连续铸造新型6xxx铝合金的方法以及由此制成的产品

分案信息

本申请是2015年12月2日递交的申请号为201580065499.7、发明名称为“连续铸造新型6xxx铝合金的方法以及由此制成的产品”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及铝合金领域，更具体地涉及连续铸造新型6xxx铝合金的方法以及由此制成的产品。

背景技术

6xxx铝合金是用硅和镁生成硅化镁(Mg

发明内容

本发明涉及以连续的在线序列制造6xxx铝合金带的方法，其包括：(i)提供连续铸造的铝合金带作为给料；(ii)通过至少两个机架将给料在线轧制(例如热轧和/或冷轧)为所需厚度，任选地轧制为最终产品规格。轧制后，可对给料进行(iii)固溶热处理和(iv)淬火。在固溶热处理和淬火之后，可对6xxx铝合金带进行(v)人为老化(例如，通过烤漆)。可选的附加步骤包括离线冷轧(例如，在固溶热处理前一刻或紧接固溶热处理之后)、拉伸矫直和卷取。该方法产生具有改善的特性组合(例如，改善的强度和成形性组合)的铝合金带。

现在参见图1，其示出了制造6xxx铝合金带的一种方法。在该实施方案中，连续铸造的铝6XXX铝合金带给料1任选地通过剪切和修剪工位2，并且任选地在固溶热处理之前进行修剪8。所述铝合金带可为T4或T43回火。加热步骤和随后的淬火步骤的温度将根据所需的回火而变化。在其他实施方案中，可以在流程图的任何步骤之间进行淬火，例如在铸造步骤1与剪切和修剪步骤2之间。在进一步的实施方案中，卷取可以在轧制步骤6之后，接在离线冷加工或固溶热处理后进行。在其他实施方案中，生产方法可利用铸造步骤作为固溶化步骤，这样可无任何固溶热处理或退火，如共同拥有的美国专利申请公开US2014/0000768所述，该文献全文引入本文以供参考。在一个实施方案中，铝合金带在淬火之后卷取。卷取的产品(例如，T4或T43回火)可运送至客户(例如用于生产成形汽车零件/部件，诸如成形汽车面板)。客户可对成形产品进行烤漆处理和/或其他方式的热处理(例如，人为地老化)，以获得最终的回火产品(例如，T6回火，其可以是接近峰值强度的T6回火，如下文所述)。

如本文所用，术语“退火”是指引起金属回复和/或重结晶的加热工艺(例如，用以改善成形性)。用于铝合金退火的典型温度范围为500至900℉。

同样如本文所用，术语“固溶热处理”是指一种冶金工艺，其中金属保持在高温下，以使得合金元素的第二相颗粒至少部分地溶解到固溶体中(例如完全溶解第二相颗粒)。固溶热处理中使用的温度通常高于退火时使用的温度，但低于合金的初熔点，例如在905℉至1060℉范围内的温度。在一个实施方案中，固溶热处理温度至少为950℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度至少为960℉。在又一个实施方案中，固溶热处理温度至少为970℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度至少为980℉。在又一实施方案中，固溶热处理温度至少为990℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度至少为1000℉。在一个实施方案中，固溶热处理温度不超过至少1050℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度不超过至少1040℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度不超过至少1030℉。在一个实施方案中，固溶热处理温度至少为950℉至1060℉。在另一个实施方案中，固溶热处理的温度为960℉至1060℉。在又一实施方案中，固溶热处理温度为970℉至1050℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度为980℉至1040℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度为990℉至1040℉。在另一个实施方案中，固溶热处理温度为1000℉至1040℉。

如本文所用，术语“给料”是指带状的铝合金。本发明的实践中使用的给料可以通过本领域内的技术人员熟知的任何数量的连续铸造技术来制备。用于制造带材的优选方法在授予Wyatt-Mair和Harrington的美国专利5,496,423中有所描述。另一种优选的方法在申请序列号10/078,638(现为美国专利6,672,368)和序列号10/377,376中有所描述，所述专利均转让给了本发明的受让人。通常，取决于期望的连续处理和带材的最终用途，铸造带材将具有约43至254cm(约17至100英寸)的宽度。

