具有高耐腐蚀性的铝合金和涂层铝合金及其制造方法与流程

具有高耐腐蚀性的铝合金和涂层铝合金及其制造方法
1.优先权
2.本技术要求2020年1月21日提交的美国临时申请序列号62/963,904的优先权和申请权益，所述临时申请以引用的方式整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及新型铝合金、新型铝合金包覆层、用于铝合金的新型表面层(例如，涂层)，以及由这些新型铝合金、新型铝合金包覆层和新型表面层制造的产品。本公开还涉及制造新型铝合金、新型铝合金包覆层、新型表面层和产品的方法。铝合金包覆层和产品除具有良好的强度和可成形性之外，还展示出高耐腐蚀性和极好的涂装线(paint line)预处理适用性。


背景技术：

4.为了在各种应用中使用，例如在汽车部件的生产中，铝合金产品必须提供良好的性质组合，尤其是与替代品相比时。可用的铝合金产品，例如包覆产品或涂层铝合金产品，提供良好的可成形性和机械性质，以及其他关键属性，诸如耐腐蚀性和高涂装线预处理适用性。目前的铝合金产品可以提供其这些性质中的一部分而不是全部。例如，此前已知的合金可以提供良好的可成形性和机械性质，以及足够的涂装线预处理适用性，但是耐腐蚀性有限。一些此前已知的合金可以提供良好的可成形性，但是可能受到低强度和/或涂装线预处理适用性的影响。


技术实现要素：

5.术语“实施方案”和类似术语旨在广义地指代本公开和所附权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制所附权利要求的含义或范围。由本文覆盖的本公开的实施方案由所附权利要求而非本发明内容限定。本发明内容是本公开的各方面的高度概述，并介绍了一些概念，这些概念在下面的具体实施方式部分中进一步描述。本发明内容并不意图确认所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用来孤立地确定所要求保护的主题的范围。通过参考本公开的整个说明书、任何或所有附图以及每项权利要求的适当部分，应当理解本主题。
6.本文提供了新型铝合金、用于铝合金的新型表面层(例如，涂层)、由这些新型涂层制造的涂层铝合金产品、以及由这些新型铝合金和新型涂层铝合金制造的新型包覆产品，以及制造包覆铝合金层、包覆产品和涂层铝合金产品的方法。这些铝合金、包覆铝合金层、涂层铝合金、包覆产品和涂层铝合金产品具有出乎意料的强度和其他关键属性的组合，这些关键属性诸如耐腐蚀性、可成形性和良好的涂装线预处理适用性。
7.在一个实施方案中，所述新型铝合金包含钙(ca)和锌(zn)。在另一个实施方案中，所述新型铝合金可以包含镁(mg)和zn。在又一个实施方案中，所述新型铝合金可以包含ca、mg和zn。在一些方面，本文所述的铝合金可以用作包覆铝合金层并且包含ca和zn。在一些方
面，本文所述的铝合金可以用作包覆铝合金层并且包含mg和zn。在一些方面，本文所述的铝合金可以用作包覆铝合金层并且包含ca、mg和zn。如本文所述，所述包覆铝合金层实现了极好的表面性质。
8.在另一个实施方案中，所述新型涂层铝合金产品包括包含mg、ca、zn、镍(ni)或它们的组合的表面层(例如，涂层)。所述表面层可以定位于铝合金基材上。所述mg、ca、zn、ni或它们的组合可以是这样的形式，其中所述mg、ca、zn和/或ni可用于抑制所述铝合金基材的腐蚀。
附图说明
9.图1是包覆铝合金层的丝状腐蚀测试的覆盖率结果的图。
10.图2是包覆铝合金层的丝状腐蚀测试的平均腐蚀丝(filament)长度结果的图。
11.图3是包覆铝合金层的丝状腐蚀测试的覆盖率结果的图。
12.图4是包覆铝合金层的丝状腐蚀测试的平均腐蚀丝长度结果的图。
13.图5是显示经过丝状腐蚀测试后包覆铝合金层的微观结构的显微照片。
14.图6是显示经过丝状腐蚀测试后包覆铝合金层的微观结构的显微照片。
15.图7是显示包覆铝合金层的磷酸化处理性(phosphatability)结果的数字图像。
16.图8是铝合金的丝状腐蚀测试的平均和最大腐蚀丝长度结果的图。
17.图9是铝合金的丝状腐蚀测试的覆盖率结果的图。
具体实施方式
18.描述了新型铝合金、用于铝合金的新型表面层(例如，涂层)、由这些新型涂层制成的涂层铝合金产品、以及由这些新型铝合金和新型涂层铝合金制成的新型包覆产品，以及制造包覆铝合金层、包覆产品和涂层铝合金产品的方法。这些铝合金、包覆铝合金层、涂层铝合金、包覆产品和涂层铝合金产品具有出乎意料的强度和其他关键属性的组合，这些关键属性诸如耐腐蚀性、可成形性和良好的涂装线预处理适用性。
19.定义和描述：
20.如本文所用，术语“发明”、“该发明”、“此发明”和“本发明”旨在广义地指代本专利申请和所附权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制所附专利权利要求的含义或范围。
21.在本说明书中，参考了由aa编号和其他相关名称标识的合金，诸如“系列”或“7xxx”。要了解最常用于命名和识别铝及其合金的编号命名系统，参见the aluminum association发布的“international alloy designations and chemical composition limits for wrought aluminum and wrought aluminum alloys”或“registration record of aluminum association alloy designations and chemical compositions limits for aluminum alloys in the form of castings and ingot”。
22.如本文所用，板通常具有大于约15mm的厚度。例如，板可以是指厚度大于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。
23.如本文所用，沙特板(也称为片材板)的厚度通常为约4mm至约15mm。例如，沙特板
的厚度可为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm。
24.如本文所用，片材通常是指厚度小于约4mm的铝产品。例如，片材可以具有小于4mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、小于0.5mm、小于0.3mm或小于0.1mm的厚度。
25.在本技术中参考合金回火或状态。要了解最常用的合金回火描述，参见“美国国家标准(ansi)h35关于合金和回火命名系统”。f状态或回火是指所制造的铝合金。o状态或回火是指退火后的铝合金。hxx状态或回火，在本文中也称为h回火，是指在冷轧后经过或不经过热处理(例如，退火)的不可热处理的铝合金。合适的h回火包括hx1、hx2、hx3、hx4、hx5、hx6、hx7、hx8或hx9回火。t1状态或回火是指从热加工冷却并自然老化(例如，在室温下)的铝合金。t2状态或回火是指从热加工冷却、冷加工并自然老化的铝合金。t3状态或回火是指经固溶热处理、冷加工并自然老化的铝合金。t4状态或回火是指经固溶热处理并自然老化的铝合金。t5状态或回火是指从热加工冷却并人工老化(在高温下)的铝合金。t6x状态或回火是指经固溶热处理并人工老化的铝合金。t7状态或回火是指经固溶热处理并人工过老化的铝合金。t8x状态或回火是指经固溶热处理、冷加工并人工老化的铝合金。t9状态或回火是指经固溶热处理、人工老化并冷加工的铝合金。
26.如本文所用，诸如“铸造金属产品”、“铸造产品”、“铸造铝合金产品”的术语是可互换的，并且是指通过直接冷铸(包括直接冷共造)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他连续铸造机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其他铸造方法生产的产品。
27.如本文所用，“室温”的含义可以包括约15℃至约30℃的温度，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℃。如本文所用，“环境条件”的含义可包括大致室温的温度、约20％至约100％的相对湿度以及约975毫巴(mbar)至约1050mbar的气压。例如，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％或其间的任何值。例如，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或其间的任何值。
28.本文公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，指定范围的“1至10”应被视为包括最小值1与最大值10之间(并且包括1和10)的任何和所有子范围；即，所有子范围均以最小值1或更大开始(如1至6.1)，并且以最大值10或更小结束(如5.5至10)。
