本發明涉及鋁合金熱處理技術領域，具體而言，涉及一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法及鋁合金板材。

背景技術：

基于全球節能環保需求，汽車工業相關部門推進輕量化的步伐逐步加劇，汽車輕量化主要可以從原材料的選擇和結構設計等方面進行推進。6000系鋁合金由于具有密度低、成型性和耐腐蝕性較高等優點，成為傳統鋼鐵材料最佳的替代材料，可以用作汽車車身板。

6000系鋁合金屬al-mg-si系列，常用的包括6016、6111和6022鋁合金。6000系鋁合金的高強度需要人工時效才能獲得。原材料廠一般以固溶軟化狀態交貨，用以保證汽車廠沖壓車間的成型能力及烤漆過程的硬化能力。但固溶態的6000系鋁合金在存放和運輸過程中，會發生自然時效硬化行為，即在室溫放置較長時間才進行沖壓成形及烤漆(相當于人工時效)，這就在微觀上消耗了6000系鋁合金部分空位和過飽和固溶原子，提高了其沖壓成型難度，降低了其烤漆后的硬化能力，弱化了其抗凹陷性能，即有明顯的室溫停滯效應。此外t4狀態的6000系鋁合金沖壓成車身構件后，經過170～205℃烤漆處理，由于烤漆時間較短(一般小于30min)，不僅不能發揮合金的時效硬化潛力，而且還可能發生回歸現象，造成鋁合金車身經烤漆加熱后不能獲得時效強化。

針對自然時效行為所帶來的不利影響，研究學者及工程技術人員一直在尋求行之有效的解決方法，包括固溶后預時效處理、預應變處理等。這些處理雖然對室溫停滯效應有一定的弱化，但同時降低了烤漆過程的硬化速率和硬化程度，并且工藝控制的波動會對板材性能產生一定的影響。

目前，對6000系鋁合金汽車板的預時效處理制度包括：

(1)6000系鋁合金經固溶水淬至室溫后，馬上進行恒溫預時效，通常采用高溫短時或低溫長時，如預時效處理制度170～210℃/10～60s，120℃/10min或60～130℃/0.2～12h；

(2)6000系鋁合金經固溶后水淬至60～120℃，然后緩慢冷卻。

上述預時效處理制度雖然能一定程度提高合金的烤漆硬化性能，然而工藝上還具有一些缺點，采用高溫短時預時效處理的方法，效率雖高，但時間太短實際生產中不容易控制；采用低溫長時預時效處理效率低，不利于實際生產；而采用固溶水淬至所需的預時效溫度，進而再保溫或者降溫，控制淬火后的溫度在實際生產中不便于實施。除此，上述方法還存在自然時效穩定性較短，在沖壓成型前不能保持良好的成形性的問題，不能長時間保持烤漆硬化性能。

有鑒于此，特提出本發明。

技術實現要素：

本發明的目的之一在于提供一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，該熱處理方法通過固溶后淬火溫度、時間及再升溫溫度、時間三級階段，能夠更好地對室溫停滯過程的穩定性進行調控，從而抑制自然時效的不良影響，提高烤漆過程硬化動力學，不僅能使鋁合金保持良好的成形性，還能提高其烤漆硬化性，實現烤漆過程更高的硬化能力。

本發明的目的之二在于提供一種所述的熱處理方法得到的鋁合金板材，通過此方法處理的鋁合金板材在沖壓前具有較低屈服強度和較高的塑性，有利于沖壓成型，而烤漆硬化后的屈服強度高、抗凹陷，能夠滿足汽車板抗沖擊的要求。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

對6000系鋁合金板材固溶處理并淬火至40～60℃，保溫5～20min后快速升溫至100～120℃，保溫2～5min后冷卻至室溫。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，以25～35℃/s的淬火速率淬火至40～60℃。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，以20～35℃/s的升溫速率快速升溫至100～120℃。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，固溶處理包括以5～10℃/s的加熱速率加熱至520～580℃，保溫10～20min。

進一步，在本發明提供的技術方案的基礎上，所述熱處理方法還包括冷卻至室溫后停滯1～32周后進行烤漆，烤漆溫度為160～200℃，烤漆時間為10～30min。

進一步，在本發明提供的技術方案的基礎上，所述6000系鋁合金板材通過將6000系鋁合金熔煉并經均勻化處理后，熱軋并冷軋成薄板得到。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

