6xxx合金，考虑到它们的组成，这些合金不适合4xxx系合金的大量回收。由于研究和发展导致的合金演变也使得回收旧废料变得困难，根据en 12258-1旧废料是产品使用后产生的废料。这种情况就出现在建筑拆除后产生的旧废料中，所述建筑通常含有si：0.5％、fe：0.2％、cu：0.1％、mn：0.1％、mg：0.1％。

5、申请us20210108293公开了一种铝合金板，其化学组成包含si：2.3-3.8质量％、mn：0.35-1.05质量％、mg：0.35-0.65质量％、fe：0.01-0.45质量％，以及选自cu：0.0010-1.0质量％、cr：0.0010-0.10质量％、zn：0.0010-0.50质量％和ti：0.0050-0.20质量％的至少一种元素。si含量与mn含量之比大于等于2.5和小于等于9.0。在标称应变为3％时，铝合金板的伸长率大于等于23％，应变硬化指数大于等于0.28。这种铝合金板非常适合冲压成型(冲压)应用，例如成型汽车车身蒙皮。

6、申请wo2018/175876公开了从回收的金属废料中铸造高强度和高可成型性金属产品的技术，而无需添加大量或任何数量的原铝。额外的合金元素，例如镁，可以添加到金属废料，所述废料可以铸造和加工，以生产期望的金属线圈，其在最终规格具有期望的冶金和机械性能，例如高强度和可成型性。因此，廉价和回收的金属废料可以有效地重新用于新应用，例如汽车应用和饮料罐坯。

7、申请jp2005298922所要解决的技术问题是，廉价地提供一种待成型的铝合金板，其具有足够的卷边-弯曲可成型性、低弯曲各向异性和涂覆后更大的烘烤可硬化性，室温下引起较少老化，并具有足够的抗皱性。其解决方案是al-mg-si基合金或al-mg-si-cu基合金的铝合金板；在满足(c(sub 1/10)+c(sub 1/4))/2>c(sub 1/2)且30<(c(sub 1/10)+c(sub1/4))<500的条件下，c(sub 1/10)、c(sub 1/4)和c(sub 1/2)分别定义为板厚度方向上距板表面1/10、1/4和1/2深处的立方位向密度；在板厚度方向上距板表面1/10至1/4深处的区域内，{001}<210>位向密度为2至50；并且具有5％或更高的0度和90度耳率(earingrates)。制造方法包括严格规定的铸造和热轧条件。规定了作为中间产品的铸造板坯和热轧后板的金相组织条件。

8、申请wo2022/026825公开了新型6xxx铝合金。在一种方法中，一种新型6xxx铝合金可以包含0.25至0.60重量％的铁、0.8至1.2重量％的硅、0.35至1.1重量％的mg、0.05至0.8重量％的mn、最高达0.30重量％的cu、最高达0.35重量％的zn、最高达0.15重量％的ti、各自最高达0.15重量％的cr、zr和v，余量为铝，附带元素和杂质。新型6xxx铝合金可由回收的铝合金制成。

9、因此，需要回收包覆板废料和废物，以生产汽车工业的车身板。

10、提出问题

11、所要解决的问题是开发一种6xxx系合金板，其目的是在以下之间实现优异的折中：

12、·回收废料和废物，优选包覆板。包覆板通常由非常不同的合金制成，

13、例如，中心部分使用3xxx系合金，4xxx和/或7xxx系覆层。包覆板的平均组成很难回收到另一个板中，因为不对应于已知的合金。此外，回收活动，特别是当涉及产品使用后产生的旧废料时，与污染现象不可分离，这种污染现象是由于与其他材料，例如钢，混合产生的，并且可能降低回收后获得的材料的特性。

14、·板的可成型性，自然时效后在t4状态下评估，自然时效对应于板淬

15、火与冲压成部件之间运输和储存的时间。可成型性用ldh(极限拱顶高度)试验表征可变形性，用屈服强度表征为获得所述变形所提供的力。

16、·对汽车上部件的用途所必需的特性在成品部件上评估，因此在板冲压、涂漆和烤漆之后进行。本领域技术人员还称烤漆为“烘烤硬化”，因为它可以通过时效同时使冲压板硬化，从而获得汽车上部件的用途所需的特性。此处，汽车使用的适用性用板在2％的变形和170℃的热处理20分钟(代表烤漆热处理)后的屈服强度表征。在工业上，烤漆可以在170℃至195℃的温度下持续10至30分钟。

17、·腐蚀，在自然时效后的板上评估。在170℃热处理20分钟后，通过

18、对板进行丝状腐蚀试验来评估腐蚀。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是一种铝合金板，其组成以重量％计为：

2、si：约1.25％-约1.55％，

3、fe：≤约0.60％，

4、cu：≤约0.37％，

5、mn：约0.22％-约0.65％，

6、mg：约0.25％-约0.55％，

7、ti：≤约0.15％，

8、cr≤约0.30％，

9、cr+mn+fe：≤约0.90％，

10、zn≤约0.15％，

11、其他元素：每种≤0.05％，合计≤0.15％，

12、余量：al。

13、本发明的另一个目的是一种制造根据本发明的铝合金轧制板的方法，其包括以下连续步骤：

14、a.生产一种合金，优选包含废料和废物，优选包覆板，

15、b.将合金铸造成板，优选通过半连续立式铸造，

16、c.在均化温度下均化板，优选在540℃至580℃，优选高于550℃，

17、d.热轧板，

18、e.将热轧板冷轧，

19、f.固溶热处理然后淬火，

20、g.在60至100℃的预时效温度下预时效2至16小时，优选通过卷取获得，然后冷却至室温，

21、h.自然时效72小时至6个月。