29.如本文所用，“一种/个(a)”、“一种/个(an)”和“该/所述(the)”的含义包括单数和复数指示物，除非上下文中另外明确指示。
30.如本文所用，“包覆层”或“包覆铝合金层”是指用作或将用作芯层上的包覆层的材料。“芯层”或“铝合金芯层”是指可以是包覆产品中的主要组成部分(例如，包覆产品的至少50％或更多)的内部材料。“包覆产品”或“包覆铝合金产品”是指至少一个包覆层在芯层上的组合。
31.如本文所用，“腐蚀覆盖百分比”是指腐蚀覆盖面积占表面总面积的百分比。“腐蚀覆盖区域”是表面经过腐蚀测试后腐蚀覆盖的区域。
32.如本文所用，“粘合持久性”是指将两个制品粘合在一起的粘合剂在暴露于引起粘合剂失效的环境条件后耐受循环机械应力或非循环应力(例如，使用中性盐雾(“nss”)测试)的能力。在一个使用循环机械应力的实例中，粘合持久性可以根据施加于粘合制品直到粘合失效的机械应力循环次数来表征。
33.如本文所用，“原子百分比”或“原子％”是每100个物质(例如，铝合金、基材、片材、表面)原子的给定组分(例如，ca、mg、zn和/或ca)的原子数，以百分比表示。
34.在本技术通篇中，铝合金和包覆产品及其部件根据它们的以重量百分比(重量％)表示的元素组成来描述。在一些方面，在每个合金中，剩余部分是铝，其中所有杂质的总和最大为0.50重量％(例如，最大0.45重量％、最大0.40重量％、最大0.35重量％、最大0.30重量％、最大0.25重量％、最大0.20重量％、最大0.15重量％和/或最大0.10重量％)。
35.铝合金
36.本文描述新型铝合金，所述新型铝合金包含ca和zn；mg和zn；或ca、mg和zn，并且在一些方面描述包覆铝合金层(有时称为包覆层或包覆)。发明人发现，如本文所述的含有一定量的ca和zn或mg和zn(或ca、mn和zn)的包覆铝合金层除良好的强度和可成形性之外，还出乎意料地实现了优异的丝状腐蚀耐受性和极好的涂装线预处理适用性。本领域中此前的常规想法是具有增加的ca和/或mg含量，诸如本文所述的量，会引起腐蚀。
37.在一些方面，铝合金包含至多约1.0重量％ca，例如，至多约0.95重量％ca、至多约0.90重量％ca、至多约0.85重量％ca、至多约0.80重量％ca、至多约0.75重量％ca、至多约0.70重量％ca、至多约0.65重量％ca、至多约0.60重量％ca、至多约0.55重量％ca、至多约0.50重量％ca、至多约0.45重量％ca、至多约0.40重量％ca、至多约0.35重量％ca、至多约0.30重量％ca、至多约0.25重量％ca、至多约0.20重量％ca、至多约0.15重量％ca、至多约0.10重量％ca、至多约0.05重量％ca或至多约0.01重量％ca。就范围而言，铝合金可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的ca，例如，从约0.03重量％至约0.90重量％的ca、从约0.05重量％至约0.80重量％的ca、从约0.10重量％至约0.80重量％的ca、从约0.20重量％至约0.75重量％的ca、从约0.20重量％至约0.70重量％的ca、从约0.20重量％至约0.60重量％的ca、从约0.20重量％至约0.55重量％的ca、从约0.25重量％至约0.55重量％的ca、从约0.25重量％至约0.50重量％的ca、从约0.25重量％至约0.45重量％的ca、从约0.30重量％至约0.45重量％的ca或从约0.30重量％至约0.40重量％的ca。在一些实施方案中，ca不存在(例如0％)。
38.在一些方面，铝合金包含至多约3.0重量％zn，例如，至多约2.9重量％zn、至多约2.8重量％zn、至多约2.7重量％zn、至多约2.6重量％zn、至多约2.5重量％zn、至多约2.4重量％zn、至多约2.3重量％zn、至多约2.2重量％zn、至多约2.1重量％zn、至多约2.0重量％zn、至多约1.9重量％zn、至多约1.8重量％zn、至多约1.7重量％zn、至多约1.6重量％zn、至
多约1.5重量％zn、至多约1.4重量％zn、至多约1.3重量％zn、至多约1.2重量％zn、至多约1.1重量％zn、至多约1.0重量％zn、至多约0.95重量％zn、至多约0.90重量％zn、至多约0.85重量％zn、至多约0.80重量％zn、至多约0.75重量％zn、至多约0.70重量％zn、至多约0.65重量％zn、至多约0.60重量％zn、至多约0.55重量％zn、至多约0.50重量％zn、至多约0.45重量％zn、至多约0.40重量％zn、至多约0.35重量％zn、至多约0.30重量％zn、至多约0.25重量％zn、至多约0.20重量％zn、至多约0.15重量％zn、至多约0.10重量％zn、至多约0.05重量％zn或至多约0.01重量％zn。就范围而言，铝合金可以包含从约0.01重量％至约3.0重量％的zn，例如，从约0.03重量％至约1.2重量％的zn、从约0.05重量％至约1.2重量％的zn、从约0.10重量％至约1.1重量％的zn、从约0.20重量％至约1.0重量％的zn、从约0.30重量％至约1.0重量％的zn、从约0.40重量％至约1.0重量％的zn、从约0.20重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.50重量％的zn、的约0.25重量％至约0.45重量％的zn、从约0.30重量％至约0.45重量％的zn或从约0.30重量％至约0.40重量％的zn。
39.在一些方面，铝合金可以包含至多约1.0重量％mg，例如，至多约0.95重量％mg、至多约0.90重量％mg、至多约0.85重量％mg、至多约0.80重量％mg、至多约0.75重量％mg、至多约0.70重量％mg、至多约0.65重量％mg、至多约0.60重量％mg、至多约0.55重量％mg、至多约0.50重量％mg、至多约0.45重量％mg、至多约0.40重量％mg、至多约0.35重量％mg、至多约0.30重量％mg、至多约0.25重量％mg、至多约0.20重量％mg、至多约0.15重量％mg、至多约0.10重量％mg、至多约0.05重量％mg或至多约0.01重量％mg。就范围而言，铝合金可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg，例如，从约0.03重量％至约0.95重量％的mg、从约0.05重量％至约0.90重量％的mg、从约0.10重量％至约0.90重量％的mg、从约0.20重量％至约0.85重量％的mg、从约0.30重量％至约0.85重量％的mg、从约0.40重量％至约0.85重量％的mg或从约0.50重量％至约0.80重量％的mg。在一些实施方案中，mg不存在(例如0％)。
40.在一些方面，铝合金包含从约0.01重量％至约1.0重量％的ca和从约0.1重量％至约2.0重量％的zn。在一些方面，铝合金中的ca重量％与zn重量％的比率可以为从约1:10至约2:1的ca:zn(例如，从约1:9至约1:1；从约1:7至约1:1；从约1:5至约1:1；从约1:4至约1:1；或从约1:3至约1:1.5)。任选地，铝合金还可以包含从约0.01重量％至约5.0重量％的si。任选地，铝合金可以包含从约0.05重量％至约1.0重量％的fe。任选地，铝合金可以包含从0.01重量％至1.0重量％的cu。
41.此外，在一些方面，铝合金包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg和从约0.01重量％至约2.0重量％的zn。在一些方面，铝合金中的mg重量％与zn重量％的比率可以为从约100:1至约1:1的mg:zn(例如，约50:1至约1:1；约50:1至约20:1；或约20:1至约1:1)。任选地，铝合金还可以包含从约0.01重量％至约5.0重量％的si。任选地，铝合金可以包含从约0.05重量％至约1.0重量％的fe。任选地，铝合金可以包含从0.01重量％至1.0重量％的cu。
42.此外，在一些方面，铝合金包含从约0.01重量％至约1.0重量％的ca、从约0.01重量％至约1.0重量％的mg和从约0.01重量％至约2.0重量％的zn。
43.铝合金表面层
44.除含有ca和zn、mg和zn或ca、zn和mg的新型铝合金之外，本文还描述了用于(例如，