图2示意性地示出了执行附加加热和轧制步骤的许多可供选择的实施方案之一的装置。金属在熔炉80中被加热，熔化的金属盛装在熔炉保持器81,82中。熔化的金属通过槽84，并进一步通过脱气装置86和过滤装置88制备。中间包90将熔化的金属提供给连铸机92，例如带式连铸机，但不限于此。从连铸机92出来的金属给料94移动通过可选的剪切96和修剪98工位，以修剪和横向切割边缘，然后被送至可选的淬火工位100，以调节轧制温度。

在淬火100之后，给料94通过轧机102，形成中间厚度。然后对给料94进行额外的热轧(轧制)104和任选的冷轧(轧制)106,108，以获得所需的最终规格。可以如图所示在线进行冷轧(轧制)，或者离线进行。

在本发明的实践中可以使用多种淬火装置中的任一种。通常，淬火工位是将液体或气体形式的冷却流体喷射到热给料上，以快速降低其温度的工位。合适的冷却流体包括水、空气、液化气体，如二氧化碳等。优选的是快速进行淬火，以快速降低热给料的温度，防止固溶体中的合金元素显著沉淀。

一般来说，工位100的淬火步骤将给料温度从出连铸机时的850到1050℉降低到所需的轧制温度(如热轧或冷轧温度)。通常，给料在工位100处淬火之后离开时的温度范围为100至950℉，具体取决于所需的合金和回火。喷水或空气淬火可用于此目的。在另一个实施方案中，淬火将给料温度从900至950℉降低到800至850℉。在另一个实施方案中，给料在工位51处淬火之后离开时的温度范围为600至900℉。

热轧102通常在400至1000℉的温度范围内进行，优选地为400至900℉，更优选地为700至900℉。冷轧通常在环境温度至低于400℉的温度下进行。热轧时，热轧机架出口处的带材的温度可在100至800℉之间，优选地在100至550℉之间，因为带材在轧制过程中可能被辊冷却。

受包括本发明的至少两个轧制机架在内的轧制步骤影响的厚度减小程度，其目的是达到要求的最终规格或中间规格，其中任一者都可以是目标厚度如以下实施方案所示，使用两个轧制机架有利于获得意想不到的和改进的特性组合。在一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小15％至80％，以达到目标厚度。可以调节带材的铸态(铸造)规格，以便在所述至少两个轧制机架上实现适当的总减小量，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少25％。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少30％。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少35％。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小至少40％。在这些实施方案的任一者中，第一热轧机架与至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过75％。在这些实施方案的任一者中，第一热轧机架与至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过65％。在这些实施方案的任一者中，第一热轧机架与至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过60％。在这些实施方案的任一者中，第一热轧机架与至少第二热轧机架的组合可将铸态(铸造)厚度减小不超过55％。

在一种方法中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸造(铸造)厚度减小了15％至75％，以达到目标厚度。在一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了15％至70％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了15％至65％，以达到目标厚度。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了15％至60％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了15％至55％，以达到目标厚度。

在另一种方法中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了20％至75％，以达到目标厚度。在一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了20％至70％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了20％至65％，以达到目标厚度。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了20％至60％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了20％至55％，以达到目标厚度。

在另一种方法中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了25％至75％，以达到目标厚度。在一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了25％至70％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了25％至65％，以达到目标厚度。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了25％至60％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了25％至55％，以达到目标厚度。

在另一种方法中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了30％至75％，以达到目标厚度。在一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了30％至70％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了30％至65％，以达到目标厚度。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了30％至60％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了30％至55％，以达到目标厚度。

在另一种方法中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了35％至75％，以达到目标厚度。在一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了35％至70％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了35％至65％，以达到目标厚度。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了35％至60％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了35％至55％，以达到目标厚度。

在另一种方法中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了40％至75％，以达到目标厚度。在一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了40％至70％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了40％至65％，以达到目标厚度。在又一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了40％至60％，以达到目标厚度。在另一个实施方案中，第一轧制机架与至少第二轧制机架的组合将铸态(铸造)厚度减小了40％至55％，以达到目标厚度。

