Producto de chapa recubierta para automoción.

Un producto de chapa recubierta para automoción que comprende una capa de núcleo y al menos una capa de recubrimiento,

en la que el núcleo comprende una aleación de la composición siguiente en % en peso:

Mg 0, 45 -0, 8

Si 0, 45 -0, 7

Cu 0, 05 -0, 25

Mn 0, 05 -2

Fe hasta 0, 35

otros elementos (o impurezas)

Producto de chapa recubierta para automoción.

La presente invención se refiere a una chapa de aluminio compuesta fundamentalmente destinada para uso en aplicaciones para automoción. El producto de chapa comprende un núcleo de aleación de aluminio de la serie 6XXX y al menos una capa de recubrimiento de otra aleación de aluminio de la serie 6XXX.

El uso de materiales de chapas de aluminio en la producción de automóviles se ha establecido hace muchos años. Se usan una diversidad de aleaciones diferentes dependiendo de las exigencias particulares de los diseñadores de automóviles para componentes específicos. En ciertas aplicaciones, es deseable que el material sea de alta resistencia. Otras aplicaciones aún requieren mayor conformabilidad y, en dichos casos, la resistencia puede considerarse menos importante. Igualmente, se han deseado materiales que se deformaran fácilmente bajo el impacto, por ejemplo, en el caso de colisión con peatones y dichos materiales pueden tener resistencias incluso más bajas.

La conformabilidad para los usuarios de chapas de automoción implica dos exigencias. Existe la conformabilidad de la chapa debida a su espesor, la cual generalmente está relacionada con la conformación en conjunto de la chapa. La segunda es el grado hasta el cual la chapa puede doblarse alrededor de un radio cerrado. Esta última exigencia es importante para algunas partes de automoción en las cuales la chapa se dobla sobre sí misma para crear un medio d sujeción a los paneles soporte de refuerzo. Este doblado sobre sí mismo se conoce como plegado y una chapa que es capaz de doblarse alrededor de un radio cerrado de esta forma, sin fisurarse, se dice que posee buena plegabilidad.

Típicamente, las aleaciones de aluminio usadas para este fin proceden de la serie 6XXX de aleaciones, fundamentalmente aquellas cuyo principales elementos de aleación son Mg y Si, o proceden de la serie 5XXX de aleaciones, cuyo principal elemento de aleación es Mg. Para un conocimiento del sistema de designación numérica más comúnmente usado en la denominación e identificación del aluminio y sus aleaciones, véase International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminium and Wrought Aluminium Alloys, publicado por The Aluminum Association, revisada en Enero 2001.

En muchas aplicaciones es deseable que el material se forme fácilmente y además, después de un tratamiento de horneado para pintura, desarrolle suficiente resistencia mecánica. Las aleaciones de la serie 6XXX son particularmente adecuadas para esto, dada su respuesta al envejecimiento. Durante los últimos 15 a 20 años han aparecido una cantidad significativa de trabajos con el fin de conocer los procesos de envejecimiento en estas aleaciones y existen diversos procedimientos para maximizar la denominada respuesta al horneado para pintura, (PBR) , en base a la diferencia en las propiedades a la tracción desde el temple tal como se suministra (denominado en la presente invención en adelante como T4) al temple final (denominado en la presente invención en adelante como T8) después de la formación y endurecimiento por horneado.

Es bien sabido que una resistencia elástica de T4 menor y un contenido en Fe reducido promueven una conformabilidad mejoraao, particularmente el comportamiento a la plegabilidad. Una resistencia elástica menor está relacionada con la facilidad de deformación. Es decir, una resistencia elástica menor significa que la chapa puede conformarse usando cargas de trabajo menores. El alargamiento está relacionado con el grado de deformación. Puede lograrse una resistencia elástica menor reduciendo el contenido de soluto en la aleación, pero el menor contenido de soluto usualmente reduce la respuesta al horneado para pintura. Una aleación de este tipo es la comercializada bajo el nombre de Anticorodak®-170 (denominada en la presente invención más adelante como AC170) . Otra aleación de este tipo se conoce a partir de la Patente EP 1685268, en la que la aleación está tratada térmicamente en solución de una manera tal que se evita un endurecimiento con el tiempo significativo. De estas dos, la aleación de acuerdo con la Patente EP 1685268 tiene menor contenido en soluto y posee excelente plegabiidad. La AC170 (conteniendo igualmente un contenido el soluto relativamente bajo en comparación con aleaciones de alta resistencia del tipo AA6111) , posee, por otra parte, una plegabilidad ligeramente inferior con respecto de la aleación procedente de la Patente EP 1685268, pero endurece por envejecimiento. Por otra parte, con la AC170 la plegabilidad se deteriora con el tiempo conforme la aleación endurece por envejecimiento, en particular cuando se pre-estira antes del plegado.

Tal como se ha mencionado anteriormente, usualmente existe un compromiso entre resistencia mecánica y plegabilidad. Aunque la plegabilidad es el foco de la presente invención, es útil para los diseñadores de automoción el que el material sea capaz de endurecimiento por envejecimiento en cierto grado durante el horneado para pintura. Esto permite al diseñador optimizar economías de peso a través de reducciones en el espesor. Igualmente, es deseable el que las propiedades mecánicas permanezcan relativamente estables a lo largo del tiempo en chapas suministradas a los fabricantes de automoción. Esto es debido a que, después del suministro de la chapa, puede existir algún retraso antes de usar dicha chapa en la producción de partes del cuerpo de automoción. Si, por ejemplo, la plegabilidad cambia durante dicho período, (el cual puede ser de varios meses) , el usuario de la chapa puede encontrar que es menos ventajosa para sus procedimientos de fabricación. De manera alternativa, la chapa podría conformarse en un panel o capó en una fecha anterior, pero únicamente ensamblarse a otros componentes en una fecha posterior. Cuando el procedimiento de ensamblado implica el plegado, es deseable que el comportamiento al plegado cambie poco durante el período de tiempo transcurrido.

