當(dang)前,鑄(zhu)造鋁(lv)合金(jin)及變形鋁(lv)合金(jin)都在汽車制造中(zhong)獲得了應用(yong),但仍以(yi)前者(zhe)為(wei)主.從(cong)發展態(tai)勢來看,到2020年或稍晚一些,變形鋁(lv)合金(jin)平軋(ya)產品(pin)、擠(ji)壓(ya)材、鍛件等的用(yong)量有可(ke)能超過(guo)壓(ya)鑄(zhu)件與鑄(zhu)件,或平分秋色,其中(zhong)增長速度(du)與幅度(du)最大(da)的當(dang)數(shu)ABS.

    ABS應具(ju)備的性能(neng)

    在當(dang)下生(sheng)(sheng)產(chan)四項大宗民用(yong)平軋(ya)鋁產(chan)品(PS與CTP版基板、鋁箔(bo)帶坯(pi)、全鋁易拉罐身料(liao)、ABS)中,ABS的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)難度(du)及技術門檻(jian)最(zui)高,裝備(bei)與建設投資也是最(zui)多的(de)(de)(de).ABS除有滿(man)足標(biao)準(zhun)與規范的(de)(de)(de)力學性能、抗腐蝕(shi)性能、尺(chi)寸偏差與表面品質外,還應(ying)具備(bei)如下的(de)(de)(de)特(te)性,所以生(sheng)(sheng)產(chan)難度(du)并不(bu)亞于和航空航天器(qi)鋁板帶的(de)(de)(de).

    1. 良(liang)好(hao)的成形(xing)性能與翻邊延性

    車(che)身(shen)(shen)及覆蓋鈑(ban)金(jin)件(jian)的(de)(de)成(cheng)(cheng)形(xing)加(jia)工是(shi)從航(hang)空(kong)制造業(ye)移置過來的(de)(de),通過沖壓(ya)成(cheng)(cheng)形(xing),鋁合金(jin)薄板(ban)應該(gai)有(you)良好的(de)(de)成(cheng)(cheng)形(xing)性,即(ji)具有(you)低的(de)(de)屈強比(屈服強度(du)Rpo.2與抗拉強度(du)極限Rm之比)與高的(de)(de)成(cheng)(cheng)形(xing)極限,在(zai)各種不(bu)同的(de)(de)沖壓(ya)變(bian)形(xing)應力狀態下(xia)具有(you)相當(dang)高的(de)(de)成(cheng)(cheng)形(xing)空(kong)間.在(zai)鈑(ban)金(jin)件(jian)生(sheng)產中,沖壓(ya)成(cheng)(cheng)形(xing)是(shi)一(yi)道很重(zhong)要(yao)的(de)(de)工序,有(you)些鈑(ban)金(jin)件(jian)還要(yao)承受彎折.車(che)身(shen)(shen)板(ban)有(you)內、外(wai)(wai)板(ban)之分,對外(wai)(wai)板(ban)性能的(de)(de)要(yao)求(qiu)比對內板(ban)的(de)(de)更高.

    鋁板(ban)(ban)的成(cheng)形(xing)性(xing)能除用(yong)(yong)Rpo.2/Rm比表征外,還可用(yong)(yong)90°彎折半徑、突杯值(zhi)、n值(zhi)、r值(zhi)等(deng)表示.有些車身鈑金(jin)件(jian)尺寸(cun)大(da)、形(xing)狀復雜,主要通(tong)過沖制和鼓(gu)脹兩種(zhong)復合(he)成(cheng)形(xing)方式生產(chan),并以后者(zhe)為主.鈑金(jin)件(jian)的連(lian)接(jie)采用(yong)(yong)焊接(jie)和/或黏(nian)結(jie),也間或有用(yong)(yong)緊固件(jian)連(lian)接(jie)的.2xxx系(xi)及6xxx系(xi)合(he)金(jin)用(yong)(yong)于外板(ban)(ban)等(deng)注重強度(du)(du)(du)和剛度(du)(du)(du)的部位.6xxx-T4P板(ban)(ban)材的抗(kang)拉強度(du)(du)(du)Rm和屈服強度(du)(du)(du)Rpo.2幾(ji)乎與冷軋(ya)鋼(gang)板(ban)(ban)的相等(deng),而其(qi)n值(zhi)卻≥冷軋(ya)鋼(gang)板(ban)(ban)的.ABS的90%以上的厚度(du)(du)(du)0.9mm~1.3mm.