关于第一轧制机架，在一个实施方案中，通过第一轧制机架实现了1％-50％的厚度减小，此厚度减小是从铸造厚度到中间厚度的厚度减小。在一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了5％-45％。在另一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了10％-45％。在又一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了11％-40％。在另一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了12％-35％。在又一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了12％-34％。在另一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了13％-33％。在又一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了14％-32％。在另一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了15％-31％。在又一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了16％-30％。在另一个实施方案中，第一轧制机架将铸态(铸造)厚度减小了17％-29％。

第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了1％-70％的厚度减小。本领域的技术人员可以根据实现目标厚度所需的总减小量以及第一轧制机架实现的减小量，通过数学计算来选择适当的第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)减小量。

(1)目标厚度＝铸件规格厚度*(第一机架实现的％减少量)*(第二机架及任何后续机架实现的％减少量)

(2)实现目标厚度所需的总减小量＝第一机架实现的减小量+第二机架(或更多机架)实现的减小量

在一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了5％-70％的厚度减小。在另一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了10％-70％的厚度减小。在又一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了15％-70％的厚度减小。在另一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了20％-70％的厚度减小。在又一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了25％-70％的厚度减小。在另一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了30％-70％的厚度减小。在又一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了35％-70％的厚度减小。在另一个实施方案中，第二轧制机架(或第二轧制机架与任何附加轧制机架的组合)相对于第一轧制机架实现的中间厚度实现了40％-70％的厚度减小。

给料通常以合适的轧制厚度(例如，从1.524至10.160mm，即0.060至0.400英寸)进入第一轧制工位(在本文中有时被称为“机架”)。在至少两个轧制机架之后，带材的最终规格厚度可在0.1524至4.064mm(0.006至0.160英寸)的范围内。在一个实施方案中，在至少两个轧制机架之后，带材的最终规格厚度在0.8至3.0mm(0.031至0.118英寸)的范围内。

在加热器112处进行的加热步骤由成品中所需的合金和回火决定。在一个优选的实施方案中，给料将在上述固溶热处理温度下在线进行固溶热处理。加热在足以确保合金溶解但铝合金不会初熔的温度和时间内进行。固溶热处理有助于T回火的生产。

在另一个实施方案中，可在轧制(例如热轧)之后，在额外的冷轧之前进行退火，以达到最终规格。在本实施方案中，给料经过至少两台机架的轧制、退火、冷轧、任选的修剪、在线或离线的固溶热处理以及淬火。附加步骤可包括拉伸矫直和卷取。

类似地，工位100处的淬火将取决于最终产品中所需的回火。例如，已经过固溶热处理的给料将被淬火，优选地进行空气和/或水淬火至70至250℉，优选地淬火至100至200℉，然后卷取。在另一个实施方案中，已经过固溶热处理的给料将被淬火，优选地进行空气和/或水淬火至70至250℉，优选地淬火至70至180℉，然后卷取。优选地，工位100处的淬火是水淬火或空气淬火或组合淬火，其中首先施加水，以将带材的温度调节至刚好高于Leidenfrost温度(对于许多铝合金来说为约550℉)，然后进行空气淬火。这种方法将水淬火的快速冷却优点与可以在产品中形成高质量表面的空气喷射低应力淬火相结合，将使变形最小化。对于经热处理的产品，优选约250℉或更低的出口温度。

已经退火的产品可以进行淬火，优选地进行空气或水淬火至110至720℉，然后卷取。可以理解，退火可以如图所示在线地进行，也可以通过分批退火离线进行。

尽管到目前为止在一个实施方案中将本发明的工艺描述为使用两台机架进行轧制(例如热轧和/或冷轧)的单步骤，但还可以想到其他的实施方案，并且可使用任意合适数量的热/冷轧机架，以达到适当的目标厚度。例如，用于薄规格的轧机布置可包括热轧步骤，然后根据需要设置热轧和/或冷轧步骤。

然后任选地对给料94进行修整110，然后在加热器112中进行固溶热处理。在加热器112中进行固溶热处理之后，给料94任选地通过轮廓仪113，并且任选地在淬火工位114处淬火。所得带材经受x射线116,118处理以及表面检查120，然后任选地进行卷取。固溶热处理工位可设置在达到最终规格之后，后接淬火工位。根据需要，可以在轧制步骤之间设置附加的在线退火步骤和淬火步骤，用于中间退火以及使溶质保持在溶液中。