涂层)铝合金的新型表面层，其中表面层可以包含mg、ca、zn、ni或它们的组合。一个或多个表面层可以定位于铝合金基材，诸如上文所述的铝合金或除上文所述的那些之外的铝合金基材上。mg、ca、zn、ni或它们的组合可以是mg、ca、zn和/或ni可用于抑制或防止铝合金基材中的腐蚀的形式。mg、ca、zn、ni或它们的组合也应该以足以抑制或防止铝合金基材中的腐蚀的量存在。在某些方面，足以抑制或防止铝合金基材中的腐蚀的量可以是至少约0.3原子％的mg、ca、zn、ni或它们的组合(例如，至少约0.36原子％、至少约0.38原子％、至少约0.40原子％、至少约0.42原子％、至少约0.44原子％、至少约0.45原子％、至少约0.46原子％、至少约0.48原子％、至少约0.50原子％、至少约0.55原子％、至少约0.60原子％、至少约0.65原子％、至少约0.70原子％、至少约0.75原子％、至少约0.80原子％、至少约0.85原子％、至少约0.90原子％、至少约0.95原子％、至少约1.0原子％、至少约1.5原子％、至少约2.0原子％、至少约2.5原子％、至少约3.0原子％、至少约3.5原子％、至少约4.0原子％、至少约4.5原子％或至少约5.0原子％)。作为一个具体实例，在某些方面，足以抑制或防止铝合金基材中的腐蚀的量可以是至少约0.17原子％ca和至少约0.19原子％zn(例如，至少约0.17原子％ca和至少约0.20原子％zn、至少约0.18原子％ca和至少约0.19原子％zn或至少约0.18原子％ca和至少约0.20原子％zn)。就范围而言，在一些方面，足以抑制或防止腐蚀的量可以是从约0.3原子％的mg、ca、zn、ni或它们的组合至约8.0原子％的mg、ca、zn、ni或它们的组合(例如，从约0.35原子％至约6.0原子％、从约0.36原子％至约5.0原子％、从约0.40原子％至约4.0原子％、从约0.45原子％至约3.0原子％、从约0.50原子％至约2.0原子％、从约0.55原子％至约1.5原子％或从约0.60原子％至约1.25原子％)。在一些方面，原子％可以使用x射线光电子能谱法(“xps”)来测量。
45.例如，涂层可以包含氧化镁(mgo)、氧化钙(cao)、氧化锌(zno)或它们的组合。出乎意料的是，所描述的涂层铝合金显示出显著的丝状腐蚀耐受性。丝状腐蚀通常在湿气水分或腐蚀性溶液接触金属表面时发生在涂层表面上。它是由金属表面的活性伽伐尼电池引起的。不受理论束缚，铝合金中的丝状腐蚀以酸性头部和相对更高的尾部ph值扩展。该ph值差异与不同的氧气浓度(由氧气扩散引起)组合，在头部产生净阳极反应，在尾部产生净阴极反应，从而导致腐蚀。发明人出乎意料地发现，涂层中的物质诸如前述mgo、cao和/或zno可以毒化头部的酸性性质以中断腐蚀扩展。
46.在另一个实施方案中，铝合金的腐蚀可以通过抑制阴极尾部的反应性来减少。发明人出乎意料地发现，这可以通过在铝合金上使用涂层来传递无机阴极抑制剂来实现。无机阴极抑制剂的一些实例是来自涂层的mg、ca、zn、ni的离子或它们的组合。这些离子可以与水的羟基(-oh)反应形成不溶性氢氧化物，如mg(oh)2、ca(oh)2、zn(oh)2或ni(oh)2，这些氢氧化物沉积在金属表面的阴极位置，保护金属表面。无机阴极抑制剂的其他实例可以包括膦酸盐、单宁和/或木质素。在一些实施方案中，腐蚀可以通过毒化腐蚀头部的酸性性质和抑制阴极尾部来防止。
47.在一些方面，所述的涂层可以用含有mg、ca、zn、ni或它们的组合的化学洗涤剂施加于铝合金表面，例如在冲洗步骤中，使用物理气相沉积(“pvd”)或使用化学气相沉积(“cvd”)。可用于用化学洗涤剂涂覆铝合金表面的方法的一些实例是浸渍(例如，通过将铝合金表面浸入含有mg、ca、zn和/或ni离子的浴器或其他类型的容器中)，冲洗或喷涂，或者将含离子的流体滚涂到表面上。合适的方法和条件是基于各种考虑诸如使用的一种或多种
离子的类型和/或所处理表面的类型来选择和优化。
48.所述涂层铝合金可以用于铝合金产品，诸如包覆产品。例如，涂层铝合金可以作为包覆层或作为包覆铝合金产品中的芯层。
49.铝合金和涂层铝合金的性质
50.出乎意料的是，本文所述的新型铝合金和涂层铝合金表现出优异的耐腐蚀性。例如，耐腐蚀性可以通过丝状腐蚀测试(“ffc”)来测量。耐腐蚀性可以根据本领域使用的标准方法来测试。这种标准方法的一个实例是id-3678,iso 4623-2(2016)。astm d2803是另一个可用于测试丝状腐蚀的适当标准。din en iso 9227也是可用于测试丝状腐蚀的标准。丝状腐蚀是缝隙腐蚀的特殊形式。这种类型的腐蚀通常是当水分或腐蚀性溶液穿透有缺陷的涂层时而发生在涂层表面上。它是由金属表面的活性伽伐尼电池引起的。出乎意料的是，本文所述的新型铝合金和新型涂层铝合金在通过标准测试方法测试时显示出显著的丝状腐蚀耐受性。
51.例如，在进行丝状腐蚀测试时，所述铝合金和涂层铝合金在水平方向、垂直方向、对角线方向或在这些方向的任何和所有组合(单独测量)中可以具有25％或更小(例如，24％或更小、23％或更小、22％或更小、21％或更小、20％或更小、19％或更小、18％或更小、17％或更小、16％或更小、15％或更小、14％或更小、13％或更小、12％或更小、11％或更小、10％或更小、9％或更小、8％或更小、7％或更小、6％或更小、5％或更小、4％或更小、3％或更小、2％或更小或1％或更小)的腐蚀覆盖百分比(即，腐蚀覆盖面积占总面积的百分比)。此外，铝合金和涂层铝合金在丝状腐蚀测试期间在水平方向、垂直方向、对角线方向或在这些方向的任何和所有组合(单独测量)中可以具有0.50mm或更小(例如，0.45mm或更小、0.40mm或更小、0.35mm或更小、0.30mm或更小、0.25mm或更小、0.20mm或更小、0.15mm或更小、0.10mm或更小或0.05mm或更小)的平均腐蚀丝长度。
52.在一个方面，本文所述的新型铝合金和涂层铝合金在t6回火下可以具有至多约600mpa(例如，从约150mpa至约600mpa、从约300mpa至约600mpa或从约400mpa至约600mpa)的屈服强度。在一个方面，本文所述的新型铝合金和涂层铝合金在t4回火下可以具有至多约200mpa(例如，从约50mpa至约200mpa、从约100mpa至约200mpa或从约120mpa至约200mpa)的屈服强度。本文所述的新型铝合金和涂层铝合金在任何方向或在方向(纵向(l)、对角线(d)和/或横向(t))的任何组合上可以具有至少约25％(单独测量)(例如，至少约26％、至少约27％、至少约28％、至少约29％、至少约30％、至少约31％、至少约32％、至少约33％、至少约34％、至少约35％、至少约36％、至少约37％、至少约38％、至少约39％、至少约40％、至少约41％、至少约42％、至少约43％、至少约44％或至少约45％)的伸长率(总体或均匀)。就范围而言，本文所述的新型铝合金和涂层铝合金可以具有从约25％至约50％(例如，从约27％至约48％、从约28％至约47％、从约29％至约46％、从约30％至约45％、从约30％至约42％、从约30％至约41％、从约31％至约40％、从约32％至约40％、从约32％至约39％或从约35％至约45％)的伸长率。
53.由于所述本发明合金产品的出乎意料地增加的抗腐蚀性质，增加量的各种金属可以在此前由于腐蚀问题而被弃用的合金中使用。例如，所述铝合金可以包含显著水平的铜(cu)。例如，在一些方面，铝合金可以包含至多约1.0重量％cu，例如，至多约0.95重量％cu、至多约0.90重量％cu、至多约0.85重量％cu、至多约0.80重量％cu、至多约0.75重量％cu、
至多约0.70重量％cu、至多约0.65重量％cu、至多约0.60重量％cu、至多约0.55重量％、至多约0.50重量％cu、至多约0.45重量％cu、至多约0.40重量％cu、至多约0.35重量％cu、至多约0.30重量％cu、至多约0.25重量％cu、至多约0.20重量％cu、至多约0.15重量％cu或至多约0.10重量％cu。就范围而言，铝合金可以任选地包含从约0.1重量％至约1.0重量％的cu，例如，从约0.1重量％至约0.8重量％的cu、从约0.2重量％至约0.7重量％的cu或从约0.5重量％至约0.6重量％的cu。此前，由于感知到的腐蚀，可以不使用此类显著范围的cu。
54.包覆铝合金
55.本文所述的新型铝合金和涂层铝合金可以用作包覆铝合金产品中的包覆铝合金层。本文所述的包覆铝合金产品可以包含定位于芯铝合金层的第一侧上的第一包覆铝合金层。在一些方面，本文所述的包覆铝合金产品可以进一步包含定位于所述芯层第二侧上的第二包覆铝合金层。所述第一包覆铝合金层和所述第二包覆铝合金层可以包含相同或不同的合金。在一些方面，所述第一包覆铝合金层可以包含ca、zn和al。在一些情况下，所述第一包覆铝合金层可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的ca和从约0.1重量％至约2.0重量％的zn。在一些方面，所述第一包覆铝合金层可以包含mg、zn和al。在一些情况下，所述第一包覆铝合金层可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg和从约0.1重量％至约2.0重量％的zn。在一些方面，所述第一包覆铝合金层可以包含ca、zn、mg和al。在一些方面，所述第一包覆铝合金层可以包含mg、zn、ca和al。在一些情况下，所述第一包覆铝合金层可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg、从约0.1重量％至约2.0重量％的zn和从约0.01重量％至约1.0重量％的ca。在一些方面，所述第一包覆铝合金可以包括涂层，所述涂层包含定位于所述第一包覆铝合金的外向表面上(即，在背向芯层的表面上)的mg、ca、zn、ni的离子或它们的组合。