(a)將6000系鋁合金進行熔煉，得到熔煉坯料；

(b)將步驟(a)得到的熔煉坯料加熱至520～560℃，保溫12～24h，對坯料進行均勻化處理；

(c)將步驟(b)均勻化處理后的坯料熱軋并冷軋成薄板，得到6000系鋁合金板材；

(d)對步驟(c)6000系鋁合金板材固溶處理并以25～35℃/s的淬火速率淬火至40～60℃，保溫5～20min后以20～35℃/s的升溫速率快速升溫至100～120℃，保溫2～5min后空冷至室溫；

其中固溶處理包括以5～10℃/s的加熱速率加熱至520～580℃，保溫10～20min；

(e)將步驟(d)空冷至室溫后的6000系鋁合金板材停滯1～32周后進行烤漆，烤漆溫度為160～200℃，烤漆時間為10～30min。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，步驟(a)的6000系鋁合金包括質量百分比的如下成分：mg0.50～1.20％，si0.40～1.00％，cu0.10～1.00％，fe≤0.50％，cr0.05～0.15％，ti0.02～0.15％，zn0.02～0.10％，余量為al。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，所述6000系鋁合金板材為6016鋁合金板材、6111鋁合金板材或6022鋁合金板材。

一種上述提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法得到的鋁合金板材。

與已有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)本發明提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法采用三級階段熱處理過程，通過固溶處理、淬火溫度/時間控制以及再升溫溫度/時間控制得到穩定的室溫空位濃度與原子團簇聚集區，有效消減室溫停滯過程中的硬化效應，提高沖壓過程的成型能力及烤漆過程的硬化能力。該方法能夠有效減輕鋁合金板材的室溫停滯效應，可更好地對室溫停滯過程的穩定性進行調控，穩定性更高，同時實現烤漆過程更高的硬化能力。

(2)本發明熱處理方法處理時間短，采用溫度較低，便于自動化操作，可以通過連續退火爐實現在線處理，提高生產效率，降低能耗。

(3)鋁合金板材經本發明方法處理后，烤漆硬化性能得到改善，加工性能提高，沖壓前具有較低屈服強度和較高的塑性，有利于沖壓成型，烤漆后的產品強度和硬度明顯升高，屈服強度>200mpa，硬度>95hb。此外，自然時效穩定性能得到提高，使鋁合金板材的烘烤硬化性能保持時間大大延長，可到六個月以上，鋁合金板材自然條件下放置很長時間后仍具有良好的加工性能和烤漆強化性能。

附圖說明

圖1為本發明一種實施方式的提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法示意圖；

圖2為常規固溶-預時效處理方法示意圖；

圖3為實施例1經熱處理空冷至室溫后得到的鋁合金板材的金相組織圖；

圖4為實施例1經熱處理空冷至室溫后得到的鋁合金板材停滯兩周后的透射電鏡圖；

圖5為實施例1、對比例1、對比例2和對比例3的硬度變化曲線圖；

圖6為實施例2、對比例4、對比例5和對比例6的硬度變化曲線圖。

圖標：a-固溶；b-預時效；c-自然時效；d-烤漆硬化；e-淬火；f-升溫再分配。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限制本發明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

根據本發明的一個方面，提供了一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

對6000系鋁合金板材固溶處理并淬火至40～60℃，保溫5～20min后快速升溫至100～120℃，保溫2～5min后冷卻至室溫。

6000系鋁合金板材具有密度低、成型性和耐腐蝕性較高等優點，成為傳統鋼鐵材料最佳的替代材料，可以用作汽車車身板。典型但非限制性的6000系鋁合金板材為6016、6111或6022鋁合金板材。

固溶處理是指將合金加熱至第二相能全部或最大限度地溶入固溶體的溫度，保持一段時間后，以快于第二相自固溶體中析出的速度冷卻，獲得過飽和固溶體的過程。固溶處理溫度和固溶處理時間可以采用6000系鋁合金板材固溶的常規方式進行，典型但非限制性的固溶溫度為510℃、530℃或550℃。

通過固溶處理保證合金元素的固溶與基體晶粒再結晶之間的協調。

淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻的過程。典型但非限制性的快速冷卻(淬火)速率大于20℃/s。