在固溶热处理和淬火之后，新型6xxx铝合金可以自然地老化，例如老化为T4或T43回火。在一些实施方案中，在自然老化之后，卷取的新型6xxx铝合金产品被运送到客户处以待进一步加工。

在任何自然老化之后，新型6xxx铝合金可进行人为老化，以形成沉淀硬化的沉淀物。人为老化可包括在一个或多个高温下(例如93.3℃至232.2℃，即200℉至450℉)加热新型6xxx铝合金一个或多个时间段(例如几分钟至数小时)。人为老化可包括对新型6xxx铝合金进行烤漆处理(例如当铝合金用于汽车应用时)。人为老化可任选地在烤漆处理之前进行(例如，在将新型6xxx铝合金成形为汽车部件之后)。在任何烤漆处理之后也可根据需要/适当地进行附加的人为老化。在一个实施方案中，最终的6xxx铝合金产品为T6回火，这意味着最终的6xxx铝合金产品经过了固溶热处理、淬火和人为老化。人为老化不一定必须老化到峰值强度，而是既可以老化到峰值强度，也可以老化到接近峰值强度(接近峰值强度表示峰值强度的10％以内)。

组成

任何合适的6xxx铝合金都可以根据本文所述的新方法进行加工。一些合适的6xxx铝合金包括合金6101、6101A、6101B、6201、6201A、6401、6501、6002、6003、6103、6005、6005A、6005B、6005C、6105、6205、6305、6006、6106、6206、6306、6008、6009、6010、6110、6110A、6011、6111、6012、6012A、6013、6113、6014、6015、6016、6016A、6116、6018、6019、6020、6021、6022、6023、6024、6025、6026、6027、6028、6031、6032、6033、6040、6041、6042、6043、6151、6351、6351A、6451、6951、6053、6055、6056、6156、6060、6160、6260、6360、6460、6460B、6560、6660、6061、6061A、6261、6361、6162、6262、6262A、6063、6463、6463A、6763、6963、6064、6064A、6065、6066、6068、6069、6070、6081、6181、6181A、6082、6082A、6182、6091和6092，如Aluminum Association document“International Alloy Designations andChemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys”(Jan.2015)(铝业协会文件“针对锻制铝及锻制铝合金的国际合金命名和化学成分限制”，2015年1月)中所定义，该文件以引用的方式并入本文。

在一个实施方案中，新型6xxx铝合金是含有0.8至1.25重量％的Si，0.2至0.6重量％的Mg，0.5至1.15重量％的Cu，0.01至0.20重量％的锰，以及0.01至0.3重量％的铁的高硅6xxx合金。

新型高硅6xxx铝合金中含有硅(Si)，通常在0.80重量％至1.25重量％Si范围内。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括1.00重量％至1.25重量％的Si。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括1.05重量％至1.25重量％的Si。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括1.05重量％至1.20重量％的Si。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括1.05重量％至1.15重量％的Si。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括1.08重量％至1.18重量％的Si。

新型高硅6xxx铝合金中包含镁(Mg)，通常在0.20重量％至0.60重量％Mg范围内。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.20重量％至0.45重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.25重量％至0.40重量％的Mg。

新型高硅6xxx铝合金中含有铜(Cu)，通常在0.50重量％至1.15重量％Cu范围内。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.60重量％至1.10重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.65重量％至1.05重量％的Cu。在又一实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.70重量％至1.00重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.75重量％至1.00重量％的Cu。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.75重量％至0.95重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.75重量％至0.90重量％的Cu。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.80重量％至0.95重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.80重量％至0.90重量％的Cu。

新型高硅6xxx铝合金中含有铁铜(Fe)，通常在0.01重量％至0.30重量％Fe范围内。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.01重量％至0.25重量％的Fe。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.01重量％至0.20重量％的Fe。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.07重量％至0.185重量％的Fe。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.09重量％至0.17重量％的Fe。

新型高硅6xxx铝合金中包含锰(Mn)，通常在0.01重量％至0.20重量％Mg范围内。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.02重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.04重量％的Mn。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.05重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.06重量％的Mn。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.18重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.16重量％的Mn。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.14重量％的Mn。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.02重量％至0.08重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.04重量％至0.18重量％的Mn。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.05重量％至0.16重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.05重量％至0.14重量％的Mn。