56.在一些方面，所述第二包覆铝合金层可以包含ca、zn和al。在一些情况下，所述第二包覆铝合金层可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的ca和从约0.1重量％至约2.0重量％的zn。在一些方面，所述第二包覆铝合金层可以包含mg、zn和al。在一些情况下，所述第二包覆铝合金层可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg和从约0.1重量％至约2.0重量％的zn。在一些方面，所述第二包覆铝合金层可以包含mg、zn、ca和al。在一些情况下，所述第二包覆铝合金层可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg、从约0.1重量％至约2.0重量％的zn和从约0.01重量％至约1.0重量％的ca。在一些方面，所述第二包覆铝合金可以包括涂层，所述涂层包含定位于所述第二包覆铝合金的外向表面上(即，在背向芯层的表面上)的mg、ca、zn、ni的离子或它们的组合。
57.本文还提供了包含本文所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)、航空航天产品(例如，航空航天结构部件或航空航天非结构部件)、航海产品(例如，航海结构部件或航海非结构部件)或电子产品(例如，电子装置外壳)，等等。本文还提供了包含如本文所述的包覆铝合金产品的铝合金片材、板和沙特板。
58.包覆铝合金产品
59.所述包覆铝合金产品包括一个或多个与芯层接触的包覆铝合金层。在一些实例中，所述芯层仅在一侧具有包覆层(即，包覆铝合金产品中存在一个包覆层)。在其他实例中，所述芯层被包覆在多于一侧例如两侧上(即，包覆铝合金产品中存在两个包覆层)。在一个实施方案中，至少一个包覆层包含al、ca和zn。在另一个实施方案中，至少一个包覆层包
含al、mg和zn。在另一个实施方案中，至少一个包覆层包含al、ca、mg和zn。在另一个实施方案中，至少一个包覆层包括包含mg、ca、zn、ni的离子或它们的组合的涂层。该涂层定位于至少一个包覆层的外部，背向芯层。通常，所述芯层是材料的较大组成部分，因此通常主要决定包覆产品的整体机械特性，例如包覆产品的强度。另一方面，通常(但不总是)代表包覆产品较小组成部分的包覆层与周围环境接触，因此决定化学活性(例如，耐腐蚀性)并且可影响包覆产品的可成形性和接合特性。
60.在一些方面，所述芯层的第一侧与第一包覆层相邻和接触以形成第一界面(例如，在所述第一包覆层和所述芯层的第一侧之间没有层(诸如涂层)介入)，虽然不必如此。在一些方面，所述包覆铝合金产品包括第二包覆层。在一些情况下，所述芯层的第二侧与所述第二包覆层相邻和接触以形成第二界面(即，在所述第二包覆层和所述芯层的第二侧之间没有层(诸如涂层)介入)，虽然不必如此。在一些方面，所述第一包覆层和所述第二包覆层可具有相同的化学组成。在其他方面，所述第一包覆层和所述第二包覆层可具有不同的化学组成。
61.在一些方面，所述包覆产品的厚度可以为从约0.1mm至约6mm(例如，约0.1mm至约5.8mm、从约0.2mm至约5.5mm、从约0.3mm至约5.3mm、从约0.4mm至约5.2mm、从约0.5mm至约5.0mm、从约0.6mm至约4.8mm、从约0.7mm至约4.6mm、从约0.8mm至约4.5mm、从约0.8mm至约4.3mm、从约0.9mm至约4.2mm、从约1mm至约4mm、从约1.3mm至约3.8mm、从约1.5mm至约3.5mm、从约1.7mm至约3.2mm或从约2mm至约3mm)。
62.芯层
63.芯层是含铝合金。在一些方面，芯层可以是当被包含al、ca和zn的包覆层覆盖时适合作为芯层的任何含铝合金；包含al、mg和zn的包覆层；包含al、ca、mg和zn的包覆层；或者包括涂层的包覆层，所述涂层包含mg、ca、zn、ni或它们的组合的离子。在一些方面，芯层可以包含上文所述的新型铝合金和/或新型涂层铝合金。
64.芯层的厚度可为本文所述的包覆铝合金产品的厚度的从约30％至约99％，例如从约40％至99％、从约50％至99％、从约55％至99％、从约60％至98％、从约70％至98％、从约75％至95％、或从约80％至90％。例如，在厚度为约1000微米的包覆铝合金产品中，芯层可具有约300微米至约990微米的厚度。任选地，芯层可以具有在约0.1mm至约5mm范围内(例如，约0.5mm至约3mm、从约0.7mm至约2.5mm或从约1mm至约2.2mm)的厚度。例如，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2.7mm、约2.8mm、约2.9mm或约3.0mm。
65.在一些实例中，任何名称为“1xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的1xxx系列合金可以包括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或aa1199。
66.在一些实例中，任何名称为“2xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的2xxx系列合金可以包括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。
67.在一些实例中，任何名称为“3xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的3xxx系列合金可以包括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。
68.在一些实例中，任何名称为“4xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的4xxx系列合金可以包括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、aa4045、aa4145、aa4145a、aa4046、aa4047、aa4047a或aa4147。
69.在一些实例中，任何名称为“5xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的5xxx系列合金可以包括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或aa5088。
70.在一些实例中，任何名称为“6xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的6xxx系列合金可以包括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、aa6560、aa6660、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或aa6092。
71.在一些实例中，任何名称为“7xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的7xxx系列合金可以包括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、7204、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或aa7099。
72.在一些实例中，任何名称为“8xxx系列”合金的合金都适合用作芯层。通过非限制性实例，适合用作芯层的8xxx系列合金可以包括aa8005、aa8006、aa8007、aa8008、aa8010、aa8011、aa8011a、aa8111、aa8211、aa8112、aa8014、aa8015、aa8016、aa8017、aa8018、aa8019、aa8021、aa8021a、aa8021b、aa8022、aa8023、aa8024、aa8025、aa8026、aa8030、aa8130、aa8040、aa8050、aa8150、aa8076、aa8076a、aa8176、aa8077、aa8177、aa8079、aa8090、aa8091或aa8093。
73.包覆层
74.本文还描述了在包覆铝合金产品中用作包覆铝合金层的铝合金。除铝之外，包覆铝合金层包含ca和zn、或zn和mg、或ca、zn和mg，并实现极好的表面性质。
