CN114654828A - 包覆铝合金产品和其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包覆铝合金产品和其制备方法。本文提供新的包覆铝合金产品和制备这些合金的方法。这些合金产品具有强度和其它关键属性的组合，所述关键属性如耐腐蚀性、成形性和接合能力。所述合金产品可用于各种应用，包括汽车、运输和电子应用。
Description
本申请是申请号为201880026937.2母案的分案申请。该母案的申请日为2018年4月23日；发明名称为“包覆铝合金产品和其制备方法”。
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年4月24日提交的美国临时申请第62/488,997号的权益，所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本文。
技术领域
本文提供新型包覆铝合金产品和制备这些合金产品的方法。包覆合金产品适合于各种应用，包括汽车和电子应用。包覆合金产品显示高强度和耐腐蚀特性。
背景技术
为了降低汽车重量并且达到企业平均燃料经济性(CAFE)碳排放标准，汽车行业逐渐将铝合金替代钢。铝合金重量更轻，有助于降低整体汽车重量，这降低燃料消耗。然而，铝合金的引入产生其自身的一系列需求。
为了适用于汽车应用，铝合金产品必须提供高强度和其它关键属性的最好的组合，如耐腐蚀性、成形性和接合能力。在不同系列的铝合金中，7xxx系列铝合金为高端强度应用的主要候选。然而，对于7xxx系列合金，强度的增加通常导致前述关键属性的降低。举例来说，与7xxx系列合金相关的强度和耐腐蚀性能往往成反比，意指虽然合金具有高强度，但是耐腐蚀性能受到限制。
发明内容
由权利要求而非此发明内容米界定本发明涵盖的实施例。此发明内容为本发明的各种方面的高级综述并且引入一些进一步描述于下文具体实施方式部分中的概念。此发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独用以确定所要求保护的主题的范围。主题应参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每个权利要求来理解。
本文提供新的含有包覆铝合金的产品和制备这些合金产品的方法。这些合金产品具有强度和其它关键属性的组合，所述关键属性如耐腐蚀性、成形性和接合能力。接合方法可包括(但不限于)电阻点焊(RSW)、摩擦搅动焊接、远程激光(MIG)焊接、金属惰性气体(MIG)焊接、钨极惰性气体(TIG)焊接、粘合剂粘结和自冲铆接。合金产品可用于各种应用，包括汽车、运输、电子和其它应用。
本文所描述的包覆铝合金产品包含芯层，所述芯层包含至多12.0wt％Zn、1.0wt％到4.0wt％Mg、0.1wt％到3.0wt％Cu、至多0.60wt％Si、至多0.50wt％Fe、至多0.20wt％Mn、至多0.20wt％Cr、至多0.30wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝，其中芯层具有第一侧和第二侧；和在芯层的第一侧上的第一包覆层，其中第一包覆层包含至多约7.0wt％Zn、至多6.0wt％Mg、至多0.35wt％Cu、0.05wt％到13.5wt％Si、0.10wt％到0.90wt％Fe、至多1.5wt％Mn、至多0.35wt％Cr、至多0.30wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。贯穿本申请，所有元素以合金的总重量计。以重量百分比(wt％)描述在一些情况下，芯层包含约5.0wt％到9.5wt％Zn、1.2wt％到2.3wt％Mg、0.10wt％到2.6wt％Cu、至多0.10wt％Si、至多0.15wt％Fe、至多0.05wt％Mn、至多0.05wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
在一些情况下，第一包覆层包含至多约6.0wt％Zn、0.1wt％到3.5wt％Mg、至多0.3wt％Cu、0.05wt％到0.40wt％Si、0.20wt％到0.40wt％Fe、0.10wt％到0.80wt％Mn、至多0.30wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。在一些情况下，第一包覆层包含至多约1.3wt％Zn、0.05wt％到2.0wt％Mg、至多0.35wt％Cu、0.6wt％到13.5wt％Si、0.10wt％到0.80wt％Fe、至多0.80wt％Mn、至多0.35wt％Cr、至多0.30wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。在一些情况下，第一包覆层包含至多约0.5wt％Zn、4.0wt％到4.8wt％Mg、至多0.1wt％Cu、0.05wt％到0.2wt％Si、0.20wt％到0.40wt％Fe、0.1wt％到0.8wt％Mn、至多0.2wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
任选地，芯层的厚度为约0.5到3mm(例如约0.7到约2.3mm或约1mm到约2mm)。在一些情况下，第一包覆层的厚度可为约总包覆产品厚度的1％到25％(例如总包覆产品厚度的约1％到约12％或总包覆产品厚度的约10％)。
本文所描述的包覆铝合金产品可进一步包含位于芯层的第二侧上的第二包覆层。第一包覆层和第二包覆层可包含相同或不同的合金。第二包覆层可包含至多约7.0wt％Zn、至多6.0wt％Mg、至多0.35wt％Cu、0.05wt％到13.5wt％Si、0.10wt％到0.90wt％Fe、至多1.5wt％Mn、至多0.35wt％Cr、至多0.30wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。在一些情况下，第二包覆层可包含至多约6.0wt％Zn、0.1wt％到3.5wt％Mg、至多0.3wt％Cu、0.05wt％到0.40wt％Si、0.20wt％到0.40wt％Fe、0.10wt％到0.80wt％Mn、至多0.30wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
任选地，包覆铝合金产品的屈服强度为至多约600MPa(例如至多约550MPa)。包覆产品的伸长率可为至多约20％(例如至多约15％)。
还提供包含本文所描述的包覆铝合金产品的材料。材料可包括汽车产品(例如汽车结构部件)、航空产品(例如航空结构部件或航空非结构部件)、海洋产品(例如海洋结构部件或海洋非结构部件)，或电子产品(例如电子装置外壳)等等。进一步提供包含如本文所描述的包覆铝合金产品的铝片材和板。
其它目的和优点将从非限制性实例的以下详细描述中显而易见。
附图说明
图1为在各种固溶热处理和淬火技术之后在T6回火条件下示例性合金的拉伸强度的图。
图2为示出在T6回火下示例性合金的拉伸强度的图。样品取自铝片材的各种横向位置。
图3为示出在各种淬火技术(例如自然空气淬火(被称作“AQ”)、强制AQ、温水淬火(被称作“WQ”，水温为约55℃)和室温(被称作“RT”)水淬火)”之后在T6回火下2mm规格的示例性合金的拉伸强度的图。
图4为示出预老化对示例性合金随时间推移的自然老化硬化(被称作“NA”)的影响图。
图5为示出在T6回火下预老化和自然老化对示例性合金的影响的图。
图6为示出在各种热处理之后示例性合金的屈服强度的图。
图7为示出在各种热处理之后示例性合金的拉伸强度的图。
图8为示出在预应变和热处理程序之后示例性合金的屈服强度的图。
图9为示出在烤漆程序之后示例性合金的屈服强度的图。
图10为示出在热处理和烤漆程序之后示例性合金的屈服强度的图。
图11为示出在自然老化之后示例性合金的伸长率的图。
图12为描绘弯曲测试分析的示意图。
图13为示出在预老化和自然老化之后示例性合金的R/t比率(f-因子)的图。
图14为示出在预老化和自然老化之后示例性合金的弯曲角度(DCα，归一化成2.0mm(°))的图。在自然老化的7天(左点)、14天(从左点开始第二个)、60天(从左点开始第三个)和90天(右点)之后评估样品。
图15为示出在各种预老化和自然老化之后示例性合金的伸长率(A80)随屈服强度(Rp)而变的图。在自然老化的7天(左点)、14天(从左点开始第二个)、31天(中心点)、60天(从右点开始第二个)和90天(右点)之后评估样品。
图16为示出在各种预老化和自然老化之后示例性合金的弯曲角度(DCα，归一化成2.0mm(°))随屈服强度(Rp)而变的图。在自然老化的7天(左点)、14天(从左点开始第二个)、60天(从左点开始第三个)和90天(右点)之后评估样品。
图17为示出在预老化和人工老化之后示例性合金的弯曲角度(DCα，归一化成2.0mm(°))的图。
图18A为示出根据本文所描述的方法制备和处理的合金的弯曲性(DCα，归一化成2.0mm(°))和屈服强度(Rp(MPa))的图。
图18B为示出根据本文所描述的方法制备和处理的合金的弯曲性(DCα，归一化成2.0mm(°))和屈服强度(Rp(MPa))的图。
图19为示出在比较非包覆铝合金样品(即，没有5xxx包覆层的单片7xxx系列)铝合金上的腐蚀的数字图像。
图20为示出在T4回火下示例性包覆铝合金样品(即，具有5xxx包覆层的7xxx系列铝合金芯层)的微结构的显微照片。
图21为示出在T4回火下示例性包覆铝合金图样品(即，具有5xxx包覆层的7xxx系列铝合金芯层)的微结构的显微照片。
图22A为示出在T6回火下有具有5xxx包覆层的7xxx系列铝合金芯层)示例性包覆铝合金样品的部分穿透焊接的显微照片图像。
图22B为示出部分穿透焊接的各种区域的锌、镁和铜含量的图。
图23A为示出在F、T4和T6回火下有具有5xxx包覆层的7xxx系列铝合金芯层的铆接示例性包覆铝合金样品的数字图像。
图23B为示出铆接示例性包覆铝合金样品的横截面的显微照片图像。
具体实施方式