新型硅6xxx铝合金中可任选地包括钛(Ti)，其含量为最多至0.30重量％的Ti。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.01重量％的Ti。对于提高耐腐蚀性非常重要实施方案，新型高硅6xxx铝合金包括至少0.05重量％的Ti。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.06重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.07重量％的Ti。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.08重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.09重量％的Ti。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含至少0.10重量％的Ti。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.25重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.21重量％的Ti。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.18重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.15重量％的Ti。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包含不超过0.12重量％的Ti。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.01重量％至0.30重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.05重量％至0.25重量％的Ti。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.06重量％至0.21重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.07重量％至0.18重量％的Ti。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.08重量％至0.15重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括0.09重量％至0.12重量％的Ti。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括约0.11重量％的Ti。在一些实施方案中，6xxx高硅铝合金可以不含钛，或者可以包括0.01至0.04重量％的Ti。

新型高硅6xxx铝合金中可任选地包括锌(Zn)，其含量为最多至0.25重量％的Zn。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.20重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.15重量％的Zn。

新型高硅6xxx铝合金中可任选地包括铬(Cr)，其含量为最多至0.15重量％的Cr。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.10重量％的Cr。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.07重量％的Cr。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.05重量％的Cr。

新型高硅6xxx铝合金中可任选地包括锆(Zr)，其含量为最多至0.18重量％的Zr。在一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.14重量％的Zr。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.11重量％的Zr。在又一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.08重量％的Zr。在另一个实施方案中，新型高硅6xxx铝合金包括最多至0.05重量％的Zr。

如上所述，新型高硅6xxx铝合金的剩余部分为铝和其他元素。如本文所用，“其他元素”包括元素周期表中除上文指出的元素之外的所有其他金属元素，即除铝(Al)、Ti、Si、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn、Cr和Zr之外的元素。新型高硅6xxx铝合金可包括的任何“其他元素”每种不超过0.10重量％，这些“其他元素”的总组合量在新型铝合金中不超过0.30重量％。在一个实施方案中，在铝合金中，这些其他元素中的每一者都不超过0.05重量％，并且在铝合金中，这些其他元素的总组合量不超过0.15重量％。在另一个实施方案中，在铝合金中，这些其他元素中的每一者都不超过0.03重量％，并且在铝合金中，这些其他元素的总组合量不超过0.10重量％。

除非另有说明，否则在使用“最多至”提及某元素的量时，意思是该元素成分是可选的，且包括该特定组成成分的量为零的情况。除非另有说明，否则所有的成分百分比都是指重量百分比(重量％)。下表提供了新型高硅6xxx铝合金的一些非限制性实施方案。

新型高硅6xxx铝合金的实施方案

特性

如上所述，新型6xxx铝合金可实现改进的特性组合。在一个实施方案中，改进的特性组合涉及改进的强度和成形性的组合。在一个实施方案中，改进的特性组合涉及改进的强度、成形性和耐腐蚀性的组合。

根据ASTM B557测量，6xxx铝合金产品在自然老化的条件下可实现100至200MPa的拉伸屈服强度(LT)。例如，6xxx铝合金产品经过固溶热处理、可选的应力消除(例如1％-6％拉伸)和自然老化后，可实现100至200MPa的拉伸屈服强度(LT)，诸如T4或T43回火之一中的拉伸屈服强度。T4或T43回火中的自然老化强度应在自然老化30天时测量。

在一个实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少130MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少135MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又个一实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少140MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少145MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又个一实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少150MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少155MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又个一实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少160MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少165MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又个一实施方案中，T4回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少170MPa的拉伸屈服强度(LT)。

在一个实施方案中，T43回火中的新的6xxx铝合金可以实现至少110MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少115MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少120MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少125MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少130MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少135MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少140MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少145MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，T43回火中的新型6xxx铝合金可以实现至少150MPa的拉伸屈服强度(LT)。