75.每个包覆铝合金层的厚度可以是本文所述的包覆铝合金产品的总厚度的约1％至约50％(例如，从约1％至约25％、从约1％至约20％、从约1％至约15％、从约1％至约12％或约10％)。例如，在具有1000微米厚度的包覆铝合金产品中，每个包覆铝合金层可以具有至多约250微米(例如，至多约200微米、至多约180微米、至多约160微米、至多约150微米、至多约130微米、至多约120微米、至多约100微米、至多约80微米、至多约50微米、至多约30微米、至多约20微米、至多约15微米、从约10微米至约250微米、从约20微米至约200微米、从约25微米至约200微米、从约40微米至约180微米、从约50微米至约150微米或从约70微米至约130微米)的厚度。任选地，每个包覆铝合金层可以具有在约0.10mm至约1.0mm(例如，约0.20mm至约0.80mm、约0.25mm至约0.70mm、约0.30mm至约0.75mm、约0.35mm至约0.70mm、约0.40mm至约0.65mm、约0.40mm至约0.60mm或约0.50mm)的范围内的厚度。
76.在一些方面，包覆铝合金层包含至多约1.0重量％ca，例如，至多约0.95重量％ca、至多约0.90重量％ca、至多约0.85重量％ca、至多约0.80重量％ca、至多约0.75重量％ca、至多约0.70重量％ca、至多约0.65重量％ca、至多约0.60重量％ca、至多约0.55重量％ca、至多约0.50重量％ca、至多约0.45重量％ca、至多约0.40重量％ca、至多约0.35重量％ca、至多约0.30重量％ca、至多约0.25重量％ca、至多约0.20重量％ca、至多约0.15重量％ca、至多约0.10重量％ca、至多约0.05重量％ca或至多约0.01重量％ca。就范围而言，包覆铝合
金层可以包含从约0.01重量％至1.0重量％的ca，例如，从约0.03重量％至约0.90重量％的ca、从约0.05重量％至约0.80重量％的ca、从约0.10重量％至约0.80重量％的ca、从约0.20重量％至约0.75重量％的ca、从约0.20重量％至约0.70重量％的ca、从约0.20重量％至约0.60重量％的ca、从约0.20重量％至约0.55重量％的ca、从约0.25重量％至约0.55重量％的ca、从约0.25重量％至约0.50重量％的ca、从约0.25重量％至约0.45重量％的ca、从约0.30重量％至约0.45重量％的ca或从约0.30重量％至约0.40重量％的ca。另外，包覆铝合金层包含至多约3.0重量％zn、至多约2.9重量％zn、至多约2.8重量％zn、至多约2.7重量％zn、至多约2.6重量％zn、至多约2.5重量％zn、至多约2.4重量％zn、至多约2.3重量％zn、至多约2.2重量％zn、至多约2.1重量％zn、至多约2.0重量％zn、至多约1.9重量％zn、至多约1.8重量％zn、至多约0.85重量％zn、至多约0.80重量％zn、至多约0.75重量％zn、至多约0.70重量％zn、至多约0.65重量％zn、至多约0.60重量％zn、至多约0.55重量％zn、至多约0.50重量％zn、至多约0.45重量％zn、至多约0.40重量％zn、至多约0.35重量％zn、至多约0.30重量％zn、至多约0.25重量％zn、至多约0.20重量％zn、至多约0.15重量％zn、至多约0.10重量％zn、至多约0.05重量％zn或至多约0.01重量％zn。在一些方面，包覆铝合金层可以包含至少0.30重量％zn，例如，至少0.31重量％zn、至少0.32重量％zn、至少0.33重量％zn、至少0.34重量％zn、至少0.35重量％zn、至少0.38重量％zn、至少0.40重量％zn、至少0.43重量％zn、至少0.45重量％zn、至少0.47重量％zn、至少0.48重量％zn、至少0.50重量％zn、至少0.51重量％zn、至少0.55重量％zn、至少0.60重量％zn、至少0.70重量％zn、至少0.80重量％zn、至少0.90重量％zn、至少1.0重量％zn、至少1.1重量％zn、至少1.2重量％zn、至少1.3重量％zn、至少1.4重量％zn、至少1.5重量％zn、至少1.6重量％zn、至少1.7重量％zn、至少1.8重量％zn、至少1.9重量％zn、至少2.2重量％zn、至少2.5重量％zn或至少2.7重量％zn。就范围而言，包覆层可以包含从约0.01重量％至约3.0重量％的zn，例如，从约0.01重量％至约2.0重量％的zn、从约0.01重量％至约1.5重量％的zn、从约0.03重量％至约0.90重量％的zn、从约0.05重量％至约0.80重量％的zn、从约0.10重量％至约0.80重量％的zn、从约0.20重量％至约0.75重量％的zn、从约0.20重量％至约0.70重量％的zn、从约0.20重量％至约0.60重量％的zn、从约0.20重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.50重量％的zn、从约0.25重量％至约0.45重量％的zn、从约0.30重量％至约0.45重量％的zn或从约0.30重量％至约0.40重量％的zn。
77.因此，就比率而言，在一些方面，ca和zn可以在包覆铝合金层中以重量计约1:10至约2:1(例如，约1:9至约1:1；约1:7至约1:1；约1:5至约1:1；约1:4至约1:1；或约1:3至约1:1.5)的ca:zn比率存在。
78.在其他方面，包覆铝合金包含至多约1.0重量％mg，例如，至多约0.95重量％mg、至多约0.90重量％mg、至多约0.85重量％mg、至多约0.80重量％mg、至多约0.75重量％mg、至多约0.70重量％mg、至多约0.65重量％mg、至多约0.60重量％mg、至多约0.55重量％mg、至多约0.50重量％mg、至多约0.45重量％mg、至多约0.40重量％mg、至多约0.35重量％mg、至多约0.30重量％mg、至多约0.25重量％mg、至多约0.20重量％mg、至多约0.15重量％mg、至多约0.10重量％mg、至多约0.05重量％mg或至多约0.01重量％mg。就范围而言，包覆铝合金可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg，例如，从约0.03重量％至约0.95重量％的
mg、从约0.05重量％至约0.90重量％的mg、从约0.10重量％至约0.90重量％的mg、从约0.20重量％至约0.85重量％的mg、从约0.30重量％至约0.85重量％的mg、从约0.40重量％至约0.85重量％的mg或从约0.50重量％至约0.80重量％的mg。另外，包覆铝合金层包含至多约3.0重量％zn、至多约2.9重量％zn、至多约2.8重量％zn、至多约2.7重量％zn、至多约2.6重量％zn、至多约2.5重量％zn、至多约2.4重量％zn、至多约2.3重量％zn、至多约2.2重量％zn、至多约2.1重量％zn、至多约2.0重量％zn、至多约1.9重量％zn、至多约1.8重量％zn、至多约0.85重量％zn、至多约0.80重量％zn、至多约0.75重量％zn、至多约0.70重量％zn、至多约0.65重量％zn、至多约0.60重量％zn、至多约0.55重量％zn、至多约0.50重量％zn、至多约0.45重量％zn、至多约0.40重量％zn、至多约0.35重量％zn、至多约0.30重量％zn、至多约0.25重量％zn、至多约0.20重量％zn、至多约0.15重量％zn、至多约0.10重量％zn、至多约0.05重量％zn或至多约0.01重量％zn。在一些方面，包覆铝合金层可以包含至少0.30重量％zn，例如，至少0.31重量％zn、至少0.32重量％zn、至少0.33重量％zn、至少0.34重量％zn、至少0.35重量％zn、至少0.38重量％zn、至少0.40重量％zn、至少0.43重量％zn、至少0.45重量％zn、至少0.47重量％zn、至少0.48重量％zn、至少0.50重量％zn、至少0.51重量％zn、至少0.55重量％zn、至少0.60重量％zn、至少0.70重量％zn、至少0.80重量％zn、至少0.90重量％zn、至少1.0重量％zn、至少1.1重量％zn、至少1.2重量％zn、至少1.3重量％zn、至少1.4重量％zn、至少1.5重量％zn、至少1.6重量％zn、至少1.7重量％zn、至少1.8重量％zn、至少1.9重量％zn、至少2.2重量％zn、至少2.5重量％zn、至少2.7重量％zn。就范围而言，包覆层可以包含从约0.01重量％至约3.0重量％的zn，例如，从约0.01重量％至约2.0重量％的zn、从约0.01重量％至约1.5重量％的zn、从约0.03重量％至约0.90重量％的zn、从约0.05重量％至约0.80重量％的zn、从约0.10重量％至约0.80重量％的zn、从约0.20重量％至约0.75重量％的zn、从约0.20重量％至约0.70重量％的zn、从约0.20重量％至约0.60重量％的zn、从约0.20重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.50重量％的zn、从约0.25重量％至约0.45重量％的zn、从约0.30重量％至约0.45重量％的zn或从约0.30重量％至约0.40重量％的zn。
79.因此，就比率而言，在一些方面，包覆铝合金中的mg和zn的比率可以为约100:1至约1:1mg:zn(例如，约50:1至约1:1；约50:1至约20:1；或约20:1至约1:1)。