在淬火時，典型但非限制性的淬火至40℃、50℃或60℃，淬火后典型但非限制性的保溫時間為5min、10min、15min或20min。

優選的是，淬火至60℃保溫10min。

通過淬火溫度與時間實現相應溫度下空位濃度及固溶原子的量控。

淬火保溫后進行快速升溫，快速升溫一般指以大于15℃/s的升溫速率進行升溫，典型但非限制性的升溫至100℃、110℃或120℃，升溫后典型但非限制性的保溫時間為2min、3min、4min或5min。

優選的是，快速升溫至120℃保溫3min。

通過在淬火后進行快速升溫，實現空位與過飽和固溶原子的再分配。

快速升溫后冷卻至室溫。

冷卻是指自然冷卻，自然冷卻是利用密度隨溫度變化而產生的流體循環過程來帶走熱量的冷卻方式。

優選地冷卻方式為空冷，即自然空氣冷卻。

室溫指室內溫度，即鋁合金板材的周圍大氣溫度，典型但非限制性的室溫為25℃。

空冷至室溫，實現室溫停滯期間空位及過飽和固溶原子的穩定。

優選地，固溶、淬火、快速升溫以及冷卻整個熱處理過程可以在連續退火爐上進行，實現在線處理，提高生產效率。

由于固溶態的6000系鋁合金在存放和運輸過程中，會發生自然時效硬化行為，有明顯的室溫停滯效應。為了緩解自然時效的不利影響，目前通常在固溶后采取預時效處理制度，通過高溫短時或低溫長時，如120℃/10min，170～210℃/10～60s或60～130℃/0.2～12h，在一定程度上能夠提高合金的烤漆硬化性能，但仍存在自然時效穩定性差、烘烤硬化性能保持時間短的問題。

本發明的提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法通過三級階段式熱處理過程，利用固溶保證合金元素的固溶與基體晶粒再結晶之間的協調；淬火溫度與時間保證一定的空位濃度及固溶原子的熱力學狀態；升溫至再分配溫度實現空位與固溶原子的再分配，生成室溫下穩定、烤漆過程利于亞穩強化相析出的原子團簇區，有效消減室溫停滯過程中的硬化效應，提高沖壓過程的成型能力及烤漆過程的硬化能力。室溫停滯穩定性更高，烘烤硬化性能保持時間長。經本發明熱處理后的鋁合金板材沖壓前具有較低屈服強度和較高的塑性，烤漆后的產品強度高、抗凹陷，在自然條件下放置很長時間后仍具有良好的加工性能和烤漆強化性能，滿足汽車板抗沖擊要求。

在一種優選的實施方式中，以25～35℃/s的淬火速率淬火至40～60℃。

典型但非限制性的淬火速率為25℃/s、30℃/s或35℃/s。

特定的淬火速率能夠使鋁合金板材中的固溶原子保持更好的熱力學狀態，熱處理效果更好，最終得到的鋁合金板材性能更好。

在一種優選的實施方式中，以20～35℃/s的升溫速率快速升溫至100～120℃。

典型但非限制性的升溫速率為20℃/s、25℃/s、30℃/s或35℃/s。

保持20～35℃/s的升溫速率能夠在快速升溫中實現空位與固溶原子的再分配，實現對過飽和固溶原子團簇結構的控制，使其在室溫下穩定，成型后的烤漆過程更有利于亞穩強化相的形核析出，熱處理效果更好，最終得到的鋁合金板材性能佳。

在一種優選的實施方式中，固溶處理包括以5～10℃/s的加熱速率加熱至520～580℃，保溫10～20min。

固溶處理典型但非限制性的加熱至520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃或580℃，升溫后典型但非限制性的保溫時間為10min、15min或20min。固溶處理典型但非限制性的加熱速率為5℃/s、6℃/s、7℃/s、8℃/s、9℃/s或10℃/s。

優選的是，以10℃/s的加熱速率加熱至550℃保溫15min，或以10℃/s的加熱速率加熱至560℃保溫10min。

通過對固溶溫度、時間和加熱速率的優化控制，調控合金元素的固溶與基體晶粒的再結晶過程，使之更加協調，使整個熱處理過程效果更好。

在一種優選的實施方式中，熱處理方法還包括冷卻至室溫后停滯1～32周后進行烤漆，烤漆溫度為160～200℃，烤漆時間為10～30min。

典型但非限制性的自然時效停滯時間為1周、2周、1個月、2個月或6個月。

典型但非限制性的烤漆溫度為160℃、170℃、180℃、190℃或200℃，典型但非限制性的烤漆時間為10min、15min、20min、25min或30min。