本文描述新的包覆铝合金产品和制备这些合金产品的方法。包覆铝合金产品包括芯层和一个或多个包覆层。对于包覆铝合金产品，代表材料的最大组分的芯层主要决定包覆材料的整体机械特性(例如，强度)。另一方面，代表材料的小组分的(一个或多个)包覆层与包覆材料周围的环境接触，并且由此确定化学活性(例如，耐腐蚀性)并且可能影响包覆材料的成形性和接合特性。
本文所描述的包覆铝合金产品具有强度和其它关键属性的组合，所述关键属性如耐腐蚀性、成形性和接合能力。接合方法可包括(但不限于)电阻点焊(RSW)、摩擦搅动焊接(FSW)、远程激光焊接、金属惰性气体(MIG)焊接、钨极惰性气体(TIG)焊接、粘合剂粘结和自冲铆接。
定义和描述：
如本文所使用的，术语“发明”、“所述发明”、“此发明”和“本发明”旨在广泛地指代本专利申请的所有主题和下文的权利要求。含有这些术语的陈述应理解为不限制本文所描述的主题或不限制下文的专利权利要求的含义或范围。
在本说明书中，参考由AA编号和其它相关名称如“系列”或“7xxx”识别的合金。为了理解最常用于命名和识别铝以及其合金的编号名称***，请参见“《用于锻铝和锻铝合金的国际合金名称和化学组成限制(International Alloy Designations and ChemicalComposition Limits for Wrought Aluminum and WroughtAluminum Alloys)》”或“《用于呈铸件和铸锭形式的铝合金的铝业协会合金名称和化学组成限制的登记记录(Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and ChemicalCompositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot)》”，其都由铝业协会(The Aluminum Association)出版。
如本文所用，板的厚度大体上大于约15mm。举例来说，板可指厚度大于15mm、大于20mm、大于25mm、大于30mm、大于35mm、大于40mm、大于45mm、大于50mm或大于100mm的铝产品。
如本文所用，薄板(也称为板片)的厚度通常为约4mm至约15mm。举例来说，薄板的厚度可为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm。
如本文所用，片材大体上是指厚度小于约4mm的铝产品。举例来说，片材的厚度可小于4mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、小于0.5mm、小于0.3mm，或小于0.1mm。
在本申请中参考合金回火或条件。为了解最常用的合金回火描述，参见“合金和回火指定***的美国国家标准(ANSI)H35。”F条件或回火是指制造的铝合金。O条件或回火是指在退火之后的铝合金。T4条件或状态是指固溶热处理(即，固溶)随后自然老化后的铝合金。T6条件或回火是指固溶热处理随后人工老化后的铝合金。T8x条件或回火是指固溶热处理、冷加工和人工老化的铝合金。
如本文所用，如“铸造金属产品”、“铸造产品”、“铸造铝合金产品””等术语为可互换的并且是指通过直接激冷铸造(包括直接激冷共铸造)或半连续铸造、连续铸造(包括例如通过使用双带式铸造机、双辊铸造机、块式铸造机或任何其它连铸机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其它铸造方法生产的产品。
如本文所用，“室温”的意义可包括约15℃到约30℃，例如约15℃、约16℃、约17℃、约18℃、约19℃、约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃的温度。如本文所用，“环境条件”的意义可包括约室温的温度，约20％到约100％的相对湿度和约975毫巴(mbar)到约1050mbar的气压。举例来说，相对湿度可为约20％、约21％、约22％、约23％、约24％、约25％、约26％、约27％、约28％、约29％、约30％、约31％、约32％、约33％、约34％、约35％、约36％、约37％、约38％、约39％、约40％、约41％、约42％、约43％、约44％、约45％、约46％、约47％、约48％、约49％、约50％、约51％、约52％、约53％、约54％、约55％、约56％、约57％、约58％、约59％、约60％、约61％、约62％、约63％、约64％、约65％、约66％、约67％、约68％、约69％、约70％、约71％、约72％、约73％、约74％、约75％、约76％、约77％、约78％、约79％、约80％、约81％、约82％、约83％、约84％、约85％、约86％、约87％、约88％、约89％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％、约100％，或其间的任何数值。举例来说，气压可为约975mbar、约980mbar、约985mbar、约990mbar、约995mbar、约1000mbar、约1005mbar、约1010mbar、约1015mbar、约1020mbar、约1025mbar、约1030mbar、约1035mbar、约1040mbar、约1045mbar、约1050mbar，或其间的任何数值。
本文所公开的所有范围应理解为涵盖其中所包含的任何和所有子范围。举例来说，所陈述“1到10”的范围应认为包括在最小值1和最大值10之间(并且包括最小值1和最大值10)的任何和所有子范围；即，所有子范围从最小值1或更大开始，例如1到6.1，并且以最大值10或更小结束，例如5.5到10。
如本文所用，除非上下文另外明确规定，否则“一种(a/an)”和“所述”的意义包括单数和复数个参考物。
在以下实例中，铝合金产品和其组分按照其元素组成以重量％(wt％)描述。在每种合金中，其余为铝，其中对于所有杂质的总和为0.15％的wt％的最大值。
包覆铝合金产品
本文提供新的包覆铝合金产品。包覆铝合金产品包括具有第一侧和第二侧的铝合金的芯层和粘结到芯层的第一侧或第二侧的一个或多个包覆层。在一些实例中，芯层仅包覆在一侧上(即，在包覆铝合金产品中存在一个包覆层)。在其它实例中，芯层包覆在两侧上(即，在包覆铝合金产品中存在两个包覆层)。
芯层的第一侧与第一包覆层相邻并且接触，以形成第一界面。换句话说，在第一包覆层和芯层的第一侧之间没有层***。任选地，包覆铝合金产品包括第二包覆层。在这些情况下，芯层的第二侧与第二包覆层相邻并且接触，以形成第二界面(即，在第二包覆层和芯层的第二侧之间没有层***)。第一包覆层和第二包覆层可为相同的化学组成或不同的化学组成。
芯层
芯层为含有铝的合金。在一些实例中，用作芯层的合金可具有如在表1中提供的以下元素组成。
表1
| 元素 | 重量百分比(wt％) |
| Zn | 至多12.0 |
| Mg | 1.0-4.0 |
| Cu | 0.1-3.0 |
| Si | 至多0.60 |
| Fe | 至多0.50 |
| Mn | 至多0.20 |
| Cr | 至多0.20 |
| Zr | 至多0.30 |
| 杂质 | 至多0.15 |
| A1 | 其余 |
在一些实例中，用作芯层的合金可具有如在表2中提供的以下元素组成。
表2
| 元素 | 重量百分比(wt％) |
| Zn | 5.0到9.5 |
| Mg | 1.2-2.3 |
| Cu | 0.1-2.6 |
| Si | 至多0.10 |
| Fe | 至多0.15 |
| Mn | 至多0.05 |
| Cr | 至多0.05 |
| Zr | 至多0.25 |
| 杂质 | 至多0.15 |
| Al | 其余 |
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金包括以合金的总重量计量为至多约12.0％(例如约0.5％到约12.0％、约5.0％到约12.0％、约5.0％到约9.5％或约5.0％到约8.4％)的锌(Zn)。举例来说，合金可包括约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.4％、约0.5％、约0.6％、约0.7％、约0.8％、约0.9％、约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％、约3.0％、约3.1％、约3.2％、约3.3％、约3.4％、约3.5％、约3.6％、约3.7％、约3.8％、约3.9％、约4.0％、约4.1％、约4.2％、约4.3％、约4.4％、约4.5％、约4.6％、约4.7％、约4.8％、约4.9％、约5.0％、约5.1％、约5.2％、约5.3％、约5.4％、约5.5％、约5.6％、约5.7％、约5.8％、约5.9％、约6.0％、约6.1％、约6.2％、约6.3％、约6.4％、约6.5％、约6.6％、约6.7％、约6.8％、约6.9％、约7.0％、约7.1％、约7.2％、约7.3％、约7.4％、约7.5％、约7.6％、约7.7％、约7.8％、约7.9％、约8.0％、约8.1％、约8.2％、约8.3％、约8.4％、约8.5％、约8.6％、约8.7％、约8.8％、约8.9％、约9.0％、约9.1％、约9.2％、约9.3％、约9.4％、约9.5％Zn、约9.6％、约9.7％、约9.8％、约9.9％、约10.0％、约10.1％、约10.2％、约10.3％、约10.4％、约10.5％、约10.6％、约10.7％、约10.8％、约10.9％、约11.0％、约11.1％、约11.2％、约11.3％、约11.4％、约11.5％、约11.6％、约11.7％、约11.8％、约11.9％或约12.0％。在一些情况下，Zn不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金还包括以合金的总重量计量为约1.0％到约4.0％(例如约1.0％到约3.7％、约1.1％到约2.6％、约1.2％到约2.3％或约1.5％到约2.0％)的镁(Mg)。