    有(you)(you)(you)些鈑(ban)金件如發(fa)動(dong)機(ji)蓋(gai)板的(de)(de)內外板合(he)成等(deng)均采用(yong)翻(fan)(fan)邊(bian)工藝,因此(ci)要求鋁合(he)金板在沖(chong)壓(ya)翻(fan)(fan)邊(bian)時有(you)(you)(you)高(gao)的(de)(de)抗開裂性即有(you)(you)(you)良好的(de)(de)翻(fan)(fan)邊(bian)延性,它不但(dan)與(yu)材料的(de)(de)總伸長率有(you)(you)(you)關(guan),也與(yu)內部(bu)組(zu)織(zhi)(zhi)有(you)(you)(you)關(guan),實(shi)際上主要決定于組(zu)織(zhi)(zhi),均勻(yun)細小的(de)(de)晶粒組(zu)織(zhi)(zhi)決定板材有(you)(you)(you)高(gao)的(de)(de)翻(fan)(fan)邊(bian)延性.

    2. 表面平整性強

    ABS鋁合金薄(bo)板(ban)必須(xu)有良(liang)好的(de)翻(fan)邊(bian)延(yan)性和成(cheng)形以(yi)后表(biao)(biao)面色調均(jun)一,即成(cheng)形的(de)鈑金件(jian)表(biao)(biao)面不(bu)出現羅平線(roping line)又稱滑移線,它是由晶粒不(bu)均(jun)或者是夾雜(za)物不(bu)均(jun)而造成(cheng)的(de)板(ban)材(cai)表(biao)(biao)面變形不(bu)均(jun),從而使(shi)表(biao)(biao)面在涂油漆(qi)后出現光(guang)彩不(bu)一致的(de)現象(xiang).

    3. 良好的(de)可焊性

    良好的(de)可焊性(xing)能可以(yi)(yi)滿足汽車構件(jian)(jian)在成形(xing)后(hou)直接(jie)焊接(jie)要求.板(ban)(ban)材應具有抗(kang)時(shi)(shi)效穩定性(xing),以(yi)(yi)確保板(ban)(ban)材從出廠(chang)到沖(chong)(chong)壓時(shi)(shi)這段(duan)時(shi)(shi)間內不發生(sheng)時(shi)(shi)效,防止沖(chong)(chong)壓時(shi)(shi)材料的(de)屈服點升高,誘發呂德帶(Lude's zone)而(er)產生(sheng)的(de)表面變(bian)形(xing)不均勻和起(qi)皺,從而(er)影響汽車鈑金件(jian)(jian)外板(ban)(ban)的(de)表面品質.

    4. 優(you)秀的(de)烘烤硬化(hua)性

    汽(qi)車(che)輕(qing)量化還(huan)要求板(ban)(ban)材具有(you)高(gao)的(de)(de)烘(hong)烤(kao)硬化性,即在沖壓變形和涂漆烘(hong)烤(kao)之(zhi)后板(ban)(ban)材的(de)(de)屈服強度有(you)明顯升高(gao),從(cong)而保證成品鈑金件有(you)高(gao)的(de)(de)抗(kang)凹性與(yu)抗(kang)壓性,鋁合金板(ban)(ban)材的(de)(de)油漆烘(hong)烤(kao)工藝(yi)應(ying)與(yu)目前鋼板(ban)(ban)沖壓件的(de)(de)烘(hong)烤(kao)工藝(yi)相容,因為(wei)現在汽(qi)車(che)企業的(de)(de)油漆烘(hong)烤(kao)工藝(yi)都是為(wei)鋼板(ban)(ban)的(de)(de).