通過進行人工時效模擬烤漆硬化處理，實現烤漆硬化，熱處理后的鋁合金板材經過長時間的放置，甚至放置六個月以上，仍具有良好的加工性能和烤漆強化性能，使鋁合金板材的烘烤硬化性能保持時間大大延長。

在一種優選的實施方式中，6000系鋁合金板材通過將6000系鋁合金熔煉并經均勻化處理后，熱軋并冷軋成薄板得到。

典型的6000系鋁合金例如為6016鋁合金、6111鋁合金或6022鋁合金。

在鋁合金板生產過程中，經過熔煉鑄造、均勻化、熱軋和冷軋等過程，得到鋁合金板材。

優選地，熔煉時對合金元素及鋁液純凈度進行調控。其中主合金元素百分含量范圍為：0.5≤mg≤1.2，0.4≤si≤1.0，0.1≤cu≤1.0，fe≤0.5，微合金元素百分含量范圍為：0.05≤cr≤0.15，0.02≤ti≤0.15，0.02≤zn≤0.10。

通過對鋁合金的化學成分進行優化，可以充分發揮鋁合金的性能，避免合金在淬火或快速升溫時由于溫差較大而產生裂紋，熱處理后可以進一步提高鋁合金板材的性能。

優選地，均勻化處理在電阻爐中進行，加熱溫度520～560℃保溫12～24h。

典型但非限制性的均勻化加熱溫度為520℃、530℃、540℃、550℃或560℃，典型但非限制性的均勻化時間為12h、18h或24h。

通過均勻化處理能夠實現凝固結晶相的充分溶解及合金元素的均勻化。

熱軋和冷軋可以采用鋁合金的常規熱軋和冷軋方式進行。

經熱軋、冷軋后變形為所需厚度，例如制成1mm或1.2mm的板材。

在一種優選的實施方式中，一種典型的提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

(a)將6000系鋁合金進行熔煉，得到熔煉坯料；

(b)將步驟(a)得到的熔煉坯料加熱至520～560℃，保溫12～24h，對坯料進行均勻化處理；

(c)將步驟(b)均勻化處理后的坯料熱軋并冷軋成薄板，得到6000系鋁合金板材；

(d)對步驟(c)6000系鋁合金板材固溶處理并以25～35℃/s的淬火速率淬火至40～60℃，保溫5～20min后以20～35℃/s的升溫速率快速升溫至100～120℃，保溫2～5min后空冷至室溫；

其中固溶處理包括以5～10℃/s的加熱速率加熱至520～580℃，保溫10～20min；

(e)將步驟(d)空冷至室溫后的6000系鋁合金板材停滯1～32周后進行烤漆，烤漆溫度為160～200℃，烤漆時間為10～30min。

在一種優選的實施方式中，其中步驟(a)的6000系鋁合金包括質量百分比的如下成分：mg0.50～1.20％，si0.40～1.00％，cu0.10～1.00％，fe≤0.50％，cr0.05～0.15％，ti0.02～0.15％，zn0.02～0.10％，余量為al。

前期通過優化6000系鋁合金的化學成分，得到優化成分的鋁合金板材，優化后的鋁合金板材質量更好，使合金的性能得到最大限度的發揮，熱處理后的鋁合金板材性能更優，不會出現裂紋等情況。

優選地，6000系鋁合金板材也可以直接選用市售的6016鋁合金板材、6111鋁合金板材或6022鋁合金板材。

采用本發明熱處理方法能夠使6000系鋁合金板材獲得更低的室溫強化效應，表現出更好的室溫穩定性，板材烤漆硬化性能好。

根據本發明的另外一個方面，提供了一種上述提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法得到的鋁合金板材。

通過采用本發明的熱處理方法得到的鋁合金板材的烤漆硬化性能好，加工性能提高，沖壓前具有較低屈服強度和較高的塑性，有利于沖壓成型，烤漆后的產品強度和硬度明顯升高，屈服強度>200mpa、硬度>95hb。

強度是材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力，是衡量零件本身承載能力(即抵抗失效能力)的重要指標。常用的是抗拉強度和屈服強度，這兩個強度可以通過拉伸試驗測出的應力應變曲線得出。