根据ASTM B557测量，6xxx铝合金产品在人为老化条件下可实现160至350MPa的拉伸屈服强度(LT)。例如，新型6xxx铝合金产品经过固溶热处理、可选的应力消除(例如1％-6％拉伸)和人为老化之后，可实现160至350MPa的近峰值强度。在一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现至少165MPa的拉伸屈服强度(LT)(例如，当老化到接近峰值强度时)。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少170MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少175MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少180MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少185MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少190MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少195MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少200MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少205MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少210MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少215MPa的拉伸屈服强度(LT)。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少220MPa的拉伸屈服强度(LT)。在又个一实施方案中，新型6xxx铝合金可实现至少225MPa或更高的拉伸屈服强度(LT)。

在一个实施方案中，当按照ISO 12004-2:2008标准测量时，新型6xxx铝合金在1.0mm的规格下实现了28.0至35.0(Engr％)的FLD

当按照ISO标准11846(1995)(方法B)进行测定时，新型6xxx铝合金可以实现良好的晶间腐蚀抗性，例如实现不大于350微米的侵蚀深度测量值(例如，在如上所述的近峰值老化条件下)。在一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于340微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于330微米的侵蚀深度。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于320微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于310微米的侵蚀深度。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于300微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于290微米的侵蚀深度。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于280微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于270微米的侵蚀深度。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于260微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于250微米的侵蚀深度。在又一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于240微米的侵蚀深度。在另一个实施方案中，新型6xxx铝合金可以实现不大于230微米或更小的侵蚀深度。

如上所述，新型6xxx铝合金可实现改进的特性组合。改进的特性组合可能归因于新型6xxx铝合金独特的微观结构。例如，新型6xxx铝合金可包括改进的第二相颗粒分散体。“第二相颗粒”是含有诸如铁、铜、锰、硅和/或铬的组分颗粒(例如Al

第二相颗粒簇数量密度测量程序

1.用于SEM成像的合金的制备

使用从240号粒度开始并移动通过320、400号粒度，最后移动到600号粒度的逐渐变细的砂纸来研磨合金的纵向(L-ST)样品(例如约30秒)。研磨之后，按顺序使用(a)3微米摩擦布和3微米金刚石悬浮液、(b)3微米丝布和3微米金刚石悬浮液以及最后用(c)1微米丝布和1微米金刚石悬浮液将样品在布上进行抛光(例如，约2-3分钟)。在抛光期间，可使用适当的油类润滑剂。在进行SEM检查之前，使用0.05微米胶体二氧化硅进行最终抛光(例如，约30秒)，最后用水冲洗。

2.SEM图像采集

使用JSM Sirion XL30 FEG SEM或类似的FEG SEM，在金相学制备的纵向(L-ST)截面(上述每个截面1)的表面捕获20个背散射电子图像。在500倍的放大倍率下，图像尺寸必须为1296像素×968像素。像素尺寸为x＝0.195313μm，y＝0.19084μm。工作距离为5.0mm，束斑尺寸为5时，加速电压为5kV。对比度设置为97，亮度设置为56。图像采集应产生8位数字灰度级图像(0为黑色，255为白色)，其中基体的平均灰度级为约55，标准偏差约为+/-7。

3.第二相颗粒的辨别

目的第二相颗粒的平均原子数大于基体(铝基体)，因此第二相颗粒在图像表示中将看起来明亮。构成颗粒的像素被定义为灰度级大于(>)平均基体灰度级+5标准偏差的任何像素(例如，使用高于55+5*7＝90的数字)。计算每个图像的平均基体灰度级和标准偏差。像素尺寸为x＝0.195313μm，y＝0.19084μm。通过辨别灰度级图像来创建二进制图像，使得高于平均基体灰度级+5标准偏差(阈值)的所有像素为白色(255)，并使得低于或等于阈值(平均基体灰度级+5标准偏差)的所有像素为黑色(0)。

4.单个白色像素的废弃

从二进制图像中去除与八个方向中一个方向上的另一个白色像素不相邻的任何单独白色像素。

5.扩张顺序

使用图6a至6c所示的三个结构元件来扩张每个二进制图像中的白色像素。

将第一结构元件(参见图6a)应用于原始二进制图像进行单次扩张(新图像A)，然后将第二结构元件(参见图6b)应用于原始二进制图像进行单次扩张(新图像B)，并且将第三结构元件(参见图6c)应用于原始二进制图像进行三次扩张(新图像C)。如果三个图像中的任何相应像素的灰度级为255，则将新图像A-C与被设置为255的相加图像中的任何像素相加。该相加后的图像成为“最终图像”。使用“最终图像”作为起始图像重复上述过程，并重复总共五个扩张顺序。在完成最终扩张顺序之后，测量所得图像中灰度级为255的区域作为簇。

