鋁鎂合金板產品的成型方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁鎂裝甲板產品的成形或成型方法。通過本方法獲得的鋁鎂板產品對 用于裝甲車輛應用等而言是理想的。
【背景技術】
[0002] 在下文中將會明了的是，除非另有說明，鋁合金牌號和狀態(tài)代號（temper designations)是指在 2012 年由美國錯業(yè)協(xié)會（Aluminum Association)出版的 Aluminum Standards and Data and the Registration Records 中的 Aluminum Association designations，其對于本領域技術人員而言是公知的。
[0003] 除非另有說明，對于合金組成或優(yōu)選合金組成的任何描述，所指的百分數(shù)均為重 量百分數(shù)。
[0004] 由于其輕的重量，已發(fā)現(xiàn)鋁合金在包括軍用車輛（如人員輸送車）的軍事應用中 廣泛使用。鋁的輕重量使得能夠實現(xiàn)改善的性能和設備運輸（包括軍用車輛的空運）的簡 易性。在一些車輛中，通過提供裝甲板來保護車輛的乘客以提供對攻擊的防護或保護是可 取的。鋁享有作為裝甲板的實質用途，并且針對不同鋁合金的用途存在多種裝甲板規(guī)范。
[0005] 專利文獻 W0-2008/098743-Al(Aleris)公開了具有 4% -6% Mg 且具有 IOmm 以上 規(guī)格的鋁鎂合金裝甲板，其中，合金板通過如下制造工藝獲得，所述制造工藝包括澆鑄、預 熱和/或均化、熱軋、第一冷加工操作、在低于350°C的溫度下的退火處理、隨后的第二冷加 工操作。最終產品為平面板產品。優(yōu)選在第二冷加工操作后，不使該板接受任何進一步的 熱處理，從而在合金板中不會出現(xiàn)實質的回復。第一冷加工操作選自于由如下操作所組成 的組：（i)2%-15%的拉伸；以及（ii)具有4%至低于45%、優(yōu)選更窄范圍的冷軋壓下率的 冷軋。并且，第二冷加工操作選自于由如下操作所組成的組：（i)約2% -15%的拉伸；以及 (ii)具有約4%至低于25%的冷軋壓下率的冷乳。拉伸定義為在拉伸方向、通常在板產品 的L方向上的永久伸長。
[0006] 專利文獻 W0-2007/115617-Al(Aleris)公開了具有 4. 95%-6. 0%Mg 且具有 IOmm 以上規(guī)格的鋁鎂合金裝甲板，其中，通過根據(jù)1998年9月的MIL-DTL-46027J的30AMP2測試 進行的測量，與八45083-!1131對應物相比，所述板在￥50極限方面具有至少5%的改進。在 熱軋操作后，通過選自于由如下操作所組成的組中的冷加工操作對合金產品進行冷加工： (i)3%-18%的拉伸；以及（ii)具有15%至低于40%、優(yōu)選更窄范圍的總冷軋壓下率的冷 車L

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供將鋁鎂板材成型或成形為預定的三維結構的方法。
[0008] 本發(fā)明通過提供對鋁鎂合金板產品進行成型或成形的方法，實現(xiàn)或超過了這一目 的和其它目的以及進一步的優(yōu)點，該方法包括如下步驟：
[0009] -提供具有至少IOmm的規(guī)格以及具有以wt%計的如下化學組成的板產品：
[0010]
toon] 任選選自于由如下元素所組成的組中的至少一種或多種元素：
[0012] Zr 0· 03% -0· 4%、Cr 0· 03% -0· 4% 以及 Ti 0· 005% -0· 3% ;
[0013] 任選總量為0.03% -0.3%的選自下組中的一種或多種元素：Er、
[0014] Dy、Gd 和 Hf;
[0015] Fe 0-0. 4% ；
[0016] Si 0-0. 25% ；
[0017] 不可避免的雜質和余量的鋁；以及
[0018] -在200°C -400°C的溫度下通過塑性變形的方式對所述合金板進行成形，從而獲 得預定的二維或三維成型結構。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)可將板產品熱成形為二維或三維結構。發(fā)現(xiàn)熱成形操作為非平 面產品不會導致熱成形或成型后的抗彈性能的任何顯著喪失。由于避免或者至少減少了裝 甲車輛構造中的焊縫的量，這可在將成形結構用于裝甲應用中實現(xiàn)顯著優(yōu)勢。在此類裝甲 車輛中，當受到入射彈丸的彈道沖擊時，焊縫可形成最弱的點。結果，當構造包含成形板的 裝甲車輛時，可使用較少的焊縫進行構造并同時提供對入射彈丸的顯著改善的抵抗力，從 而提供增高的生存力。