举例来说，合金可包括约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％、约3.0％、约3.1％、约3.2％、约3.3％、约3.4％、约3.5％、约3.6％、约3.7％、约3.8％、约3.9％或约4.0％Mg。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金还包括以合金的总重量计量为约0.1％到约3.0％(例如约0.1％到约2.6％或约0.15％到约2.0％)的铜(Cu)。举例来说，合金可包括约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.4％、约0.5％、约0.6％、约0.7％、约0.8％、约0.9％、约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％或约3.0％Cu。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.6％(例如0％到约0.4％、约0.05％到约0.2％或约0.1％)的硅(Si)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.1％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.2％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.3％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.4％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％、约0.5％、约0.51％、约0.52％、约0.53％、约0.54％、约0.55％、约0.56％、约0.57％、约0.58％、约0.59％或约0.6％Si。在一些情况下，Si不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.5％(例如0％到约0.25％或约0.05％到约0.15％)的铁(Fe)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.3％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.4％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％或约0.5％Fe。在一些情况下，Fe不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.20％(例如0％到约0.10％、约0.01％到约0.05％或约0.02％到约0.10％)的锰(Mn)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.1％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％或约0.2％Mn。在一些情况下，Mn不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.20％(例如0％到约0.10％、约0.01％到约0.05％或约0.02％到约0.10％)的铬(Cr)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.1％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％或约0.2％Cr。在一些情况下，Cr不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作芯层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.30％(例如0％到约0.25％或约0.05％到约0.20％)的锆(Zr)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％或约0.30％Zr。在一些情况下，Zr不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
任选地，用作芯层的本文所描述的合金组合物可进一步包括量为各自约0.05％或更低、约0.04％或更低、约0.03％或更低、约0.02％或更低或约0.01％或更低的其它微量元素，有时被称作杂质。这些杂质可包括但不限于V、Ni、Sn、Ga、Ca、Bi、Na、Pb或其组合。因此，V、Ni、Sn、Ga、Ca、Bi、Na或Pb在合金中的存在量可为约0.05％或更低、约0.04％或更低、约0.03％或更低、约0.02％或更低或约0.01％或更低。所有杂质的总和不超过0.15％(例如约0.10％)。全部以wt％表示。合金的剩余百分比为铝。
在一些实例中，称为“AA7xxx系列”合金的任何合金适用作芯层。借助于非限制性实例，适用作芯层的AA7xxx系列合金可包括AA7021、AA7075、AA7055、AA7085、AA7011、AA7019、AA7020、AA7039、AA7072、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095和AA7099。
芯层的厚度可为本文所描述的包覆铝合金产品的约50％到约99％。举例来说，在厚度为约1000微米的包覆铝合金产品中，芯层的厚度可为约500微米到约990微米。任选地，芯层的厚度可在约0.5mm到约3mm(例如约0.7mm到约2.3mm)的范围内。举例来说，芯层的厚度可为约0.5mm、约0.6mm、约0.7mm、约0.8mm、约0.9mm、约1.0mm、约1.1mm、约1.2mm、约1.3mm、约1.4mm、约1.5mm、约1.6mm、约1.7mm、约1.8mm、约1.9mm、约2.0mm、约2.1mm、约2.2mm、约2.3mm、约2.4mm、约2.5mm、约2.6mm、约2.7imm、约2.8mm、约2.9mm或约3.0mm。
(一个或多个)包覆层
本文还所描述用作在包覆铝合金产品中的(一个或多个)包覆层的含有铝的合金。在一些实例中，称为“AA1xxx系列”合金、“AA2xxx系列”合金、“AA3xxx系列”合金、“AA4xxx系列”合金、“AA5xxx系列”合金、“AA6xxx系列”合金或“AA7xxx系列”合金的任何合金适用作包覆层。
借助于非限制性实例，用作包覆层的示例性AA1xxx系列合金可包括AA1100、AA1100A、AA1200、AA1200A、AA1300、AA1110、AA1120、AA1230、AA1230A、AA1235、AA1435、AA1145、AA1345、AA1445、AA1150、AA1350、AA1350A、AA1450、AA1370、AA1275、AA1185、AA1285、AA1385、AA1188、AA1190、AA1290、AA1193、AA1198和AA1199。
用作包覆层的非限制性示例性AA2xxx系列合金可包括AA2001、A2002、AA2004、AA2005、AA2006、AA2007、AA2007A、AA2007B、AA2008、AA2009、AA2010、AA2011、AA2011A、AA2111、AA2111A、AA2111B、AA2012、AA2013、AA2014、AA2014A、AA2214、AA2015、AA2016、AA2017、AA2017A、AA2117、AA2018、AA2218、AA2618、AA2618A、AA2219、AA2319、AA2419、AA2519、AA2021、AA2022、AA2023、AA2024、AA2024A、AA2124、AA2224、AA2224A、AA2324、AA2424、AA2524、AA2624、AA2724、AA2824、AA2025、AA2026、AA2027、AA2028、AA2028A、AA2028B、AA2028C、AA2029、AA2030、AA2031、AA2032、AA2034、AA2036、AA2037、AA2038、AA2039、AA2139、AA2040、AA2041、AA2044、AA2045、AA2050、AA2055、AA2056、AA2060、AA2065、AA2070、AA2076、AA2090、AA2091、AA2094、AA2095、AA2195、AA2295、AA2196、AA2296、AA2097、AA2197、AA2297、AA2397、AA2098、AA2198、AA2099或AA2199。
任选地，在一些实例中，用作包覆层的AA2xxx系列合金可包括足够量的Si和Mg，以在加工期间提供高含量的硅化镁(Mg2Si)沉淀物。如本文所用，高Mg2Si沉淀物含量是指Mg2Si沉淀物含量为约0.5％到约1.5％(例如约0.75％到约1.4％或约0.9％到约1.2％)。举例来说，Mg2Si沉淀物含量可为约0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1.0％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％或1.5％。
用作包覆层的非限制性示例性AA3xxx系列合金可包括AA3002、AA3102、AA3003、AA3103、AA3103A、AA3103B、AA3203、AA3403、AA3004、AA3004A、AA3104、AA3204、AA3304、AA3005、AA3005A、AA3105、AA3105A、AA3105B、AA3007、AA3107、AA3207、AA3207A、AA3307、AA3009、AA3010、AA3110、AA3011、AA3012、AA3012A、AA3013、AA3014、AA3015、AA3016、AA3017、AA3019、AA3020、AA3021、AA3025、AA3026、AA3030、AA3130或AA3065。
