6000系铝合金同步冷却热成形及烘烤时效工艺研究

汽车通过使用铝合金材料可以减轻自重，降低能耗、减少污染排放、提高燃油经济性。普通铝合金板料在室温下成形性能较差，虽然热成形可以显著提高材料的成形性能，但生产效率较低，并且热成形后需要一段时间的时效处理才能达到强度要求。本文借鉴了高强钢的同步冷却热成形工艺，在同步冷却热成形及自然时效的基础上进行生产工艺优化，研究了一种新的生产工艺-同步冷却热成形及烘烤时效，既可以改善铝合金的成形性能，又能保证铝合金的强度不变。本文首先在Gleeble3500热模拟试验机上对西南铝业提供的汽车轻量化(研究)用材料6016/6181H18铝合金进行同步冷却热成形及烘烤时效和同步冷却热成形及人工时效生产工艺研究，并且考虑了工艺参数之间的交互作用对试验结果的影响很大，利用了具有交互作用的正交试验得到了三个工艺参数的最佳搭配（变形温度、保温时间和冷却速度），其次利用电子万能拉伸试验机对成形后的试样进行室温单拉试验，分析了材料的机械性能，最后利用光学显微镜分析了材料的微观组织演变。得到的主要结论和贡献如下：同步冷却热成形及烘烤时效工艺适用于6016/6181H18铝合金。从宏观上分析6016/6181H18铝合金同步冷却热成形及烘烤时效工艺的成形性能，其较6016/6181H18、T4态的室温成形性能有很大的提高，屈服强度较T6态降低了约85%，并且成形性能达到了同步冷却热成形及人工时效态；从微观上分析6016/6181H18铝合金同步冷却热成形及烘烤时效的强化机理，成形后均析出了大量的强化相，并且在基体中都出现了球状或柱状的’’相，对合金的强化起到至关重要的作用，但与室温下T6态相比，其晶粒略粗大，弥散度较差，所以强度不及室温下T6态。