7.簇测量

所得图像中灰度级为255的区域被计为簇。只有完全在测量框架内的对象(不接触图像边缘)才被计数。对每个图像中的簇数量进行计数，然后除以图像面积，得到该图像的簇数量密度。然后根据20张图像的簇数量密度计算20张图像的中值簇数量密度。然后将合金样品用600号粒度砂纸再次进行研磨，然后按照步骤1再次进行抛光，之后重复步骤2-7，获得第二中值簇数量密度。然后计算第一样品和第二个样品的中值簇数量密度的平均值，得到合金的平均第二相颗粒簇数量密度。

**第二相颗粒簇数量密度测量程序的结束**

本文所述的新型6xxx铝合金带产品可用于各种产品应用。在一个实施方案中，通过本文所述的新工艺制成的新型6xxx铝合金产品用于汽车应用，诸如封闭板(例如引擎罩、挡泥板、车门、车顶和行李厢盖等)和白车身(例如立柱、补强件)应用等。

附图说明

图1是示出本发明的加工步骤的一个实施方案的流程图。

图2是用于执行本发明的方法的装置的附加实施方案。该线配备有四台轧机，以达到更精细的成品规格。

图3是表示实例1的合金的特性的图。

图4是表示实例2的合金的特性的图。

图5a是合金A1的显微照片，图5b是根据本专利申请的实例5显示第二相颗粒簇的合金C1的显微照片。

图6a至6c分别示出了本发明的三个结构元件。

具体实施方式

实例

以下实例旨在说明本发明，不应理解为以任何方式限制本发明。

实例1

通过本发明的方法和常规方法在线加工可热处理的6xxx铝合金。熔体分析如下：

表1-元素重量百分比

合金的余量为铝和不可避免的杂质。

将合金连续铸造至3.683至3.759mm(0.145至0.148英寸)的厚度，并如下进行在线加工：通过一步热轧至2.057至2.261mm(0.081至0.089英寸)的中间规格，然后进行水淬火(除了合金A2N用空气冷却)，然后冷轧至1.0mm(约0.039英寸)的最终规格。然后加工这些样品，使其达到T43回火。然后通过按照ASTM B557测量FLD

表2-实例1的参数和特性

表2的数据也显示在图3中。合金A2N的特性未显示在图3中，因为该合金基本上与合金A2的性质重叠。

实例2

通过本发明的方法和常规方法在线加工可热处理的铝合金。熔体分析如下：

表3-元素重量百分比

/>

合金的余量为铝和不可避免的杂质。

通过直接激冷铸造制成合金B1和B3，并对其进行常规加工。加工合金B1以达到T43回火，加工合金B3以达到T4回火。通过连续铸造制成合金B2和B4，厚度为3.759至4.978mm(0.148至0.196英寸)，并通过热轧和冷轧对合金进行在线加工。合金B2仅使用一个热轧机架进行轧制，而合金B4使用一个热轧机架和一个冷轧机架进行轧制。轧制之后，对合金B2进行水淬火。合金B4在热轧机架和冷轧机架之间进行水淬火。加工合金B2以达到T43回火，加工合金B4以达到T4回火。然后通过按照ASTM B557测量FLD

表4-实例2的参数和特性

如图所示，与合金B1-B3相比，合金B4实现了更好的强度和成形性组合。据信当使用多个(≥2)热轧机架时，合金B4将达到类似的性能。表4的数据也显示在图4中。

实例3

根据ISO标准11846(1995)(方法B)测量合金A1-A4和合金B4的晶间耐腐蚀性(通过测量侵蚀深度)，其结果如下表5所示。合金A1-A4处于T43回火状态，合金B4处于T4回火状态，之后将所有合金人工老化至接近峰值强度。如下表5所示，合金B4在合金A1-A4上实现了显著改善的晶间耐腐蚀性。