用作包覆层的非限制性示例性AA4xxx系列合金可包括AA4045、AA4004、AA4104、AA4006、AA4007、AA4008、AA4009、AA4010、AA4013、AA4014、AA4015、AA4015A、AA4115、AA4016、AA4017、AA4018、AA4019、AA4020、AA4021、AA4026、AA4032、AA4043、AA4043A、AA4143、AA4343、AA4643、AA4943、AA4044、AA4145、AA4145A、AA4046、AA4047、AA4047A和AA4147。
用作包覆层的非限制性示例性AA5xxx系列合金可包括AA5182、AA5183、AA5005、AA5005A、AA5205、AA5305、AA5505、AA5605、AA5006、AA5106、AA5010、AA5110、AA5110A、AA5210、AA5310、AA5016、AA5017、AA5018、AA5018A、AA5019、AA5019A、AA5119、AA5119A、AA5021、AA5022、AA5023、AA5024、AA5026、AA5027、AA5028、AA5040、AA5140、AA5041、AA5042、AA5043、AA5049、AA5149、AA5249、AA5349、AA5449、AA5449A、AA5050、AA5050A、AA5050C、AA5150、AA5051、AA5051A、AA5151、AA5251、AA5251A、AA5351、AA5451、AA5052、AA5252、AA5352、AA5154、AA5154A、AA5154B、AA5154C、AA5254、AA5354、AA5454、AA5554、AA5654、AA5654A、AA5754、AA5854、AA5954、AA5056、AA5356、AA5356A、AA5456、AA5456A、AA5456B、AA5556、AA5556A、AA5556B、AA5556C、AA5257、AA5457、AA5557、AA5657、AA5058、AA5059、AA5070、AA5180、AA5180A、AA5082、AA5182、AA5083、AA5183、AA5183A、AA5283、AA5283A、AA5283B、AA5383、AA5483、AA5086、AA5186、AA5087、AA5187和AA5088。
用作包覆层的非限制性示例性AA6xxx系列合金可包括AA6101、AA6101A、AA6101B、AA6201、AA6201A、AA6401、AA6501、AA6002、AA6003、AA6103、AA6005、AA6005A、AA6005B、AA6005C、AA6105、AA6205、AA6305、AA6006、AA6106、AA6206、AA6306、AA6008、AA6009、AA6010、AA6110、AA6110A、AA6011、AA6111、AA6012、AA6012A、AA6013、AA6113、AA6014、AA6015、AA6016、AA6016A、AA6116、AA6018、AA6019、AA6020、AA6021、AA6022、AA6023、AA6024、AA6025、AA6026、AA6027、AA6028、AA6031、AA6032、AA6033、AA6040、AA6041、AA6042、AA6043、AA6151、AA6351、AA6351A、AA6451、AA6951、AA6053、AA6055、AA6056、AA6156、AA6060、AA6160、AA6260、AA6360、AA6460、AA6460B、AA6560AA6660、AA6061、AA6061A、AA6261、AA6361、AA6162、AA6262、AA6262A、AA6063、AA6063A、AA6463、AA6463A、AA6763、A6963、AA6064、AA6064A、AA6065、AA6066、AA6068、AA6069、AA6070、AA6081、AA6181、AA6181A、AA6082、AA6082A、AA6182、AA6091和AA6092。
用作包覆层的非限制性示例性AA7xxx系列合金可包括AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095和AA7099。
如本文所描述的包覆层可改进产品的表面耐腐蚀特性，改进预处理效率，辅助弯曲，铆接孔穿孔和压铆，和使合金产品一些部件可在T4回火下可用而不需要热成形。此外，当填充焊丝合金，如AA5182或AA7021用作包覆层时，可在不使用填充焊丝的情况下完成激光焊接。
在一些实例中，用作包覆层的合金可具有如在表3中提供的以下元素组成。
表3
| 元素 | 重量百分比(wt％) |
| Zn | 至多7.0 |
| Mg | 至多6.0 |
| Cu | 至多0.35 |
| Si | 0.05-13.5 |
| Fe | 0.10-0.90 |
| Mn | 至多1.5 |
| Cr | 至多0.35 |
| Zr | 至多0.30 |
| 杂质 | 至多0.15 |
| Al | 其余 |
在一些实例中，用作包覆层的合金可具有如在表4中提供的以下元素组成。
表4
| 元素 | 重量百分比(wt％) |
| Zn | 至多6.0 |
| Mg | 0.1-3.5 |
| Cu | 至多0.3 |
| Si | 0.05-0.40 |
| Fe | 0.20-0.40 |
| Mn | 0.10-0.80 |
| Cr | 至多0.30 |
| Zr | 至多0.25 |
| 杂质 | 至多0.15 |
| Al | 其余 |
在一些实例中，用作包覆层的合金可具有如在表5中提供的以下元素组成。
表5
| 元素 | 重量百分比(wt％) |
| Zn | 至多1.3 |
| Mg | 0.05-2.0 |
| Cu | 至多0.35 |
| Si | 0.6-13.5 |
| Fe | 0.10-0.80 |
| Mn | 至多0.80 |
| Cr | 至多0.35 |
| Zr | 至多0.30 |
| 杂质 | 至多0.15 |
| Al | 其余 |
在一些实例中，用作包覆层的合金可具有如在表6中提供的以下元素组成。
表6
| 元素 | 重量百分比(wt％) |
| Zn | 至多0.5 |
| Mg | 4.0-4.8 |
| Cu | 至多0.1 |
| Si | 0.05-0.20 |
| Fe | 0.20-0.40 |
| Mn | 0.10-0.80 |
| Cr | 至多0.20 |
| Zr | 至多0.25 |
| 杂质 | 至多0.15 |
| Al | 其余 |
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金包括以合金的总重量计量为至多约7.0％(例如至多约1.0％、约3.5％到约6.0％、约4.0％到约5.5％、约0.05％到约0.25％或约0.10％到约0.45％)的锌(Zn)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.40％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％、约0.50％、约0.51％、约0.52％、约0.53％、约0.54％、约0.55％、约0.56％、约0.57％、约0.58％、约0.59％、约0.60％、约0.61％、约0.62％、约0.63％、约0.64％、约0.65％、约0.66％、约0.67％、约0.68％、约0.69％、约0.70％、约0.71％、约0.72％、约0.73％、约0.74％、约0.75％、约0.76％、约0.77％、约0.78％、约0.79％、约0.80％、约0.81％、约0.82％、约0.83％、约0.84％、约0.85％、约0.86％、约0.87％、约0.88％、约0.89％、约0.90％、约0.91％、约0.92％、约0.93％、约0.94％、约0.95％、约0.96％、约0.97％、约0.98％、约0.99％、约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％、约3.0％、约3.1％、约3.2％、约3.3％、约3.4％、约3.5％、约3.6％、约3.7％、约3.8％、约3.9％、约4.0％、约4.1％、约4.2％、约4.3％、约4.4％、约4.5％、约4.6％、约4.7％、约4.8％、约4.9％、约5.0％、约5.1％、约5.2％、约5.3％、约5.4％、约5.5％、约5.6％、约5.7％、约5.8％、约5.9％、约6.0％、约6.1％、约6.2％、约6.3、约6.4％、约6.5％、约6.6％、约6.7％、约6.8％、约6.9％或约7.0％Zn。在一些情况下，Zn不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金还包括以合金的总重量计量为至多约6.0％(例如约0.2％到约5.7％、约1.2％到约3.3％、约1.5％到约2.5％或约4.0％到约4.8％)的镁(Mg)。举例来说，合金可包括约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％、约3.0％、约3.1％、约3.2％、约3.3％、约3.4％、约3.5％、约3.6％、约3.7％、约3.8％、约3.9％、约4.0％、约4.1％、约4.2％、约4.3％、约4.4％、约4.5％、约4.6％、约4.7％、约4.8％、约4.9％、约5.0％、约5.1％、约5.2％、约5.3％、约5.4％、约5.5％、约5.6％、约5.7％、约5.8％、约5.9％或约6.0％Mg。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.35％(例如0％到约0.30％或约0.1％到约0.25％)的铜(Cu)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％或约0.35％Cu。