    5.抗時效穩定(ding)性強

    鋁合(he)金(jin)板材在室溫存放時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)發(fa)生時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)或(huo)幾乎不(bu)(bu)發(fa)生時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的特性(xing)被(bei)稱為(wei)抗(kang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)穩定性(xing),因為(wei)一旦(dan)發(fa)生時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao),屈服點會有所伸長(chang),也(ye)有一點點升高,拉(la)伸時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)會產生呂德帶(dai),造成沖壓時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變形(xing)不(bu)(bu)均和起皺,對(dui)沖壓件外(wai)觀影(ying)響極大.通常板帶(dai)材從鋁加工廠(chang)到汽(qi)車(che)構件沖制廠(chang)沖壓成形(xing)往往要經過長(chang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間的運輸和貯存,要求材料有很強的抗(kang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)性(xing),在6個月內(nei)不(bu)(bu)發(fa)生時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao).預計時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)是(shi)提高ABS抗(kang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)穩定性(xing)的有效(xiao)(xiao)措施,6xxx系(xi)合(he)金(jin)在預時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)有良(liang)好的抗(kang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)穩定性(xing).

    6. 堅強的(de)抗(kang)凹性

    板材和鈑金件(jian)抵(di)抗外力(li)和外來物(wu)件(jian)壓入(ru)而不(bu)發生凹(ao)陷或永久(jiu)變(bian)形的(de)能力(li)被稱為抗凹(ao)性,用Pt表示,與材料的(de)流變(bian)應力(li)бf及(ji)厚(hou)度(du)有(you)(you)關,可用下式表達;當然(ran),抗凹(ao)性也與零(ling)件(jian)剛(gang)度(du)及(ji)結(jie)構(gou)有(you)(you)關.

    7. 良好(hao)的Zr/Ti鹽化學轉化處理性能

    ABS在涂覆潤(run)滑劑(ji)之(zhi)前都要經過表面(mian)鈍化處(chu)(chu)(chu)理,形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)一層Zr/Ti鹽(yan)體系轉(zhuan)(zhuan)化膜,為吸附(fu)潤(run)滑劑(ji)創造良好的(de)基底.這(zhe)種處(chu)(chu)(chu)理液應是環保型(xing)的(de),不含(han)鉻,主要由含(han)鈦(tai)、鋯(gao)的(de)金屬鹽(yan)、氟(fu)化物(wu)(wu)(wu)(wu)、硝酸鹽(yan)和有(you)機(ji)添加劑(ji)組成(cheng)(cheng),通過浸漬、噴淋(lin)方式在ABS上形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)轉(zhuan)(zhuan)化膜.膜層主要為鋯(gao)/鈦(tai)鹽(yan)、鋁的(de)氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)(wu),鋁的(de)氟(fu)化物(wu)(wu)(wu)(wu)及鋯(gao)鈦(tai)的(de)結合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)等組成(cheng)(cheng).其優點(dian)在于工(gong)藝(yi)操作簡單,所獲得的(de)膜層與(yu)有(you)機(ji)聚合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)有(you)很強的(de)結合(he)力(li).當下(xia)典型(xing)的(de)無(wu)鉻化學轉(zhuan)(zhuan)化處(chu)(chu)(chu)理工(gong)藝(yi)是阿洛丁法,在德國已(yi)有(you)成(cheng)(cheng)熟的(de)生產線,還可以在含(han)氟(fu)離子(zi)的(de)專用磷化液中(zhong)進行(xing)表面(mian)化學轉(zhuan)(zhuan)化膜處(chu)(chu)(chu)理.

    以上的(de)(de)(de)這些(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)如抗時效穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、成形性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、烘烤硬化性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、翻邊(bian)延性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、油(you)漆鮮艷性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、表(biao)面處理(li)特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、抗凹性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等是(shi)(shi)ABS外板應具備的(de)(de)(de),不過有(you)些(xie)特殊(shu)是(shi)(shi)相互(hu)矛盾的(de)(de)(de),應盡可(ke)能(neng)(neng)使它們達到(dao)合(he)理(li)的(de)(de)(de)匹配,達到(dao)優(you)化組合(he),同時應有(you)合(he)理(li)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)價(jia)比.

