預(yù)時效對6xxx系鋁合金汽車車身板材烤漆硬化性能影響的機(jī)理.pdf

1、6XXX系鋁合金板材由于具有良好的沖壓成形性及耐腐蝕性，還可以利用烤漆工藝實現(xiàn)烘烤硬化，因而是理想的輕質(zhì)汽車車身板材料。為了使6XXX系鋁板在短時(一般不超過30min)低溫（一般不超過175℃）的白車身涂裝烤漆過程中表現(xiàn)出良好的烘烤硬化性能，同時還不會損害其沖壓成形性，必須對其采取合理的預(yù)時效工藝。雖然各國研究人員先后開發(fā)出許多適用于6XXX系鋁合金車身板的預(yù)時效工藝，然而有關(guān)預(yù)時效工藝能同時改善6XXX系鋁合金車身板沖壓成形性和烤漆

2、硬化性的機(jī)理尚不明確。
　　本文針對目前在歐洲廣泛應(yīng)用的是強(qiáng)度較低的AA6016鋁合金車身板及在北美廣泛應(yīng)用的強(qiáng)度較高的AA6111鋁合金車身板(以后的表述中省略AA)，將其先進(jìn)行540℃×10min的固溶處理后立即進(jìn)行70℃～400℃×1s～24h的預(yù)時效處理，隨后于室溫停放兩周，研究了其烤漆前后的電導(dǎo)率、硬度及析出相的變化規(guī)律。得到的主要研究結(jié)論如下:
　　1.6016和6111合金烤漆前后的電導(dǎo)率均隨預(yù)時效時間延長先緩

3、慢增加后迅速增大，預(yù)時效溫度越高，合金電導(dǎo)率開始迅速增大的預(yù)時效時間越短。6111合金烤漆前后的電導(dǎo)率均大于其T4態(tài)的電導(dǎo)率，而6016合金經(jīng)70℃-150℃預(yù)處理不超過12min，其電導(dǎo)率均低于其T4態(tài)的電導(dǎo)率，但再經(jīng)烤漆后的電導(dǎo)率均高于其T4態(tài)的電導(dǎo)率。
　　2.6111合金在70-90℃預(yù)時效時，其烤漆前的硬度隨預(yù)時效時間延長緩慢增大，當(dāng)預(yù)時效時間較短時，烤漆前后的硬度低于其T4態(tài)的硬度。當(dāng)預(yù)時效溫度在110-180℃時，烤

4、漆前后的硬度隨預(yù)時效時間延長先緩慢后較快增大。當(dāng)預(yù)時效溫度在190-250℃時，烤漆前后的硬度隨預(yù)時效時間延長先緩慢后迅速增大至峰值，然后再下降;預(yù)時效溫度越高，烤漆前后硬度出現(xiàn)峰值的時間越短。當(dāng)預(yù)時效溫度在270-400℃時，烤漆前后的硬度均隨預(yù)時效時間延長呈現(xiàn)出單調(diào)遞減的趨勢。低溫（小于130℃）短時、高溫(大于170℃)長時以及預(yù)時效溫度超過250℃，合金均出現(xiàn)烤漆軟化現(xiàn)象。
　　3.6016合金在70-170℃預(yù)時效時，烤

5、漆前后的硬度均隨預(yù)時效時間延長呈現(xiàn)出先緩慢后迅速增大的趨勢;當(dāng)預(yù)時效時間較短時，烤漆前后的硬度低于其T4態(tài)的硬度;在180-250℃預(yù)時效時，烤漆前后的硬度隨預(yù)時效時間延長先緩慢后迅速增大至峰值，然后再下降;預(yù)時效溫度升高，烤漆前后硬度出現(xiàn)峰值的時間縮短，對應(yīng)的硬度最大值逐漸降低。經(jīng)190℃×6min預(yù)時效后的烘烤硬化量達(dá)到17HV，預(yù)時效后合金基體中出現(xiàn)少量直徑約為2nm的點狀析出相;經(jīng)170℃×30min模擬烤漆后，基體出現(xiàn)大量直徑

6、約5nm長約20nm且彌散分布的針狀析出相;經(jīng)230℃×8s預(yù)時效后，烘烤硬化量達(dá)到12.8HV，預(yù)時效后基體中出現(xiàn)許多細(xì)密的直徑約1-2nm的點狀析出相，模擬烤漆后析出相直徑增大至2-5nm，且密度略有增加;經(jīng)250℃×1min預(yù)時效后，烘烤硬化量減小至6.1HV，預(yù)時效后合金基體中出現(xiàn)大量直徑約2nm、長約8nm～20nm、尺寸及分布極其不均勻的針狀析出相，再經(jīng)模擬烤漆后針狀析出相尺寸略有增大，尺寸及分布均趨于均勻;在270-400