在一些情况下，Cu不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金还包括以合金的总重量计量为约0.05％到约13.5％(例如约0.1％到约13.0％、约0.5％到约12.5％、约1％到约10％、约2％到约8％、约4％到约7％、约0.05％到约0.40％、约0.6％到约13.5％、约0.10％到约0.35％或约0.15％到约0.30％)的硅(Si)。举例来说，合金可包括约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.40％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％、约0.50％、约0.51％、约0.52％、约0.53％、约0.54％、约0.55％、约0.56％、约0.57％、约0.58％、约0.59％、约0.60％、约0.61％、约0.62％、约0.63％、约0.64％、约0.65％、约0.66％、约0.67％、约0.68％、约0.69％、约0.70％、约0.71％、约0.72％、约0.73％、约0.74％、约0.75％、约0.76％、约0.77％、约0.78％、约0.79％、约0.80％、约0.81％、约0.82％、约0.83％、约0.84％、约0.85％、约0.86％、约0.87％、约0.88％、约0.89％、约0.90％、约0.91％、约0.92％、约0.93％、约0.94％、约0.95％、约0.96％、约0.97％、约0.98％、约0.99％、约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％、约1.5％、约1.6％、约1.7％、约1.8％、约1.9％、约2.0％、约2.1％、约2.2％、约2.3％、约2.4％、约2.5％、约2.6％、约2.7％、约2.8％、约2.9％、约3.0％、约3.1％、约3.2％、约3.3％、约3.4％、约3.5％、约3.6％、约3.7％、约3.8％、约3.9％、约4.0％、约4.1％、约4.2％、约4.3％、约4.4％、约4.5％、约4.6％、约4.7％、约4.8％、约4.9％、约5.0％、约5.1％、约5.2％、约5.3％、约5.4％、约5.5％、约5.6％、约5.7％、约5.8％、约5.9％、约6.0％、约6.1％、约6.2％、约6.3％、约6.4％、约6.5％、约6.6％、约6.7％、约6.8％、约6.9％、约7.0％、约7.1％、约7.2％、约7.3％、约7.4％、约7.5％、约7.6％、约7.7％、约7.8％、约7.9％、约8.0％、约8.1％、约8.2％、约8.3％、约8.4％、约8.5％、约8.6％、约8.7％、约8.8％、约8.9％、约9.0％、约9.1％、约9.2％、约9.3％、约9.4％、约9.5％、约9.6％、约9.7％、约9.8％、约9.9％、约10.0％、约10.1％、约10.2％、约10.3％、约10.4％、约10.5％、约10.6％、约10.7％、约10.8％、约10.9％、约11.0％、约11.1％、约11.2％、约11.3％、约11.4％、约11.5％、约11.6％、约11.7％、约11.8％、约11.9％、约12.0％、约12.1％、约12.2％、约12.3％、约12.4％、约12.5％、约12.6％、约12.7％、约12.8％、约12.9％、约13.0％、约13.1％、约13.2％、约13.3％、约13.4％或约13.5％。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金还包括以合金的总重量计量为约0.10％到约0.90％(例如约0.20％到约0.60％、约0.20％到约0.40％或约0.25％到约0.35％)的铁(Fe)。举例来说，合金可包括约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.40％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％、约0.50％、约0.51％、约0.52％、约0.53％、约0.54％、约0.55％、约0.56％、约0.57％、约0.58％、约0.59％、约0.60％、约0.61％、约0.62％、约0.63％、约0.64％、约0.65％、约0.66％、约0.67％、约0.68％、约0.69％、约0.70％、约0.71％、约0.72％、约0.73％、约0.74％、约0.75％、约0.76％、约0.77％、约0.78％、约0.79％、约0.80％、约0.81％、约0.82％、约0.83％、约0.84％、约0.85％、约0.86％、约0.87％、约0.88％、约0.89％或约0.90％Fe。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约1.5％(例如约0.1％到约0.8％、约0.15％到约0.55％或约0.2％到约0.35％)的锰(Mn)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.40％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％、约0.50％、约0.51％、约0.52％、约0.53％、约0.54％、约0.55％、约0.56％、约0.57％、约0.58％、约0.59％、约0.60％、约0.61％、约0.62％、约0.63％、约0.64％、约0.65％、约0.66％、约0.67％、约0.68％、约0.69％、约0.70％、约0.71％、约0.72％、约0.73％、约0.74％、约0.75％、约0.76％、约0.77％、约0.78％、约0.79％、约0.80％、约0.81％、约0.82％、约0.83％、约0.84％、约0.85％、约0.86％、约0.87％、约0.88％、约0.89％、约0.90％、约0.91％、约0.92％、约0.93％、约0.94％、约0.95％、约0.96％、约0.97％、约0.98％、约0.99％、约1.0％、约1.1％、约1.2％、约1.3％、约1.4％或约1.5％Mn。在一些情况下，Mn不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.35％(例如0％到约0.25％或约0.01％到约0.15％)的铬(Cr)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约O.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.30％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％或约0.35％Cr。在一些情况下，Cr不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
在一些实例中，用作包覆层的本文所描述的合金还可包括以合金的总重量计量为至多约0.30％(例如0％到约0.20％或约0.05％到约0.15％)的锆(Zr)。举例来说，合金可包括约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.10％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.20％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％或约0.30％Zr。在一些情况下，Zr不存在于合金中(即，0％)。全部以wt％表示。
任选地，本文所描述的合金可进一步包括各自量为约0.05％或更低、约0.04％或更低、约0.03％或更低、约0.02％或更低或约0.01％或更低的其它微量元素，有时被称作杂质。这些杂质可包括但不限于V、Ni、Sn、Ga、Ca、Bi、Na、Pb或其组合。因此，V、Ni、Sn、Ga、Ca、Bi、Na或Pb在合金中的存在量可为约0.05％或更低、约0.04％或更低、约0.03％或更低、约0.02％或更低或约0.01％或更低。所有杂质的总和不超过0.15％(例如约0.10％)。全部以wt％表示。合金的剩余百分比为铝。
每个包覆层的厚度可为本文所描述的包覆铝合金产品的总厚度的约1％到约25％(例如约1％到约12％，或约10％)。举例来说，在厚度为1000微米的铝合金产品中，每个包覆层的厚度可为约10微米到约250微米。任选地，每个包覆层的厚度可在约0.20mm到约0.80mm的范围内。
如上文所描述，包覆铝合金产品可含有一个包覆层或大于一个包覆层。在一些情况下，包覆铝合金产品仅含有第一包覆层。在一些情况下，包覆铝合金产品含有第一包覆层和第二包覆层。在一些情况下，第一包覆层和第二包覆层在组成上相同。在其它情况下，第一包覆层和第二包覆层在组成上不同。所得的包覆铝合金产品表现出优异的平衡特性，如强度、成形性、耐腐蚀性、抗凹陷性和卷边性能。
生产合金和包覆铝合金产品的方法
用作芯层和包覆层的本文所描述的合金可使用任何合适的铸造方法铸造。如几个非限制性实例，铸造方法可包括直接激冷(DC)铸造方法或连续铸造(CC)方法。
如本文所描述的包覆层可通过所属领域的一般技术人员已知的任何手段附接到如本文所描述的芯层以形成包覆产品。举例来说，包覆层可通过以下方法附接到芯层：直接激冷共铸造(即，熔融铸造)，如例如美国专利第7,748,434号和第8,927，113中所描述，所述专利其全文由此以引用的方式并入；通过热轧和冷轧复合铸造铸锭，如美国专利第7,472,740号中所描述，所述专利以全文引用的方式并入本文；或通过辊压粘结以实现在芯层和包层之间的冶金粘结；或通过如所属领域的一般技术人员已知的其它方法。本文所描述的包覆铝合金产品的初始尺寸和最终尺寸可通过全部最终产品的期望特性确定。
如所属领域的一般技术人员已知，辊压粘结方法可以不同方式进行。举例来说，辊压粘结方法可包括热轧和冷轧。另外，辊压粘结方法可为一步法或多步法，其中在连续轧制步骤期间测量材料。单独的轧制步骤可任选地通过其它处理步骤分离，包括例如退火步骤、清洁步骤、加热步骤、冷却步骤等。