La Solicitud de Patente Japonesa JP62-207642 publicada el 12 de Septiembre de 1987, sugiere el recubrimiento de un núcleo de aleación de la serie 6XXX con una capa de recubrimiento de aleación de la serie 5XXX, aunque el intervalo de composición reivindicado para la capa de recubrimiento abarca o se solapa con algunas aleaciones de la serie 6XXX. Esta publicación expone que un contenido en Si por encima del 0, 5% en peso en la capa de recubrimiento no es deseable dado que reducirá la conformabilidad. La mezcla de aleaciones de la serie 6XXX y la serie 5XXX en un producto de este tipo, le hace menos favorable para el reciclado. Esta publicación no indica nada sobre el comportamiento al plegado de los productos de chapa recubiertos.

La combinación de aleaciones de la serie 6XXX con aleaciones de la series 1XXX y 5XXX se divulga en la Patente de EE.UU. 2006-0185816. En particular, se produjo la combinación de un núcleo de aleación de composición convencional AA6111 con capas recubiertas de AA3003 o AA3104 convencional. La estructura del compuesto proporciona una mejora en la conformabilidad cuando se compara con la AA6111 monilítica. No se divulga el comportamiento al plegado.

La Patente WO 07/128391 divulga un producto compuesto que comprende la combinación de aleaciones de la series6XXX en el núcleo con aleaciones de la serie 6XXX en la capa de recubrimiento. A pesar de la amplitud de las reivindicaciones, la descripción únicamente contiene 2 ejemplos en los cuales las aleaciones del núcleo son o bien AA6016 o bien AA6111 y la capa de recubrimiento es AA6005A. El comportamiento al plegado de los productos compuestos fue mejor que la de las aleaciones de núcleo monolítico solo, aunque no se informa de la forma en que cambia de comportamiento al plegado con el tiempo.

La Patente Japonesa JP2000-129382 divulga igualmente el recubrimiento de una aleación de la serie 6XXX que contiene Cu con otra capa de aleación de la serie 6XXX sin Cu. La conformabilidad se midió mediante el alargamiento - una medida de la amplitud del grado de conformado en su conjunto, no de la plegabilidad.

Ninguna de estas divulgaciones de la técnica anterior sugiere una combinación de aleaciones en el núcleo y capas de recubrimiento que proporcionen características de plegado extremadamente buenas, incluso después del preestiramiento, plegabilidad que se mantiene excelente después de envejecimiento, al mismo tiempo que también muestra la capacidad de ser endurecida por envejecimiento de manera significativa durante el horneado para pintura.

Por ello, es un objeto de la invención... [Seguir leyendo]

1. Un producto de chapa recubierta para automoción que comprende una capa de núcleo y al menos una capa de recubrimiento, en la que el núcleo comprende una aleación de la composición siguiente en % en peso:

otros elementos (o impurezas) <0, 05 cada uno y <0, 15 en total, resto aluminio y al menos una capa de recubrimiento que comprende una aleación de la composición siguiente en % en peso: Mg 0, 3 -0, 7 Si 0, 3 -. 0, 7 Mn hasta 0, 15 Fe hasta 0, 35

otros elementos (o impurezas) <0, 05 cada uno y <0, 15 en total, resto aluminio.

2. El producto de chapa recubierta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el producto comprende dos capas de recubrimiento con una capa de recubrimiento sobre cada lado de la capa del núcleo.

3. El producto de chapa recubierta de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las dos capas de recubrimiento son de la misma composición.

4. El producto de chapa recubierta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido en Mg en la al menos una capa de recubrimiento es 0, 4 -0, 6.

5. El producto de chapa recubierta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido en Mg en la al menos una capa de recubrimiento es aproximadamente 0, 5.

6. El producto de chapa recubierta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido en Si en la al menos una capa de recubrimiento es 0, 4 -0, 6.

7. El producto de chapa recubierta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido en Si en la al menos una capa de recubrimiento es aproximadamente 0, 5.

8. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el contenido en Mg en la capa del núcleo es 0, 5 -0, 7.

9. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el contenido en Mg en la capa del núcleo es aproximadamente 0, 6.

10. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el contenido en Si en la capa del núcleo es 0, 5 -0, 7.

11. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el contenido en Si en la capa del núcleo es aproximadamente 0, 6.

12. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el factor de doblado medido mediante ASTM 290C, está por debajo de 0, 3 después de 6 meses de envejecimiento natural.

13. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el factor de doblado medido mediante ASTM 290C, está por debajo de 0, 3 después de 12 meses de envejecimiento natural.

14. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el factor de doblado medido mediante ASTM 290C, está por debajo de 0, 25 después de 6 meses de envejecimiento natural.

15. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el factor de doblado medido mediante ASTM 290C, está por debajo de 0, 25 después de 12 meses de envejecimiento natural.

16. El producto de chapa recubierta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la respuesta al horneado para pintura es mayor de 75 MPa.