    6xxx系ABS的性(xing)能

    ABS可分(fen)為(wei)外(wai)(wai)板與內板,外(wai)(wai)板的(de)(de)生產(chan)難(nan)度(du)大,所(suo)要求的(de)(de)性能(neng)高,所(suo)以(yi)現在(zai)所(suo)說的(de)(de)ABS一(yi)般(ban)都(dou)是指車身外(wai)(wai)覆蓋(gai)板.關于ABS在(zai)2004年以(yi)前,國(guo)外(wai)(wai)有研究5xxx系(xi)合金(jin)(jin)的(de)(de),也有研究2xxx系(xi)及6xxx系(xi)合金(jin)(jin)的(de)(de),但自2005年起各國(guo)材(cai)料(liao)科(ke)學家(jia)的(de)(de)意見比(bi)較(jiao)統一(yi),大都(dou)集中(zhong)于6xxx系(xi)合金(jin)(jin)的(de)(de)研究與開發,認為(wei)它的(de)(de)綜合性能(neng)比(bi)5xxx系(xi)及2xxx系(xi)合金(jin)(jin)的(de)(de)好一(yi)些.

    6xxx系合(he)(he)金(jin)ABS的(de)(de)生產工藝之一是(shi)鋁加(jia)工企業供(gong)應T4P狀態板材,汽車(che)制造廠進行沖壓(ya)成(cheng)形(xing)與之前的(de)(de)表面處理及噴涂潤滑劑,涂漆后(hou)在烘烤過(guo)(guo)(guo)程中強度(du)得到進一步(bu)的(de)(de)提(ti)高(gao).表中列(lie)出了(le)Si含量對Al-Mg-Si系合(he)(he)金(jin)力學性(xing)能與成(cheng)形(xing)性(xing)能的(de)(de)影(ying)響,ABS 6xxx系合(he)(he)金(jin)都(dou)是(shi)Si含量過(guo)(guo)(guo)剩(sheng)的(de)(de)合(he)(he)金(jin),因(yin)為過(guo)(guo)(guo)剩(sheng)Si的(de)(de)存在不但可以(yi)提(ti)高(gao)BH性(xing)能,而且可以(yi)提(ti)高(gao)抗壓(ya)痕(hen)性(xing).表中的(de)(de)力學性(xing)能為三個方向試樣平均值(zhi).

    6xxx系合(he)金(jin)的成形性(xing)能(neng)(neng)比5xxx系合(he)金(jin)的差一些.研究工作(zuo)者(zhe)為此作(zuo)過種種努力,發現(xian)只要有一定量的Si便(bian)可(ke)提(ti)高(gao)合(he)金(jin)的抻長(chang)率與成形性(xing)能(neng)(neng),但不能(neng)(neng)過多,否則(ze)會(hui)降低彎曲性(xing)能(neng)(neng),對成形性(xing)不利.

    車(che)身鈑(ban)金(jin)件都是沖(chong)制(zhi)的,要求材(cai)料(liao)有良好(hao)的沖(chong)制(zhi)性(xing)能,材(cai)料(liao)的此性(xing)能手可(ke)用(yong)n值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、r值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、杯突值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、屈(qu)強比、成形(xing)極限、斷面(mian)縮頸率評估,有相(xiang)關人士認為(wei):在(zai)評估汽車(che)鋁(lv)合金(jin)鈑(ban)的成形(xing)性(xing)能時,使用(yong)X6值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)評價指標最為(wei)準確;在(zai)簡(jian)單的單向(xiang)拉(la)伸(shen)性(xing)能參(can)數中,可(ke)以使用(yong)Z值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)或n值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)進行評價,而不宜(yi)用(yong)r值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi).X6值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)平(ping)面(mian)應變拉(la)伸(shen)強度(du)Rb-p與單向(xiang)拉(la)伸(shen)試驗抗拉(la)強度(du)Rb-u之比,即X6=Rb-p/Rb-u