共铸造铸锭或其它铸造产品可通过所属领域的一般技术人员已知的任何方式处理。任选地，处理步骤可用于制备片材。这类处理步骤包括但不限于均质化、热轧、冷轧、固溶热处理和任选的预老化步骤，如所属领域的一般技术人员已知的。
在DC铸造方法的均质化步骤中，将本文所描述的共铸造铸锭加热到在约400℃到约500℃的范围内的温度。举例来说，可将铸锭加热到约400℃、约410℃、约420℃、约430℃、约440℃、约450℃、约460℃、约470℃、约480℃、约490℃或约500℃的温度。然后使铸锭保温(即，保持在指示的温度下)一段时间。在一些实例中，均质化步骤(包括加热和保温阶段)的总时间可为至多24小时。举例来说，可将铸锭加热至多500℃并且保温，对于均质化步骤，总时间至多为18小时。任选地，可将铸锭加热到低于490℃并且保温，对于均质化步骤，总时间大于18小时。在一些情况下，均质化步骤包含多个过程。在一些非限制性实例中，均质化步骤包括将铸锭加热到第一温度持续第一时间段，随后加热到第二温度持续第二时间段。举例来说，可将铸锭加热到约465℃持续约3.5小时，并且然后加热到约480℃持续约6小时。
在共铸造铸锭的均质化步骤后，可执行热轧步骤。在开始热轧之前，可使均匀化的铸锭冷却到约300℃到约450℃的温度。举例来说，可使均匀化的铸锭冷却到约325℃到约425℃或约350℃到约400℃的温度。然后可在300℃到450℃之间的温度下热轧制铸锭，以形成规格为约3mm到约200mm(例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm或其间的任何数值)的热轧制板、热轧制薄板或热轧制片材。任选地，铸造产品可为连续铸造产品，可使所述连续铸造产品冷却到约300℃到约450℃的温度。举例来说，可使连续铸造产品冷却到约325℃到约425℃或约350℃到约400℃的温度。然后可在约300℃到约450℃的温度下热轧制连续铸造产品，以形成规格为约3mm到约200mm(例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm或其间的任何数值)的热轧制板、热轧制薄板或热轧制片材。在热轧期间，可控制温度和其它操作参数，使得在离开热轧机时包覆合金热轧制产品的温度不大于约470℃、不大于约450℃、不大于约440℃或不大于约430℃。
然后可使用常规冷轧机和技术冷轧制包覆板、薄板或片材。冷轧制包覆片材的规格可为约0.5mm到约10mm，例如在约0.7mm到约6.5mm之间。任选地，冷轧制包覆片材的规格可为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、7.0mm、7.5mm、8.0mm、8.5mm、9.0mm、9.5mm或10.0mm。可执行冷轧以产生最终规格厚度，其表示至多约85％的规格减少(例如至多约10％、至多约20％、至多约30％、至多约40％、至多约50％、至多约60％、至多约70％、至多约80％或至多约85％减少)。任选地，可在冷轧步骤期间执行中间退火步骤。中间退火步骤可在约300℃到约450℃(例如约310℃、约320℃、约330℃、约340℃、约350℃、约360℃、约370℃、约380℃、约390℃、约400℃、约410℃、约420℃、约430℃、约440℃或约450℃)的温度下执行。在一些情况下，中间退火步骤包含多个过程。在一些非限制性实例中，中间退火步骤包括将包覆板、薄板或片材加热到第一温度持续第一时间段，随后加热到第二温度持续第二时间段。举例来说，可将包覆板、薄板或片材加热到约410℃持续约1小时，并且然后加热到约330℃持续约2小时。
随后，包覆板、薄板或片材可经历固溶热处理步骤。固溶热处理步骤可包括对包覆片材的任何常规处理，其导致可溶粒子的固溶。可将包覆板、薄板或片材加热到至多约590℃(例如约400℃到约590℃)的峰值金属温度(PMT)并且在所述温度下保温一段时间。举例来说，包覆板、薄板或片材可在约480℃下保温至多约30分钟(例如0秒、约60秒、约75秒、约90秒、约5分钟、约10分钟、约20分钟、约25分钟或约30分钟)的保温时间。在加热和保温之后，包覆板、薄板或片材在大于50℃/秒(℃/s)的速率下快速冷却到约500℃到约200℃的温度。在一个实例中，包覆板、薄板或片材在约450℃到约200℃的温度下的淬火速率高于200℃/s。任选地，在其它情况下，冷却速率可更快。
在淬火之后，包覆板、薄板或片材可通过在卷取之前再加热板、薄板或片材任选地经历预老化处理。预老化处理可在约50℃到约150℃的温度下执行至多约6小时的一段时间。举例来说，预老化处理可在约50℃、约55℃、约60℃、约65℃、约70℃、约75℃、约80℃、约85℃、约90℃、约95℃、约100℃、约105℃、约110℃、约115℃、约120℃、约125℃、约130℃、约135℃、约140℃、约145℃或约150℃的温度下执行。任选地，预老化处理可执行约30分钟、约1小时、约2小时、约3小时、约4小时、约5小时或约6小时。预老化处理可通过使板、薄板或片材通过加热装置，如发射辐射热、对流热、感应加热、红外线加热等的装置来进行。
本文所描述的共铸造铸锭或其它共铸造产品也可用于制备呈板形式的产品或其它合适的产品。可使用如所属领域的一般技术人员已知的技术制备产品。举例来说，包括如本文所描述的包覆产品的板可通过在均质化步骤中加工共铸造铸锭或在连续铸造机中铸造共铸造产品随后热轧步骤来制备。在热轧步骤中，铸造产品可热轧制到200mm厚规格或更小(例如约10mm到约200mm)。举例来说，铸造产品可热轧制成最终规格厚度为约10mm到约175mm、约15mm到约150mm、约20mm到约125mm、约25mm到约100mm、约30mm到约75mm或约35mm到约50mm的板。
包覆铝合金产品的特性
本文所描述的包覆铝合金产品可被设计成实现如由所属领域的一般技术人员确定的任何期望强度水平。举例来说，本文所描述的包覆铝合金产品的屈服强度可为至多约600MPa(例如约400MPa到约600MPa、约450MPa到约600MPa或约500MPa到约600MPa)。在一些实例中，产品的屈服强度可为约400MPa、约425MPa、约450MPa、约475MPa、约500MPa、约525MPa、约550MPa、约575MPa或约600MPa。
此外，本文所描述的包覆铝合金产品的伸长率可为至多约20％。举例来说，伸长率可为约10％、约11％、约12％、约13％、约14％、约15％、约16％、约17％、约18％、约19％或约20％。
另外，本文所描述的包覆铝合金产品可具有强弯曲性特性。基于产品的期望用途，弯曲角度可达到约45°到约120°，如通过根据VDA标准238-100的三点弯曲测试测量，归一化成2.0mm。举例来说，本文所描述的包覆铝产品可达到约45°、约50°、约55°、约60°、约65°、约70°、约75°、约80°、约85°、约90°、约95°、约100°、约105°、约110°、约115°或约120°的弯曲角度。
在一些实例中，根据本文所描述的方法制备的包覆铝合金片材的最小R/t比率(即，f-因子)可为约1.2，而没有开裂。R/t比率可提供材料弯曲性的评估。如下文所描述，基于R/t比率评估弯曲性，其中R为使用的工具(模具)的半径，并且t为材料的厚度。较低的R/t比率指示更好的材料弯曲性。本文所描述的铝合金的R/t比率可为约1.1或更低(例如约1.0或更低、约0.9或更低、约0.8或更低或约0.7或更低)。
包覆铝合金产品的使用方法
本文所描述的包覆铝合金产品可用于汽车应用和其它运输应用，包括飞机和铁路应用。举例来说，包覆铝合金产品可用于制备汽车结构部件，如保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱加强件(例如，A柱、B柱和C柱)、内面板、外面板、侧板、内罩、外罩或行李箱盖板。本文所描述的包覆铝合金产品和方法也可用于飞机或铁路车辆应用，以制备例如外部和内部板。在一些实例中，包覆铝合金产品可用于航空结构和非结构部件或海洋结构或非结构部件。
本文所描述的包覆铝合金产品和方法也可用于电子应用。举例来说，本文所描述的包覆铝合金产品和方法可用于制备电子装置的外壳，包括移动电话和平板计算机。在一些实例中，包覆铝合金产品可用于制备外壳(housing)以用于移动电话(例如智能电话)和平板计算机底部机壳的外壳体(outer casing)。
本文所描述的包覆铝合金产品和方法也可按需要用于其它应用。本文所描述的包覆铝合金产品可作为适合于通过最终用户进一步加工的包覆铝合金片材和/或包覆铝合金板提供。举例来说，包覆铝合金片材可由最终用户进一步进行表面处理，以用作美学和结构目的的建筑表皮板。
以下实例将用来进一步说明本发明，然而，同时不对其构成任何限制。相反，可清楚地了解，在不脱离本发明精神的情况下，可采用在阅读本文中的描述之后，所属领域的技术人员能够联想到的各种实施例、修改和其等效物。除非另有说明，否则在以下实例中描述的研究期间，遵循常规程序。下文出于说明的目的，描述一些程序。
实例1
包覆铝合金
通过制备包括在两侧上包覆的AA7xxx系列芯的共铸造铸锭，在465℃下均质化3.5小时，并且然后在480℃6下均质化小时，并且在300℃和350℃之间的温度下热轧到10.5mm的厚度生产包覆铝合金产品。然后将热轧制片材冷轧制到2.0mm的厚度并且随后在425℃到550℃的范围内的峰值金属温度(PMT)下固溶热处理15分钟。
如在表7中所示，合金1、2和3(其为7xxx系列合金)用作芯合金以生产表8的样品。合金4、5、6、7、8和9用作包覆层以生产表8的样品。
表7
全部以wt％表示。至多0.15wt％杂质。其余为Al。
通过组合表7的芯层和包覆层制备样品产品，如在表8中所示。
表8
实例2
根据在实例1中描述的方法制备包覆铝合金产品。如在表9中所示，合金10和11为7xxx系列铝合金，其用作芯合金以生产表10的样品。合金12和13用作包覆层以生产表10的样品。
表9
全部以wt％表示。至多0.15wt％杂质。其余为A1。
通过组合芯层和包覆层制备样品产品，如在表10中所示。
表10
| 样品 | 芯层 | 包覆层 | 包覆层的数量 | 包覆层厚度 |