80.在其他方面，包覆铝合金层包含至多约1.0重量％ca，例如，至多约0.95重量％ca、至多约0.90重量％ca、至多约0.85重量％ca、至多约0.80重量％ca、至多约0.75重量％ca、至多约0.70重量％ca、至多约0.65重量％ca、至多约0.60重量％ca、至多约0.55重量％ca、至多约0.50重量％ca、至多约0.45重量％ca、至多约0.40重量％ca、至多约0.35重量％ca、至多约0.30重量％ca、至多约0.25重量％ca、至多约0.20重量％ca、至多约0.15重量％ca、至多约0.10重量％ca、至多约0.05重量％ca或至多约0.01重量％ca。就范围而言，包覆铝合金层可以包含从约0.01重量％至1.0重量％的ca，例如，从约0.03重量％至约0.90重量％的ca、从约0.05重量％至约0.80重量％的ca、从约0.10重量％至约0.80重量％的ca、从约0.20重量％至约0.75重量％的ca、从约0.20重量％至约0.70重量％的ca、从约0.20重量％至约0.60重量％的ca、从约0.20重量％至约0.55重量％的ca、从约0.25重量％至约0.55重量％的ca、从约0.25重量％至约0.50重量％的ca、从约0.25重量％至约0.45重量％的ca、从约0.30重量％至约0.45重量％的ca或从约0.30重量％至约0.40重量％的ca。另外，包覆铝合
金包含至多约1.0重量％mg，例如，至多约0.95重量％mg、至多约0.90重量％mg、至多约0.85重量％mg、至多约0.80重量％mg、至多约0.75重量％mg、至多约0.70重量％mg、至多约0.65重量％mg、至多约0.60重量％mg、至多约0.55重量％mg、至多约0.50重量％mg、至多约0.45重量％mg、至多约0.40重量％mg、至多约0.35重量％mg、至多约0.30重量％mg、至多约0.25重量％mg、至多约0.20重量％mg、至多约0.15重量％mg、至多约0.10重量％mg、至多约0.05重量％mg或至多约0.01重量％mg。就范围而言，包覆铝合金可以包含从约0.01重量％至约1.0重量％的mg，例如，从约0.03重量％至约0.95重量％的mg、从约0.05重量％至约0.90重量％的mg、从约0.10重量％至约0.90重量％的mg、从约0.20重量％至约0.85重量％的mg、从约0.30重量％至约0.85重量％的mg、从约0.40重量％至约0.85重量％的mg或从约0.50重量％至约0.80重量％的mg。另外，包覆铝合金层包含至多约3.0重量％zn、至多约2.9重量％zn、至多约2.8重量％zn、至多约2.7重量％zn、至多约2.6重量％zn、至多约2.5重量％zn、至多约2.4重量％zn、至多约2.3重量％zn、至多约2.2重量％zn、至多约2.1重量％zn、至多约2.0重量％zn、至多约1.9重量％zn、至多约1.8重量％zn、至多约0.85重量％zn、至多约0.80重量％zn、至多约0.75重量％zn、至多约0.70重量％zn、至多约0.65重量％zn、至多约0.60重量％zn、至多约0.55重量％zn、至多约0.50重量％zn、至多约0.45重量％zn、至多约0.40重量％zn、至多约0.35重量％zn、至多约0.30重量％zn、至多约0.25重量％zn、至多约0.20重量％zn、至多约0.15重量％zn、至多约0.10重量％zn、至多约0.05重量％zn或至多约0.01重量％zn。在一些方面，包覆铝合金层可以包含至少0.30重量％zn，例如，至少0.31重量％zn、至少0.32重量％zn、至少0.33重量％zn、至少0.34重量％zn、至少0.35重量％zn、至少0.38重量％zn、至少0.40重量％zn、至少0.43重量％zn、至少0.45重量％zn、至少0.47重量％zn、至少0.48重量％zn、至少0.50重量％zn、至少0.51重量％zn、至少0.55重量％zn、至少0.60重量％zn、至少0.70重量％zn、至少0.80重量％zn、至少0.90重量％zn、至少1.0重量％zn、至少1.1重量％zn、至少1.2重量％zn、至少1.3重量％zn、至少1.4重量％zn、至少1.5重量％zn、至少1.6重量％zn、至少1.7重量％zn、至少1.8重量％zn、至少1.9重量％zn、至少2.2重量％zn、至少2.5重量％zn或至少2.7重量％zn。就范围而言，包覆层可以包含从约0.01重量％至约3.0重量％的zn，例如，从约0.01重量％至约2.0重量％的zn、从约0.01重量％至约1.5重量％的zn、从约0.03重量％至约0.90重量％的zn、从约0.05重量％至约0.80重量％的zn、从约0.10重量％至约0.80重量％的zn、从约0.20重量％至约0.75重量％的zn、从约0.20重量％至约0.70重量％的zn、从约0.20重量％至约0.60重量％的zn、从约0.20重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.55重量％的zn、从约0.25重量％至约0.50重量％的zn、从约0.25重量％至约0.45重量％的zn、从约0.30重量％至约0.45重量％的zn或从约0.30重量％至约0.40重量％的zn。
81.因此，就比率而言，在一些方面，ca和zn可以在包覆铝合金层中以重量计约1:10至约2:1(例如，约1:9至约1:1；约1:7至约1:1；约1:5至约1:1；约1:4至约1:1；或约1:3至约1:1.5)的ca:zn比率存在。此外，ca和mg可以在包覆铝合金层中以约1:100至约100:1的ca:mg比率存在。
82.包覆铝合金层可以任选地包含硅(si)。在一些方面，包覆铝合金层可以包含至多约5.0重量％si，例如，至多约4.5重量％si、至多约4.0重量％si、至多约3.0重量％si、至多约2.0重量％si、至多约1.0重量％si、至多约0.50重量％si、至多约0.25重量％si、至多约
0.10重量％si、至多约0.05重量％si、至多约0.04重量％si、至多约0.03重量％si、至多约0.02重量％si或至多约0.01重量％si。就范围而言，包覆层可以任选地包含从约0.01重量％至约5.0重量％的si，例如，从约0.03重量％至约3.0重量％的si、从约0.03重量％至约1.0重量％的si、从约0.03重量％至约0.50重量％的si、从约0.03重量％至约0.10重量％的si或从约0.04重量％至约0.06重量％的si。在一些实施方案中，si不存在(例如，0重量％)。
83.包覆铝合金层可以任选地包含至多约1.0重量％铁(fe)，例如，至多约0.95重量％fe、至多约0.90重量％fe、至多约0.85重量％fe、至多约0.80重量％fe、至多约0.75重量％fe、至多约0.70重量％fe、至多约0.65重量％fe、至多约0.60重量％fe、至多约0.55重量％fe、至多约0.50重量％fe、至多约0.45重量％fe、至多约0.40重量％fe、至多约0.35重量％fe、至多约0.30重量％fe、至多约0.25重量％fe、至多约0.20重量％fe、至多约0.15重量％fe、至多约0.10重量％fe、至多约0.08重量％fe、至多约0.05重量％fe、至多约0.03重量％fe或至多约0.01重量％fe。就范围而言，包覆铝合金层可以任选地包含从约0.01重量％至约1.0重量％的fe，例如，从约0.03重量％至约0.90重量％的fe、从约0.05重量％至约0.80重量％的fe、从约0.08重量％至约0.80重量％的fe、从约0.08重量％至约0.75重量％的fe、从约0.01重量％至约0.70重量％的fe、从约0.20重量％至约0.60重量％的fe、从约0.20重量％至约0.55重量％的fe、从约0.25重量％至约0.55重量％的fe、从约0.25重量％至约0.50重量％的fe或从约0.30重量％至约0.50重量％的fe。在一些实施方案中，fe不存在(例如，0重量％)。
84.包覆铝合金层可以任选地包含铜(cu)。在一些方面，包覆层铝合金层可以包含至多约1.0重量％cu，例如，至多约0.95重量％cu、至多约0.90重量％cu、至多约0.85重量％cu、至多约0.80重量％cu、至多约0.75重量％cu、至多约0.70重量％cu、至多约0.65重量％cu、至多约0.60重量％cu、至多约0.55重量％、至多约0.50重量％cu、至多约0.45重量％cu、至多约0.40重量％cu、至多约0.35重量％cu、至多约0.30重量％cu、至多约0.25重量％cu、至多约0.20重量％cu、至多约0.15重量％cu、至多约0.10重量％cu、至多约0.05重量％cu、至多约0.04重量％cu、至多约0.03重量％cu、至多约0.02重量％cu或至多约0.01重量％cu。就范围而言，包覆层可以任选地包含从约0.01重量％至约1.0重量％的cu，例如，从约0.03重量％至约0.80重量％的cu、从约0.03重量％至约0.30重量％的cu、从约0.03重量％至约0.10重量％的cu、从约0.05重量％至约0.6重量％的cu、从约0.1重量％至约0.6重量％的cu或从约0.5重量％至约0.6重量％的cu。在一些实施方案中，cu不存在(例如，0重量％)。