【具體實施方式】
[0020] 在一個實施方式中，利用選自下組的成形或成型工藝對板產品進行成形：彎折、沖 壓、乳制成型、拉伸成型和蠕變成型。
[0021] 作為熱成形或成型工藝的鍛造不在本發(fā)明的范圍內，并被明確排除。鋁合金產品 的常規(guī)鍛造在超過400°C的溫度下實施。此外，僅作為將預定的形狀引入板產品中的結果， 鍛造操作導致目的產品的厚度顯著降低，其中可能出現(xiàn)厚度方面的一些局部降低，這是本 發(fā)明所述的工藝所不期望的。本發(fā)明所述的成形板產品旨在維持與其成形前的規(guī)格幾乎相 同的合理的可用性，以提供所需的抗彈性能。
[0022] 在【具體實施方式】中，通過沖壓的方式對板產品進行成形。
[0023] 在【具體實施方式】中，通過拉伸成型的方式對板產品進行成形。
[0024] 對板產品進行熱軋、或者進行熱軋及隨后的冷軋，從而在本發(fā)明所述的成形前使 最終產品為實質上平面的產品。任選在成形操作前，還對軋制板進行拉伸和/或退火，而不 實質上改變該軋制板的平面形狀。
[0025] 在本發(fā)明的實施方式中，在溫度范圍（即，200°C至約300°C)的下限端進行熱成形 時，熱成形前的板產品可處于0-回火度或H-回火度。
[0026] 在本發(fā)明的實施方式中，在約200°C _350°C的溫度下對板產品進行成形。對于一 些合金組合物，需要避免顆粒結構的重結晶，并且出于該原因，成形溫度不應超過約350°C、 優(yōu)選不應超過約300 °C。
[0027] 在本發(fā)明的實施方式中，可在約200°C -400°C的溫度下使對于重結晶不敏感的板 產品進行成形。優(yōu)選的下限為約250°C、更優(yōu)選為約300°C。在一個實施方式中，上限為 375°C、優(yōu)選約350°C。作為示例性的實例，包含約4. 5% Mg和約0. 2% Sc的鋁合金可在約 325 °C的溫度下熱成形。
[0028] 在本發(fā)明的實施方式中，在成型操作后對二維或三維成型結構進行熱處理。這非 常依賴于板產品實際的合金組成。可涉及如下固溶熱處理：通過將成型結構加熱至合適的 溫度，并在該溫度持續(xù)足夠長的時間以允許至少如銅、鋰和鋅元素進入固熔體并足夠快的 冷卻（例如通過淬火），從而維持熔體中的成分。合適的固熔熱處理實踐依賴于形成合金中 的元素的成分的量和產品規(guī)格。其后，可將成形或成型結構時效（自然時效或人工時效） 至T4、T5、T6或T7回火度。
[0029] 為獲得本發(fā)明所述方法的最佳益處，特別是當在300°C至400°C的溫度下成 形時，鋁鎂板產品還優(yōu)選至少包含上至約1 %的鈧（Sc)作為合金元素。優(yōu)選Sc以約 0· 05% -0· 4%存在。
[0030] 在本發(fā)明的實施方式中，板產品的鋁合金具有以wt%計的如下組成：
[0031]
[0032] 任選選自于由如下元素所組成的組中的至少一種或多種元素：
[0033] Zr 0· 03% -0· 4%、Cr 0· 03% -0· 4% 以及 Ti 0· 005% -0· 3% ;
[0034] 任選總量為0. 03% -0. 3%的選自下組中的一種或多種元素：Er、
[0035] Dy、Gd 和 Hf;
[0036] FeO-約 0.4%;
[0037] SiO-約 0.25 %;
[0038] 不可避免的雜質和余量的鋁。
[0039] 典型地，不可避免的雜質以各自上至0.05%且總共上至0.25%存在。
[0040] 鐵能夠以上至約0. 40%、優(yōu)選最大值保持在約0. 25%存在。典型優(yōu)選的鐵水平將 為上至0. 12%、例如約0.03%或約0.05%。
[0041] 硅能夠以上至約0. 25%、優(yōu)選最大值保持在約0. 2%存在。典型優(yōu)選的Si水平將 為上至0. 12%、例如處于約0.04%的水平。
[0042] 在一個實施方式中，鋅可作為可容許的雜質以上至約0.4%存在。然而，在另一實 施方式中，Zn可作為強化元素以約0. 4%-2%存在。相對高的Zn量對于鋁合金的耐腐蝕 性也具有積