表5-耐腐蚀性性能

合金B4在合金A1-A4上实现了显著改善的晶间耐腐蚀性。

还对合金B1、B3和B4进行了丝状腐蚀测试。与合金B1和B3相比，合金B4实现了更好的丝状耐腐蚀性。

实例4

通过本发明的方法在线加工三种另外的可热处理的铝合金。熔体分析如下：

表6-元素重量百分比

合金的余量为铝和不可避免的杂质。

将合金C1连续铸造至4.572mm(0.180英寸)的厚度，并且将合金C2-C3连续铸造至3.429至3.454mm(0.135至0.136英寸)的厚度。合金C1通过两步热轧进行在线加工，其中通过第一机架将其热轧至3.785mm(0.149英寸)的中间规格(减少17％)，通过第二机架将其热轧至另一中间规格为3.150mm(0.124英寸)(减少17％)。然后将合金C1冷轧至1.500mm(0.059英寸)的最终规格(52.4％冷加工)，合金C2通过两步热轧进行在线加工，其中通过第一机架将其热轧至2.616mm(0.103英寸)的中间规格(减少24％)，通过第二机架将其热轧至1.500mm(0.059英寸)的最终规格(减少42％)。合金C3通过两步热轧进行在线加工，其中通过第一机架将其热轧至2.591mm(0.102英寸)的中间规格(减少25％)，通过第二机架将其热轧至1.500mm(0.059英寸)的最终规格(减少42％)。合金C2和C3不进行冷轧。轧制之后，加工合金C1-C3使其达到T4回火。

然后通过按照ASTM B557测量FLD

表7-实例4的特性

实例5

根据上述“第二相颗粒簇数量密度测量程序”测量T4或T43回火状态的合金A1-A4、B4和C1-C3的第二相颗粒簇数量密度(如果适用)，其结果示于下表8中。

表8-第二相颗粒簇数量密度测量结果

如图所示，强度和成形性组合有所改进的新型6xxx铝合金通常具有较大的簇数量密度。如上所述，第二相颗粒凝聚/聚集成簇可能对合金的成形性质不利。簇数量密度较大表明第二相颗粒在合金中的凝聚/聚集程度较低，这可能对成形性有利。图5a和图5b分别为示出两种合金A1和C1的簇的显微照片。如图所示，合金C1中第二相颗粒的凝聚/聚集程度低得多。

实例

对于上述实例合金中的各种合金，测量了L、LT和45°方向的R值，其结果示于下表9中。

表9-R值测量结果

如本文所用，“R值”是塑性应变比或真实宽度应变与真实厚度应变的比值，如公式r值＝εw/εt中所定义。使用引伸计测量R值，以在拉伸测试期间收集宽度应变数据，同时用引伸计测量纵向应变。然后计算真实塑料长度和宽度应变，并由恒定体积假设确定厚度应变。然后将R值计算为从拉伸测试获得的真实塑性宽度应变与真实塑性厚度应变关系图的斜率。根据下式(1)计算“ΔR”：

(1)ΔR＝绝对值[(r_L+r_LT–2*r_45)/2]

其中r_L是铝合金产品在纵向上的R值，其中r_LT是铝合金产品在长横方向上的R值，并且其中r_45是铝合金产品在45°方向上的R值。

如图所示，本发明合金(B4，C1-C3)实现了比非本发明合金低得多的ΔR，这意味着本发明合金比非本发明合金具有更多的各向同性。在一个实施方案中，本文所述的新型6xxx铝合金实现了不大于0.10的ΔR。在另一个实施方案中，本文所述的新型6xxx铝合金实现了不大于0.09的ΔR。在又一个实施方案中，本文所述的新型6xxx铝合金实现了不大于0.08的ΔR。在另一个实施方案中，本文所述的新型6xxx铝合金实现了不大于0.07的ΔR。在又一个实施方案中，本文所述的新型6xxx铝合金实现了不大于0.06的ΔR。在另一个实施方案中，本文所述的新型6xxx铝合金实现了不大于0.05的ΔR。在又一个实施方案中，本文所述的新型6xxx铝合金实现了不大于0.04或更小的ΔR。

尽管上面已出于说明的目的描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的情况下，可以对本发明的细节进行多种变化。