85.包覆铝合金层可以任选地包含锰(mn)。在一些方面，包覆铝合金层可以包含至多约0.5重量％mn，例如，至多约0.45重量％mn、至多约0.40重量％mn、至多约0.35重量％mn、至多约0.30重量％mn、至多约0.25重量％mn、至多约0.20重量％mn、至多约0.15重量％mn、至多约0.10重量％mn、至多约0.05重量％mn、至多约0.04重量％mn、至多约0.03重量％mn、至多约0.02重量％mn或至多约0.01重量％mn。就范围而言，包覆层可以任选地从包含约0.01重量％至约0.5重量％的mn，例如，从约0.03重量％至约0.40重量％的mn、从约0.03重量％至约0.30重量％的mn、从约0.03重量％至约0.25重量％的mn、从约0.04重量％至约0.20重量％的mn或从约0.10重量％至约0.20重量％的mn。在一些实施方案中，mn不存在(例如，0重量％)。
86.包覆铝合金层可以任选地包含钛(ti)。在一些方面，包覆层铝合金层可以包含至
多约0.5重量％ti，例如，至多约0.45重量％ti、至多约0.40重量％ti、至多约0.35重量％ti、至多约0.30重量％ti、至多约0.25重量％ti、至多约0.20重量％ti、至多约0.15重量％ti、至多约0.12重量％ti、至多约0.10重量％ti、至多约0.05重量％ti、至多约0.03重量％ti、至多约0.02重量％ti或至多约0.01重量％ti。就范围而言，包覆层可以任选地包含从约0.01重量％至约0.5重量％的ti，例如，从约0.03重量％至约0.40重量％的ti、从约0.05重量％至约0.30重量％的ti、从约0.05重量％至约0.25重量％的ti、从约0.07重量％至约0.20重量％的ti或从约0.08重量％至约0.15重量％的ti。在一些实施方案中，ti不存在(例如，0重量％)。
87.包覆铝合金层可以任选地包含钒(v)。在一些方面，包覆铝合金层可以包含至多约0.3重量％v，例如，至多约0.25重量％v、至多约0.20重量％v、至多约0.15重量％v、至多约0.10重量％v、至多约0.08重量％v、至多约0.05重量％v、至多约0.03重量％v、至多约0.02重量％v或至多约0.01重量％v。就范围而言，包覆层可以任选地包含从约0.01重量％至约0.30重量％的v，例如，从约0.01重量％至约0.30重量％的v、从约0.03重量％至约0.30重量％的v、从约0.05重量％至约0.25重量％的v、从约0.06重量％至约0.25重量％的v、从约0.07重量％至约0.20重量％的v或从约0.08重量％至约0.15重量％的v。在一些实施方案中，v不存在(例如，0重量％)。
88.任选地，本文所述的包覆铝合金层还可包含约0.05重量％或以下、约0.04重量％或以下、约0.03重量％或以下、约0.02重量％或以下或者约0.01重量％或以下的量的其他次要元素，有时称为杂质。这些杂质可包括但不限于v、ni、sc、hf、zr、sn、ga、bi、na、pb或它们的组合。因此，例如，v、ni、sc、hf、zr、sn、ga、bi、na或pb可各自以约0.05重量％或更少、约0.04重量％或更少、约0.03重量％或更少、约0.02重量％或更少或者约0.01重量％或更少的量存在于合金中。所有杂质的总和不超过约0.50重量％(例如，不超过约0.40重量％、约0.30重量％、约0.25重量％、约0.20重量％、约0.15重量％或约0.10重量％)。全部以重量％表达。在一些方面，合金的其余百分比是铝。
89.在一些方面，ca、mg和/或zn可以与任何合适的系列合金合金化以产生本文所述的包覆层。通过一个非限制性实例，ca可以与1xxx系列合金(包含fe)的其他组分组合以形成包覆铝合金层，诸如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或aa1199。作为另一个非限制性实例，ca可以与7xxx系列合金(包含zn)的其他组分组合以形成包覆铝合金层，诸如7xxx系列合金：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。作为另一个非限制性实例，ca可以与8xxx系列合金(包含fe)的其
他组分组合以形成包覆铝合金层，诸如aa8006、aa8008、aa8010、aa8112、aa8014、aa8015、aa8016、aa8021、aa8023、aa8026、aa8030、aa8130、aa8150、aa8076、aa8076a和aa8177。
90.在另一个非限制性实例中，由于所述铝合金和涂层铝合金提供的增加的耐腐蚀性，传统上与增加的腐蚀相关的合金元素例如cu的增加水平可以包括于和用于产品诸如包覆产品中。一个实例是高cu6xxx系列铝合金。例如，所述铝合金可以包含至多1.0重量％cu(例如，至多约0.95重量％cu、至多约0.90重量％cu、至多约0.85重量％cu、至多约0.80重量％cu、至多约0.75重量％cu、至多约0.70重量％cu、至多约0.65重量％cu、至多约0.60重量％cu、至多约0.55重量％、至多至约0.50重量％cu、至多约0.45重量％cu、至多约0.40重量％cu、至多约0.35重量％cu、至多约0.30重量％cu、至多约0.25重量％cu、至多约0.20重量％cu、至多约0.15重量％cu、至多约0.10重量％cu、0.1重量％至1.0重量％cu、0.2重量％至0.9重量％cu、0.3重量％至0.8重量％cu、0.4重量％至0.7重量％cu或0.5重量％至0.6重量％)。在一些实施方案中，cu不存在(例如，0重量％)。制造商通常由于潜在的丝状腐蚀问题而不愿使用此类材料。所述铝合金和涂层铝合金的增加的耐腐蚀性使得使用新型合金如高cu 6xxx系列铝合金成为可能。
91.在一些实例中，用作包覆层的合金可以具有如表1中提供的以下元素组成。
92.表1
93.元素重量百分比(重量％)zn0.01至3.0ca0.01至1.0si至多5.0mn至多0.50fe至多1.0cu至多1.0ti至多0.50v至多0.30杂质至多0.25al其余
94.作为另一个实例，用作包覆层的合金可以具有如表2中提供的以下元素组成。
95.表2
96.[0097][0098]
作为另一个实例，用作包覆层的合金可以具有如表3中提供的以下元素组成。
[0099]
表3
[0100]
元素重量百分比(重量％)zn0.01至3.0ca0.01至1.0mg0.01至1.0si至多5.0mn至多0.50fe至多1.0cu至多1.0ti至多0.50v至多0.30杂质至多0.25al其余
[0101]
如上所述，包覆铝合金产品可包括一个包覆层或多于一个包覆层。在一些情况下，包覆铝合金产品仅包括第一包覆层。在一些情况下，包覆铝合金产品包括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的组成相同。在其他情况下，第一包覆层和第二包覆层的组成不同。所得的包覆铝合金产品表现出优异的平衡特性，诸如强度、可成形性、耐腐蚀性、抗凹性和卷边性能。
[0102]
在一些情况下，所述第一包覆层的厚度可以为总包覆产品厚度的约1％至25％(例如，总包覆产品厚度的约1％至约12％或者总包覆产品厚度的约10％)。在一些情况下，在第二包覆层存在的情况下，所述第二包覆层的厚度可以为总包覆产品厚度的约1％至25％(例如，总包覆产品厚度的约1％至约12％或者总包覆产品厚度的约10％)。
[0103]
如本文所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，并且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，当使用填充焊丝合金诸如aa7021作为包覆层时，可在不使用填充焊丝的情况下完成激光焊接。
[0104]
制备铝合金、涂层铝合金和包覆铝合金产品的方法
[0105]
本文所述的用作芯层和包覆层的合金可以使用任何合适的铸造方法来铸造。作为一些非限制性实例，铸造工艺可以包括直冷(dc)铸造工艺或连续铸造(cc)工艺。
[0106]
如本文所述的包覆层可通过本领域普通技术人员已知的任何方式附接到如本文所述的芯层以形成包覆铝合金产品。例如，包覆层可通过以下方式附接到芯层：直冷共铸造(即，熔铸)，如例如美国专利7,748,434和8,927,113中所述，这两篇专利据此通过引用方式以其整体并入；或者热轧制和冷轧制包覆铸锭，如美国专利7,472,740中所述，该专利据此通过引用方式以其整体并入；或者辊轧接合以实现芯层与包覆层之间所需的冶金粘结；或者本领域普通技术人员已知的其他方法。本文所述的包覆铝合金产品的初始尺寸和最终尺寸可由整个最终产品的所需特性决定。
[0107]
辊轧接合工艺可以不同的方式进行。例如，辊轧接合工艺可包括热轧和冷轧。另外，辊轧接合工艺可以是一步工艺或多步工艺，其中材料在连续的辊轧步骤期间规格减小。单独的辊轧步骤可任选地由其他加工步骤分开，包括例如退火步骤、清洁步骤、加热步骤、冷却步骤等。
[0108]
