[00131906]汽车用低成本新型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金的开发应用

所属行业领域 汽车生产/铝合金制造 成果简介： 本成果是在国家“863”计划—“新型轻质高强合金”的支持下获得的。通过该课题的支持对低成本新型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金成分、加工和热处理工艺优化进行了系统研究。开发过程中充分利用溶质元素Mg与溶质元素Si和Zn同时作用并析出Al-Mg-Si和Al-Zn-Mg系合金对应的主要溶质原子团簇和过渡相等,从而实现多种强化相协同析出和协同强化铝合金基体的目的。最终使得所制备的新型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金较常规Al-Mg-Si系合金具有更加优异的烤漆硬化特性,经185℃20min模拟烤漆处理后,最大烤漆硬化增量可达160MPa以上（详见如下图1所示）,远高于商用AA6016或AA6111合金的烤漆硬化增量。同时该成果还充分利用回收铝合金不可避免的会引入Fe和Zn等溶质元素,通过熔铸和热加工工艺调控使得引入的溶质元素Fe不仅不会对合金综合性能产生不利影响,而且可显著细化晶粒和弱化织构（如图2所示）。最终使得所开发合金的冲压成形性能获得大幅度提高,表征冲压成形性能的塑性应变比r值普遍较高（r＞0.6, Δr＜0.1）。此低成本新型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金及其制备方法非常适合应用于汽车车身外板的制造以及对铝合金时效响应速度和成形性能有较高要求的技术行业。 应用介绍 所处研发阶段：研发中已完成原理性研究和中试,目前该成果正准备推广应用。 应用领域和范围：该科技成果主要应用领域或范围为大型铝合金加工企业。 应用情况：目前该成果已经完成中试,下一步拟向中铝公司下属企业推广应用。 技术优势 技术创新点：利用该技术开发的汽车用新型Al-Mg-Si-Cu-Zn不仅具有优异的冲压成形性能、烤漆硬化性能（达160MPa）,而且可以充分利用回收铝合金进行制备和加工,从而可显著降低合金板材的生产成本。该成果非常适合应用于新一代汽车轻量化车身外板材料的生产与制造。 主要技术指标： （1）T4P态：力学性能：σ0.2＜160MPa, δ≥24%;成形性能：平均r＞0.6, Δr＜0.1; 弯边性能：r/t=0.5（r为冲头半径,t为板厚） （2）烤漆态：烤漆硬化增量Δσ0.2≥140MPa,δ≥17%,腐蚀性能优异。 自我评价及效益分析 本成果的开发是针对目前汽车轻量化用铝合金烤漆硬化增量和成形性能普遍较低,而生产成本普遍较高的研究和应用现状而开发的。该成果充分利用新型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金的多相协同作用而显著加快合金的烤漆硬化增量,开发的合金烤漆硬化增量普遍在140MPa以上,根据应用需求可进一步增加到160MPa以上,最高烤漆硬化增量较目前商用AA6016和AA6111合金的高出近1倍（目前商用合金烤漆硬化增量一般在80～120MPa）。此外,该成果充分利用回收铝合金不可避免的引入Fe和Zn等溶质元素,通过熔铸和热加工工艺调控使得引入的溶质元素Fe不仅不会对合金综合性能产生不利影响,而且可显著弱化织构、细化晶粒最终使得所开发合金的冲压成形性能获得大幅度提高。该成果达到国际领先水平,申请国内专利6项,国际专利2项。 所开发的新合金打破传统AA合金的分类惯例,属于全新的合金设计。 目前,国内年生产汽车数量从2014年已经突破2372.29万辆,而到2020年预计生产数量将会达到历史新高2500～3000万辆以上。考虑到当前全球汽车行业的快速发展,而节能、减排、环保意识不断得到各国政府的重视,如何实现汽车轻量化正成为各大汽车生产厂家未来发展的主要方向,而加工和成形性能优异的轻质铝合金无疑是汽车轻量化的首选材料。如果该成果能够广泛应用,其对我国铝合金业和相关汽车行业必将产生重要推动作用,同时也会产生重要的经济效益。 合作方式 技术转让/技术入股/合作开发/其他技术入股或合作开发 联系方式 联系人：庄林忠 联系电话：13552254919 传真：010-62333447 电子邮箱：linzhongzhuang@yahoo.com