| H | 合金10 | 合金12 | 2 | 每一层为包覆产品总厚度的12％ |
| I | 合金10 | 合金13 | 2 | 每一层为包覆产品总厚度的12％ |
| J | 合金11 | 合金12 | 2 | 每一层为包覆产品总厚度的12％ |
| K | 合金11 | 合金13 | 2 | 每一层为包覆产品总厚度的12％ |
实例3
包覆铝合金强度特性
根据本文所描述的方法生产样品A包覆铝合金(表8)。测试样品取自距冷轧制包覆铝合金片材的前缘0米(m)、50m和100m的距离处的冷轧制包覆铝合金片材。根据ASTM B557执行屈服和拉伸强度测试。图1示出经由间歇型程序固溶和通过满水淬火(被称作“FWQ”)程序(左和中心直方图组)在T6回火下示例性合金的屈服强度(Rp)。在T6回火下的示例性合金还通过在空气中自然冷却淬火(在图1中被称作“自然AQ”)(右直方图组)。固溶参数在每个样品直方图组下方列出。
图2示出随在T6回火下跨铝合金片材宽度的位置而变的屈服强度(Rp)。将铝合金片材在450℃的温度下固溶，并且使其在450℃下保温10分钟并且用水淬火。屈服强度测试样品取自外边缘(左直方图，称为“边缘”)、中心(右直方图，称为“中心”)和在边缘和中心之间的中点(中间直方图，称为“四分之一”)。在跨片材宽度的中心处观察到较高的屈服强度。
图3呈现淬火对冷轧制到2mm规格的示例性铝合金的屈服强度(Rp)的影响。将铝合金片材固溶并且经由自然空气淬火(AQ)(左直方图)、强制空气淬火(从左直方图开始第二个)、温水淬火(WQ)(水温55℃，从左直方图开始第三个)和室温(RT)(例如在约20℃和25℃之间)水淬火(WQ)(右直方图)来淬火。片材在T6回火下。
图4和5示出在T4回火(图4)和T6回火(图5)下预老化热处理(有时被称作“PX”)对示例性铝合金片材的自然老化(NA)硬化的影响。预老化通过将样品加热到60℃(在图4和5中由菱形指示)、90℃(在图4和5中由三角形指示)或120℃(在图4和5中由圆形指示)的温度执行并且维持所述温度1小时。预老化还通过将铝合金片材卷加热到90℃并且使它们在空气中(在图4和5中由X指示)冷却或通过将铝合金片材卷加热到120℃并且使它们在空气中冷却以模拟生产卷的自然空气冷却(在图4和5中由+指示)来执行。此外，测试不进行预老化(在图4和5中由正方形指示)的对照样品。预老化使示例性合金的自然老化硬化稳定。
图6和7示出组合预老化和人工老化对在T4回火下和在两周自然老化之后各种时间段的各种温度下进行热处理之后示例性合金的屈服强度(Rp，图6)和拉伸强度(Rm，图7)的影响，如在图中指示。预老化通过将样品加热到60℃(在每个组中从左直方图开始第二个)、90℃(在每个组中左直方图开始第三个)或120℃(在每个组中右直方图)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化的对照样品(在每个组中左直方图)。人工老化在180℃下执行20分钟(从左直方图组开始第二个)、在150℃下执行1小时(从左直方图组开始第三个)、在150℃下执行5小时(从左直方图组开始第四个)，和在120℃下执行24小时(右直方图组)。此外，测试不进行人工老化的对照组(直方图的左组)。
实例4
包覆铝合金生产后特性
执行样品A产品的下游处理(表8)，包括将片材形成为铝合金部件并且涂布铝合金部件。图8、9和10示出铝合金的进一步加工对屈服强度(Rp)的影响。图8示出预应变对预老化和自然老化(被称作“NA”)2周的示例性铝合金样品的影响。样品预应变2％(在每个组中右直方图)。此外，测试不进行预应变的对照组(在每个组中左直方图)。预老化通过将样品加热到60℃(从左直方图组开始第二个)、90℃(从左直方图组开始第三个)或120℃(右直方图组)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化的对照样品(左直方图组)。
图9示出烤漆对预老化和自然老化(被称作“NA”)2周的示例性铝合金样品的影响。样品在180℃的温度下烤漆30分钟(在每个组中右直方图)。此外，测试不进行烤漆的对照组(在每个组中左直方图)。预老化通过将样品加热到60℃(从左直方图组开始第二个)、90℃(从左直方图组开始第三个)或120℃(右直方图组)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化的对照样品(左直方图组)。
图10示出在预老化、自然老化和人工老化(被称作“NA”)2周之后烤漆的影响。预老化通过将样品加热到60℃(在每个组中从左直方图开始第二个)、90℃(在每个组中左直方图开始第三个)或120℃(在每个组中右直方图)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化的对照样品(在每个组中左直方图)。人工老化在150℃下执行1小时(左两个直方图组)，并且到完全T6回火(右直方图组)。烤漆在180℃下执行30分钟。
包覆铝合金成形性特性
评估样品A(表8)的成形性特性，如下详述。图11示出在T4回火下预老化和自然老化(NA)热处理对示例性铝合金片材的成形性(A80，y轴)的影响。预老化通过将样品加热到60℃(由菱形指示)、90℃(由三角形指示)或120℃(由圆形指示)的温度并且维持所述温度1小时来执行。预老化还通过将铝合金片材卷加热到90℃并且使它们在空气中冷却以模拟生产卷的自然空气冷却(由X指示)或通过将铝合金片材卷加热到120℃并且使它们在空气中冷却(由+指示)来执行。此外，测试不进行预老化(由正方形指示)的对照样品。预老化不显著地影响示例性合金的伸长率。卷冷却技术(例如通过生产卷的自然空气冷却或通过将铝合金片材卷加热到高温并且使它们在空气中冷却)确实提高屈服强度并且基本上不降低伸长率。
评估样品A(表8)的弯曲性特性。弯曲性实验的弯曲性参数在图12中示出。弯曲性以角度阿尔法(α)或角度贝塔(β)来描述。图13示出预老化和自然老化(NA)对本文所描述的示例性铝合金的弯曲性(r/t)的影响。预老化通过将样品加热到60℃(由菱形指示)、90℃(由三角形指示)或120℃(由圆形指示)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化(在图13中由正方形指示)的对照样品。图14示出预老化和自然老化(NA)对本文所描述的示例性铝合金的弯曲角度(DCα)的影响。预老化通过将样品加热到60℃(由菱形指示)、90℃(由三角形指示)或120℃(由圆形指示)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化(在图14中由正方形指示)的对照样品。弯曲性随自然老化降低。
图15和16示出在T4回火下预老化和自然老化对示例性铝合金的成形性(A80和DCα)和屈服强度(Rp)的影响。预老化通过将样品加热到60℃(由菱形指示)、90℃(由三角形指示)或120℃(由圆形指示)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化(由正方形指示)的对照样品。自然老化通过将合金存储7天(在每个线和散点图中的左点)、14天(在每个线和散点图中的中心点)和31天(在每个线和散点图中的右点)来执行。图15示出对合金伸长率(A80)的影响。图16示出对弯曲角度(DCα)的影响。
图17示出在T4(左直方图分组)和T6回火(右直方图三个分组)下组合预老化和自然老化对示例性铝合金的弯曲角度(DCα)的影响。预老化通过将样品加热到60℃(在每个组中从左直方图开始第二个)、90℃(在每个组中左直方图开始第三个)或120℃(在每个组中右直方图)的温度并且维持所述温度1小时来执行。此外，测试不进行预老化(由正方形指示)的对照样品(在每个组中左直方图)。人工老化在150℃下执行1小时(从左直方图组开始第二个)、在150℃下执行5小时(从左直方图组开始第三个)和在120℃下执行24小时(右直方图组)。此外，测试在T4回火下并且不进行人工老化的对照组(左直方图组)。弯曲性随强度增加而降低。
表11
| 样品 | 芯层 | 包覆层 | 包覆层的数量 | 包覆层厚度 |
| L | 合金3 | 合金9 | 2 | 每一层为包覆产品总厚度的10％ |
| M | 合金3 | 合金5 | 2 | 每一层为包覆产品总厚度的10％ |
| N | 合金3 | 合金8 | 2 | 每一层为包覆产品总厚度的10％ |
评估样品A(表8)、样品L、M和N(表11)以及合金3和合金2(表7)的弯曲性对强度性质，如下详述。图18A为示出根据上文所描述的方法制备和处理的合金的弯曲性(DCα，归一化成2.0mm(°)，根据VDA标准238-100执行)对屈服强度(Rp(MPa))的图。在T4回火2310下样品A表现出极好的弯曲性和在约250MPa到约300MPa的范围内的屈服强度。在T6回火2320下样品A表现出极好的弯曲性和在约325MPa到约400MPa的范围内的屈服强度。在T6回火2330下包覆有合金9(样品L)、合金5(样品M)或合金8(样品N)中任何一种的合金3表现出极好的强度和在约45°到约70°的范围内的弯曲角度。在T6回火2340下合金3表现出高强度和在约45°到约55°的范围内的弯曲角度。在T6回火2350下合金2表现出高强度和在约35°到约65°的范围内的弯曲角度。在T4回火2360下合金2表现出在约225MPa到约375MPa的范围内的屈服强度和在约60°到约80°的范围内的弯曲角度。如在图18A中所示，具有包覆层(在T6回火2320下的样品A和在T6回火2330下包覆有合金9(样品L)、合金5(样品M)或合金8(样品N)中任何一种的合金3)的铝合金表现出最佳弯曲性和强度特性。在T6回火2330下包覆有合金9(样品L)、合金5(样品M)或合金8(样品N)中任何一种的合金3的特性落入内最佳区域2370。