硬度是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，是衡量材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。

為了進一步了解本發明，下面結合具體附圖和實施例對本發明方法和效果做進一步詳細的說明。

圖1為本發明一種實施方式的提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法示意圖；圖2為常規固溶-預時效處理方法示意圖。

如圖2所示，為了緩解自然時效的不利影響，目前通常在固溶后采取預時效處理制度，先固溶處理并淬火至室溫后，馬上升溫至預時效溫度，保溫一定時間后降溫至室溫。雖然這種方式在一定程度上能夠提高合金的烤漆硬化性能，但存在自然時效穩定性差、烘烤硬化性能保持時間短的問題。對比本發明的方法，如圖1所示，通過三級階段熱處理過程，進行固溶處理后淬火至40～60℃，保溫一定時間(空位量控)，再快速升溫至100～120℃，保溫一定時間，實現空位與固溶原子的再分配，最后空冷至室溫，生成室溫下穩定、烤漆過程利于亞穩強化相析出的原子團簇區，有效消減室溫停滯過程中的硬化效應，提高沖壓過程的成型能力及烤漆過程的硬化能力。

實施例1

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

(1)將6016鋁合金熔煉，經560℃-12h的均勻化退火工藝處理后，經熱軋和冷軋至1.2mm板材；

其中，6016鋁合金由質量百分比的如下成分組成：mg0.95％，si0.75％，cu0.12％，fe0.3％，cr0.05％，ti0.04％，zn0.03％，余量為al。

(2)在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至550℃，保溫15min，再以30℃/s的淬火速率淬火至60℃，保溫10min，隨后以30℃/s的升溫速率快速升溫至120℃，保溫3min，最后空冷至室溫；

(3)將步驟(2)空冷至室溫后的鋁合金板材停滯一周、二周、一個月、兩個月、六個月后，進行160℃-30min烤漆試驗。

圖3為經熱處理空冷至室溫后得到的鋁合金板材的金相組織圖，由圖3可以看出，經過本發明熱處理后的組織為再結晶后的鋁基體晶粒，絕大部分相均已固溶到基體內。室溫停滯14天后的透射電鏡圖如圖4所示，并未見有明顯的相析出。

試樣烤漆前后力學性能如表1所示。

表1實施例1烤漆前后力學性能

注：rp0.2為屈服強度，rm為抗拉強度，bhr為烤漆硬化值(烤漆前后屈服強度之差)，下同。測試方法采用常規鋁合金板的測試方法進行。

實施例2

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

(1)將6016鋁合金熔煉，經520℃-24h的均勻化退火工藝處理后，經熱軋和冷軋至1.2mm板材；

其中，6016鋁合金由質量百分比的如下成分組成：mg0.50％，si1.00％，cu0.10％，fe0.50％，cr0.05％，ti0.15％，zn0.02％，余量為al。

(2)在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至560℃，保溫10min，再以35℃/s的淬火速率淬火至40℃，保溫15min，隨后以30℃/s的升溫速率快速升溫至100℃，保溫5min，最后空冷至室溫；

(3)將步驟(2)空冷至室溫后的鋁合金板材停滯一周、二周、一個月、兩個月、六個月后，進行160℃-30min烤漆試驗。

試樣烤漆前后力學性能如表2所示。

表2實施例2烤漆前后力學性能

實施例3

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

(1)將6016鋁合金熔煉，經540℃-18h的均勻化退火工藝處理后，經熱軋和冷軋至1.2mm板材；

其中，6016鋁合金由質量百分比的如下成分組成：mg1.20％，si0.40％，cu1.00％，cr0.15％，ti0.02％，zn0.10％，余量為al。

(2)在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以8℃/s的加熱速率加熱至580℃，保溫10min，再以30℃/s的淬火速率淬火至60℃，保溫5min，隨后以20℃/s的升溫速率快速升溫至110℃，保溫4min，最后空冷至室溫；

(3)將步驟(2)空冷至室溫后的鋁合金板材停滯一周、二周、一個月、兩個月、六個月后，進行200℃-10min烤漆試驗。

試樣烤漆前后力學性能如表3所示。

表3實施例3烤漆前后力學性能

實施例4

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

(1)將6011鋁合金熔煉，經560℃-12h的均勻化退火工藝處理后，經熱軋和冷軋至1.0mm板材；

其中，6011鋁合金由質量百分比的如下成分組成：mg0.80％，si0.50％，cu0.20％，fe0.30％，cr0.08％，ti0.12％，zn0.05％，余量為al。

