发明内容
针对现有T4及T4P态6111铝合金汽车板冲压成形性尚不能满足冲压生产要求的问题，本发明提供一种能显著改善其成形性且适用于工业化生产的加工处理工艺。
本发明以国外已经应用于生产汽车覆盖件的6xxx系铝合金中强度最高的6111合金薄板为对象，6111合金的成分为：
0.6～1.1Si-0.5～1.0Mg-0.5～0.9Cu-0.1～0.45Mn-0.4Fe-0.1Cr-0.15Zn-0.1Ti，余量为Al。
在系统研究了半连续铸造生产的6111合金铸锭在常规均匀化处理前的预先形核温度及形核时间，对半连续铸造生产的6111合金铸锭中，主要含Al和Mn和/或Cr和/或Ti等合金元素的弥散相粒子及主要含Al、Mg、Si和Cu的析出相粒子的析出动力学、形核长大过程和分布规律，以及对非平衡结晶相回溶入基体等行为的影响，并进一步研究了后续常规均匀化处理过程中弥散相、析出相和结晶相粒子的析出、长大或回溶，以及弥散相粒子组态对冷轧合金板材固溶处理过程中的再结晶形核及晶界迁移等影响规律的基础上，优化出能有效改善6111合金板材冲压成形性的热处理制度为：半连续铸造生产的6111合金铸锭经220℃～480℃×1h～15h热处理后，再随炉升温至550℃保温24h进行常规均匀化处理。铸锭切头铣面后重新加热至440℃～450℃后进行热轧，热轧采用纵横交替的方式，总轧制变形量超过85％，终轧温度不低于300℃，热轧板最终厚度为6mm左右。热轧后的板材经420℃～430℃×1h～2h中间退火处理后再冷轧至0.8mm～1.0mm，冷变形量超过75％。冷轧板材经550℃×7min固溶水淬后，室温停放1min～48h，随后在烘干箱中进行150℃～220℃×4min～15min的预时效处理，并再在室温停放2周以上，即为T4P态。由于本发明方法只需将铸锭在常规均匀化处理之前的随炉升温过程中的一定温度下保温一定时间(220℃～480℃×1h～15h)，然后继续升温至常规均匀化温度进行长时间保温处理即可，发明工艺在现有的铝合金生产线上实施控制简单方便。
本发明方法所采用的温度较低，时间较短，不必大量增加设备及工艺投资。更重要的是6111合金板材经本发明方法处理后其冲压成形性及烤漆后的强度都能得到比较明显的改善，这有利于汽车生产厂提高冲压成品率，降低冲压成本，从根本上解决了6111铝合金板材在汽车车身上应用的瓶颈问题，由此而带来的社会经济效益是非常可观的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明工艺作进一步的补充与说明。各实施例采用的6111铝合金成分为：0.91Si-0.72Mg-0.55Cu-0.36Mn-0.09Fe-0.12Zn-0.1Cr-0.1Ti，余量为Al。
实施例1
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至370℃保温3h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行420℃×2h的退火处理，最后冷轧成0.8mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后1min内装入烘干箱中进行170℃×5min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例2
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至220℃保温10h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至445℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×1h的退火处理，最后冷轧成1.0mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放48h，然后装入烘干箱中进行200℃×6min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例3
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至300℃保温15h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行420℃×1.5h的退火处理，最后冷轧成0.8mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放12h，然后装入烘干箱中进行165℃×15min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例4
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至480℃保温5h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至445℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×1h的退火处理，最后冷轧成0.9mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后20min内装入烘干箱中进行160℃×6min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例5
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至425℃保温8h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×1h的退火处理，最后冷轧成0.9mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放4h，随后装入烘干箱中进行220℃×5min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例6
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至250℃保温4h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至450℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×2h的退火处理，最后冷轧成0.8mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放8h，随后装入烘干箱中进行180℃×12min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例7
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至475℃保温1h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行425℃×1h的退火处理，最后冷轧成0.9mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放24h，随后装入烘干箱中进行190℃×15min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例8
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至400℃保温6h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至450℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行420℃×1h的退火处理，最后冷轧成1.0mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后1min内装入烘干箱中进行150℃×8min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例9
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至350℃保温1h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至445℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×1h的退火处理，最后冷轧成1.0mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放12h，随后装入烘干箱中进行190℃×12min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例10
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至280℃保温12h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行420℃×1h的退火处理，最后冷轧成0.8mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放2h，随后装入烘干箱中进行165℃×10min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
实施例11
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至370℃保温7h，然后升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×1h的退火处理，最后冷轧成0.9mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放8h，随后装入烘干箱中进行210℃×7min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
比较例1
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×1h的退火处理，最后冷轧成0.9mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬后室温停放2周以上进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
比较例2
半连续铸造生产的6111合金扁铸锭于室温下装入循环风炉中，随炉升温至550℃保温24h，出炉空冷，切头铣面后重新加热至440℃开轧，先沿着扁铸锭宽度方向轧制3道次，然后沿着扁铸锭长度方向轧制成厚约6mm的板材。将热轧板切定尺后直接进行430℃×1h的退火处理，最后冷轧成0.9mm厚的薄板。薄板在盐浴炉中进行550℃×7min固溶处理水淬固溶处理水淬后30min内装入烘干箱中进行175℃×5min的预时效处理，再在室温下停放2周后进行拉伸和杯突实验，板材经2％预变形后再在烘干箱中进行170℃×30min模拟烤漆加热处理，随后测定其强度。
以实施例1～11所处理的6111薄板供货状态性能指标和烤漆处理后的性能指标同比较例1和比较例2的6111合金薄板性能作比较见表1：
表1 6111薄板供货状态性能指标和烤漆处理后的性能指标
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由表1可见，经发明工艺处理后的6111合金薄板供货状态下的成形性能明显改善，而且烤漆后的强度也有所提高，这很好地体现了本发明的价值。