图18B为示出根据上文所描述的方法制备和处理的合金的弯曲性(DCα，归一化成2.0mm(°))对屈服强度(Rp(MPa))的图。评估样品L、M和N(表11)，如下详述。分析在T4回火2380下样品L、M和N和在T6回火2390下样品L、M和N以示出老化对合金的影响。在T4回火2380虾样品L、M和N表现出比在T6回火2390下更高的弯曲性。同样地，在T6回火2390下样品L、M和N表现出比在T4回火2380下样品L、M和N更高的强度。如在图18B中所示，当与包覆层合金9(由指实心圆示的数据)比较时，合金5包覆层(由实心正方形指示的数据)和合金8包覆层(由固体菱形指示的数据)改进合金3的弯曲性(即，成形性)。
包覆铝合金耐腐蚀性
评估样品A的耐腐蚀特性，如下详述。根据ASTM标准G34，2xxx和7xxx系列铝合金中的剥离腐蚀敏感性的标准测试方法(EXCO测试)执行腐蚀测试。
图19示出腐蚀测试对合金2的影响。图20为示出样品A的微结构的显微照片。样品取自跨铝合金片材的宽度的外边缘。外边缘样品在芯-包覆界面3030附近表现出稍微较高程度的再结晶。
包覆铝合金界面
图21示出样品A的微结构和界面过渡区域。图21为取自距样品A的前缘100m提取的样品的显微照片。
接合
根据上文所描述的方法制备示例性包覆铝合金样品。从样品A(参见表8)切割基本上类似的尺寸的两个样品并且经由部分穿透焊接技术焊接在一起。在焊缝周围的热影响区域(HAZ)中未观察到开裂。图22A为焊缝的截面显微照片。评估五个不同区域，包括芯2110、珠边缘2120、珠中心2130、珠根部2140和珠表面2150的组成。图22B为示出每个区域的化学组成的图。焊珠的组成为均匀的，具有较低的Zn和较高的Mg含量归因于在焊接期间合金5铝合金包覆层溶解在焊池中。降低的Zn含量指示偏离标称Zn线(由小短划线指示)。
根据上文所描述的方法制备示例性包覆铝合金样品。从样品A(参见表8)切割实质上类似尺寸的两个样品并且铆接在一起。准备用于铆接的样品在F回火、T4回火和T6回火下。图23A为示出铆接样品的俯视图的数字图像。图23B为铆接样品的截面显微照片。
合适的产品的说明
如下所用，对一系列说明的任何提及应理解为对这些说明中的每一个的分别提及(例如，“说明1-4”应理解为“说明1、2、3或4”)。
说明1为包覆铝合金产品，其包含：芯层，所述芯层包含至多12.0wt％Zn、1.0wt％到4.0wt％Mg、0.1wt％到3.0wt％Cu、至多0.60wt％Si、至多0.50wt％Fe、至多0.20wt％Mn、至多0.20wt％Cr、至多0.30wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝，其中所述芯层具有第一侧和第二侧；和在所述芯层的所述第一侧上的第一包覆层，其中所述第一包覆层包含至多约7.0wt％Zn、至多6.0wt％Mg、至多0.35wt％Cu、0.05wt％到13.5wt％Si、0.10wt％到0.90wt％Fe、至多1.5wt％Mn、至多0.35wt％Cr、至多0.30wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
说明2为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述芯层包含约5.0wt％到9.5wt％Zn、1.2wt％到2.3wt％Mg、0.10wt％到2.6wt％Cu、至多0.10wt％Si、至多0.15wt％Fe、至多0.05wt％Mn、至多0.05wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
说明3为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层包含至多约6.0wt％Zn、0.1wt％到3.5wt％Mg、至多0.3wt％Cu、0.05wt％到0.40wt％Si、0.20wt％到0.40wt％Fe、0.10wt％到0.80wt％Mn、至多0.30wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
说明4为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层包含至多约1.3wt％Zn、0.05wt％到2.0wt％Mg、至多0.35wt％Cu、0.6wt％到13.5wt％Si、0.10wt％到0.80wt％Fe、至多0.80wt％Mn、至多0.35wt％Cr、至多0.30wt％Zr，、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
说明5为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层包含至多约0.5wt％Zn、4.0wt％到4.8wt％Mg、至多0.1wt％Cu、0.05wt％到0.2wt％Si、0.20wt％到0.40wt％Fe、0.1wt％到0.8wt％Mn、至多0.2wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
说明6为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述芯层的厚度为约0.5到3mm。
说明7为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述芯层的厚度为约0.7到2.3mm。
说明8为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述芯层的厚度为约2mm。
说明9为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层的厚度为所述包覆铝合金产品的总厚度的约1％到25％。
说明10为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层的厚度为所述包覆铝合金产品的所述总厚度的约1％到12％。
说明11为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层的厚度为所述包覆铝合金产品的所述总厚度的约10％。
说明12为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其进一步包含位于所述芯层的所述第二侧上的第二包覆层。
说明13为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层和所述第二包覆层包含相同或不同的合金。
说明14为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第二包覆层包含至多约7.0wt％Zn、至多6.0wt％Mg、至多0.35wt％Cu、0.05wt％到13.5wt％Si、0.10wt％到0.90wt％Fe、至多1.5wt％Mn、至多0.35wt％Cr、至多0.30wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
说明15为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述第二包覆层包含至多约6.0wt％Zn、0.1wt％到3.5wt％Mg、至多0.3wt％Cu、0.05wt％到0.40wt％Si、0.20wt％到0.40wt％Fe、0.10wt％到0.80wt％Mn、至多0.30wt％Cr、至多0.25wt％Zr、至多0.15wt％杂质，并且其余部分为铝。
说明16根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述包覆铝合金产品的屈服强度为至多600MPa。
说明17为根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述包覆铝合金产品的屈服强度为550MPa。
说明18根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述包覆铝合金产品的伸长率为至多20％。
说明19根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品，其中所述包覆铝合金产品的伸长率为至多15％。
说明20为包含根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品的汽车结构部件。
说明21为包含根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品的电子装置外壳。
说明22为包含根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品的航空结构部件或航空非结构部件。
说明23为包含根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品的海洋结构部件或海洋非结构部件。
说明24为包含根据前述或随后说明中任一项所述的包覆铝合金产品的铝合金坯料。
上文引用的所有专利、公开和摘要以全文引用的方式并入本文中。已经描述本发明的各种实施例以实现本发明的各种目的。应认识到，这些实施例仅为说明本发明的原理。在不脱离如以下利要求书中限定的本发明的精神和范围的情况下，多种修改和其改编对于所属领域的技术人员将是显而易见的。
Claims (1)
1.一种包覆铝合金产品，其包含：
芯层，所述芯层包含至多12.0 wt% Zn、1.0 wt%到4.0 wt% Mg、0.1 wt%到3.0 wt% Cu、至多0.60 wt% Si、至多0.50 wt% Fe、至多0.20 wt% Mn、至多0.20 wt% Cr、至多0.30 wt%Zr、至多0.15 wt%杂质，并且其余部分为铝，其中所述芯层具有第一侧和第二侧；和
在所述芯层的所述第一侧上的第一包覆层，其中所述第一包覆层是选自AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095 和AA7099的AA7xxx 系列包覆层。
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