(2)在連續退火爐對步驟(1)得到的6011鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至550℃，保溫15min，再以35℃/s的淬火速率淬火至60℃，保溫10min，隨后以35℃/s的升溫速率快速升溫至100℃，保溫5min，最后空冷至室溫；

(3)將步驟(2)空冷至室溫后的鋁合金板材停滯一周、二周、一個月、兩個月、六個月后，進行200℃-10min烤漆試驗。

試樣烤漆前后力學性能如表4所示。

表4實施例4烤漆前后力學性能

實施例5

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，包括以下步驟：

(1)將6022鋁合金熔煉，經530℃-20h的均勻化退火工藝處理后，經熱軋和冷軋至1.0mm板材；

其中，6022鋁合金由質量百分比的如下成分組成：mg1.00％，si0.80％，cu0.60％，fe0.20％，cr0.12％，ti0.08％，zn0.08％，余量為al。

(2)在連續退火爐對步驟(1)得到的6022鋁合金板材進行熱處理，先以6℃/s的加熱速率加熱至520℃，保溫20min，再以25℃/s的淬火速率淬火至50℃，保溫15min，隨后以35℃/s的升溫速率快速升溫至120℃，保溫2min，最后空冷至室溫；

(3)將步驟(2)空冷至室溫后的鋁合金板材停滯一周、二周、一個月、兩個月、六個月后，進行180℃-20min烤漆試驗。

試樣烤漆前后力學性能如表5所示。

表5實施例5烤漆前后力學性能

實施例6

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)中的淬火速率為20℃/s，其余步驟與實施例1相同。

試樣烤漆前后力學性能如表6所示。

表6實施例6烤漆前后力學性能

實施例7

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)中淬火后的升溫速率為15℃/s，其余步驟與實施例2相同。

試樣烤漆前后力學性能如表7所示。

表7實施例7烤漆前后力學性能

實施例8

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)中先以8℃/s的加熱速率加熱至500℃，保溫30min，其余步驟與實施例3相同。

試樣烤漆前后力學性能如表8所示。

表8實施例8烤漆前后力學性能

實施例9

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)中先以10℃/s的加熱速率加熱至600℃，保溫8min，其余步驟與實施例4相同。

試樣烤漆前后力學性能如表9所示。

表9實施例9烤漆前后力學性能

實施例10

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(1)中的6016鋁合金由質量百分比的如下成分組成：mg0.3％，si0.2％，cu1.5％，fe0.6％，cr0.02％，ti0.2％，zn0.2％，余量為al，其余步驟與實施例1相同。

試樣烤漆前后力學性能如表10所示。

表10實施例10烤漆前后力學性能

對比例1

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)為在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，以10℃/s的加熱速率加熱至550℃，保溫15min后快速淬火至室溫。其余步驟與實施例1相同。

試樣烤漆前后力學性能如表11所示。

表11對比例1烤漆前后力學性能

對比例2

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)為在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至550℃，保溫15min并淬火至室溫后，馬上升溫至60℃，保溫4h后降溫至室溫。其余步驟與實施例1相同。

試樣烤漆前后力學性能如表12所示。

表12對比例2烤漆前后力學性能

對比例3

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)為在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至550℃，保溫15min并淬火至室溫后，馬上升溫至120℃，保溫10min后降溫至室溫。其余步驟與實施例1相同。

試樣烤漆前后力學性能如表13所示。

表13對比例3烤漆前后力學性能

對比例4

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)為在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，以10℃/s的加熱速率加熱至560℃，保溫10min后快速淬火至室溫。其余步驟與實施例2相同。

試樣烤漆前后力學性能如表14所示。

表14對比例4烤漆前后力學性能

對比例5

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)為在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至560℃，保溫10min并淬火至室溫后，馬上升溫至40℃，保溫4h后降溫至室溫。其余步驟與實施例2相同。

試樣烤漆前后力學性能如表15所示。

表15對比例5烤漆前后力學性能

對比例6

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)為在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至560℃，保溫10min并淬火至室溫后，馬上升溫至100℃，保溫15min后降溫至室溫。其余步驟與實施例2相同。

試樣烤漆前后力學性能如表16所示。

表16對比例6烤漆前后力學性能

對比例7

一種提高6000系鋁合金自然時效穩定性的熱處理方法，步驟(2)為在連續退火爐對步驟(1)得到的6016鋁合金板材進行熱處理，先以10℃/s的加熱速率加熱至550℃，保溫15min，再以30℃/s的淬火速率淬火至30℃，保溫30min，隨后以30℃/s的升溫速率快速升溫至150℃，保溫2min，最后空冷至室溫。其余步驟與實施例1相同。

試樣烤漆前后力學性能如表17所示。

表17對比例7烤漆前后力學性能

由表1～表17可以看出，經本發明熱處理方法處理后的6000系鋁合金板材在烤漆前具有較低的屈服強度和硬度，具有較高的塑性，有利于沖壓成型，烤漆后產品的強度和硬度明顯升高，屈服強度>200mpa，硬度>95hb，烤漆前后屈服強度之差bhr大于80mpa。此外，在一周至六個月的長時間自然時效下，鋁合金板材的強度和硬度穩定性好，能夠長時間保持良好的加工性能和烤漆強化性能。對比例1與實施例1相比，固溶處理后淬火至室溫，得到固溶態鋁合金，對比例2與實施例1相比，固溶處理并淬火至室溫后進行60℃-4h的預時效處理，對比例3與實施例1相比，固溶處理并淬火至室溫后進行120℃-10min的預時效處理，采用對比例1、對比例2和對比例3的熱處理方法處理后的鋁合金在烤漆前具有較高的強度和硬度，烤漆后產品的強度和硬度沒有明顯提升，從圖5的硬度變化曲線也可以看出，實施例1較對比例1、對比例2和對比例3具有更低的室溫強化效應，且比對比例1、對比例2和對比例3的室溫停滯過程的穩定性更高。對比例4與實施例2相比，固溶處理后淬火至室溫，得到固溶態鋁合金，對比例5與實施例2相比，固溶處理并淬火至室溫后進行40℃-4h的預時效處理，對比例6與實施例2相比，固溶處理并淬火至室溫后進行100℃-15min的預時效處理，采用對比例4、對比例5和對比例6的熱處理方法處理后的鋁合金在烤漆前具有較高的強度和硬度，烤漆后產品的強度和硬度沒有明顯提升，從圖6的硬度變化曲線也可以看出，實施例2較對比例4、對比例5和對比例6具有更低的室溫強化效應，且室溫停滯過程的穩定性更高。

對比例7與實施例1相比，淬火溫度-時間和隨后的升溫溫度-時間不在本發明對應過程的溫度范圍內，也不能有效消減鋁合金室溫停滯過程中的硬化效應，提高沖壓過程的成型能力及烤漆過程的硬化能力。

實施例6與實施例1相比，步驟(2)中的淬火速率較低，實施例7和實施例2相比，步驟(2)中的升溫速率較低，鋁合金在烤漆前和烤漆后的力學性能分別較實施例1和實施例2有所下降，由此可見，淬火速率和升溫速率較低，固溶原子的熱力學狀態以及對過飽和固溶原子團簇結構的控制未達到最佳水平，在室溫下的穩定性有所下降，熱處理后的鋁合金力學性能較實施例略有降低。

實施例8與實施例3相比，固溶溫度過低，實施例9與實施例4相比，固溶溫度過高，取得的效果不如實施例3和實施例4好。

實施例10與實施例1相比，鋁合金的成分未進行優化，不能充分發揮鋁合金的性能，影響熱處理后的鋁合金板材在烤漆前后的力學性能。由此可以看出，通過對鋁合金的化學成分進行優化，可以充分發揮鋁合金的性能，同時可以避免合金在淬火或快速升溫時由于溫差較大而產生裂紋，熱處理鋁合金板材的性能可以進一步提升。

本發明的熱處理方法能夠實現對過飽和固溶原子團簇結構的控制，使其在室溫下穩定，成型后的烤漆過程有利于亞穩強化相的形核析出，從而起到抑制自然時效的不良影響以及提高烤漆過程硬化動力學的雙重作用。

盡管已用具體實施例來說明和描述了本發明，然而應意識到，在不背離本發明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中包括屬于本發明范圍內的所有這些變化和修改。