共铸锭或其他铸造产品可通过本领域普通技术人员已知的任何方式来加工。任选地，加工步骤可用于制备片材。这种加工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时效步骤，如本领域普通技术人员已知的那样。
[0109]
在dc铸造工艺的均质化步骤中，将本文所述的共铸锭加热至约400℃至约500℃范围内的温度，或者任何合适的温度。例如，可将铸锭加热至约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。然后将铸锭均热处理(即，保持在指定温度)一段时间。在一些实例中，均质化步骤的总时间(包括加热和均热阶段)可长达24小时。例如，在总时间长达18小时的均质化步骤中，可将铸锭加热至高达500℃并进行均热处理。任选地，在总时间超过18小时的均质化步骤中，可将铸锭加热至低于490℃并进行均热处理。在一些情况下，均质化步骤包括多个过程。在一些非限制性实例中，均质化步骤包括将铸锭加热至第一温度并保持第一时间段，然后加热至第二温度并保持第二时间段。例如，可以将铸锭加热至约465℃并保持约3.5小时，然后加热至约480℃并保持约6小时。
[0110]
在共铸锭的均质化步骤之后，可以进行热轧步骤。在开始热轧之前，可以使均质化铸锭冷却至诸如约300℃至约450℃的温度。例如，可以使均质化铸锭冷却至约325℃至约425℃或约350℃至约400℃的温度。然后可以将铸锭在300℃至450℃之间的温度下热轧，以形成规格为从约3mm至约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或其间的任何值)的热轧板、热轧沙特板或热轧片材。
[0111]
任选地，铸造产品可以是连续铸造产品，其可以在高温连续铸造步骤之后冷却至诸如从约300℃至约450℃的温度。例如，可以使连续铸造产品冷却至从约325℃至约425℃或从约350℃至约400℃的温度。然后可以将连续铸造产品在从约300℃至约450℃的温度下热轧，以形成规格为从约3mm至约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或其间的任何值)的热轧板、热轧沙特板或热轧片材。在热轧过程中，可以控制温度和其他操作参数，使得包覆合金热轧产品在离开热轧机时的温度不超过约470℃、不超过约450℃、不超过
约440℃或不超过约430℃。
[0112]
然后可使用常规的冷轧机和技术冷轧包覆板、沙特板或片材。任选地，冷轧包覆产品(例如，片材或沙特板)可具有约0.5mm至约10mm(例如，介于约0.7mm至约6.5mm之间)的规格。任选地，冷轧包覆片材可具有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的规格。可进行冷轧以得到代表至多约85％的规格减小(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％的减小)的最终规格厚度。任选地，可在冷轧步骤期间进行中间退火步骤。中间退火步骤可以在诸如从约300℃至约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℃)的温度下进行。在一些情况下，中间退火步骤包括多个过程。在一些非限制性实例中，中间退火步骤包括将冷轧包覆板、沙特板或片材加热至第一温度并保持第一时间段，然后加热至第二温度并保持第二时间段。例如，可以将冷轧包覆板、沙特板或片材加热至约410℃并保持约1小时，然后加热至约330℃并保持约2小时。
[0113]
随后，包覆板、沙特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板进行的任何常规处理，这导致可溶颗粒的固溶化。可以将包覆板、沙特板或片材加热到至多例如约590℃(例如，约400℃至约590℃)的峰值金属温度(pmt)，并在该温度下均热处理一段时间。例如，包覆板、沙特板或片材可在约480℃下均热处理长达约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)的均热时间。在加热和均热之后，包覆板、沙特板或片材以大于50℃/秒(℃/s)的速率快速冷却至约500℃至约200℃的温度。在一个实例中，包覆板、沙特板或片材以高于200℃/s的淬火速率从约450℃的温度冷却至约200℃的温度。任选地，冷却速率在其他情况下可以更快。
[0114]
淬火后，包覆板、沙特板或片材可任选地通过重新加热板、沙特板或片材再盘管冷却而进行预时效处理。预时效处理可以在约50℃至约150℃的温度下进行诸如最多约6小时的时间段。例如，预时效处理可以在约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℃的温度下进行。任选地，可以进行约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小时的预时效处理。可以通过使板、沙特板或片材通过加热装置来进行预时效处理，所述加热装置诸如是发射辐射热、对流热、感应热、红外热等的装置。
[0115]
本文所述的共铸锭或其他共铸产品也可用于制备呈板形式的产品或其他合适产品。所述产品可使用本领域普通技术人员已知的技术制备。例如，包括如本文所述的包覆产品的板可通过在均质化步骤中加工共铸锭或在连铸机中铸造共铸产品然后进行热轧步骤来制备。在热轧步骤中，可以将铸造产品热轧至200mm厚的规格或更小(例如，约10mm至约200mm)。例如，可以将铸造产品热轧成最终规格厚度为约10mm至约175mm、约15mm至约150mm、约20mm至约125mm、约25mm至约100mm、约30mm至约75mm、或约35mm至约50mm的板。
[0116]
包覆铝合金产品的性质
[0117]
本文所述的包覆铝合金产品可设计成达到本领域的普通技术人员确定的任何所期望的强度水平。例如，本文所述的包覆铝合金产品可以具有至多约600mpa(例如，从约
150mpa至约600mpa、从约450mpa至约600mpa或从约500mpa至约600mpa)的屈服强度。在一些实施方案中，产品的屈服强度可以为约400mpa、约425mpa、约450mpa、约475mpa、约500mpa、约525mpa、约550mpa、约575mpa或约600mpa。
[0118]
此外，本文所述的包覆铝合金产品可以具有至多约50％的伸长率。例如，伸长率可以为约45％、约40％、约35％、约30％、约25％、约20％、约15％、约10％或约5％。
[0119]
此外，本文所述的包覆铝合金产品可以具有强可弯曲性质。根据产品的所需用途，可实现约45
°
至约120
°
的弯曲角度，如根据vda标准238-100通过三点弯曲测试所测量，测量结果归一化为2.0mm。例如，本文所述的包覆铝合金产品可实现约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。
[0120]
在一些实例中，根据本文所述的方法制造的包覆铝合金产品(例如，包覆铝合金片材)可具有约1.2的最小r/t比率(即，f因子)而不会断裂。r/t比率可以提供对材料可弯曲性的评估。如下所述，可弯曲性是根据r/t比率评估的，其中r是使用的工具(模具)的半径，t是材料的厚度。较低的r/t比率表明材料的可弯曲性更好。本文所述的包覆铝合金层的r/t比率可以为约1.1或更低(例如，约1.0或更低、约0.9或更低、约0.8或更低或者约0.7或更低)。
[0121]
包覆铝合金产品的使用方法
[0122]
本文所述的包覆铝合金产品可用于汽车应用和其他运输应用，包括飞机和铁路应用。例如，包覆铝合金产品可用于制备汽车结构部件，诸如保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱加强件(例如，a柱、b柱和c柱)、内部面板、外部面板、侧部面板、内罩、外罩或行李箱盖板。本文所述的包覆铝合金产品和方法还可用于飞机或铁路车辆的应用中，以制备例如外部和内部面板。在一些实例中，包覆铝合金产品可用于航空航天结构部件和非结构部件或者航海结构部件或非结构部件。
[0123]
本文所述的包覆铝合金产品和方法还可用于电子应用中。例如，本文所述的包覆铝合金产品和方法可以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移动电话(例如，智能电话)和平板底架的外罩的外壳。
[0124]
本文所述的包覆铝合金产品和方法还可以根据需要用于其他应用。本文所述的包覆铝合金产品可以提供为适合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。例如，包覆铝合金片材可以由最终用户进一步进行表面处理，以用作建筑表皮板以达到美学和结构目的。
[0125]
本文所述的包覆铝合金产品还可以连接到其他材料以形成有用的产品。将包覆合金产品连接到其他材料的方法可以包括但不限于电阻点焊(rsw)、搅拌摩擦焊、远程激光焊接、金属惰性气体(mig)焊接、钨极惰性气体(tig)焊接、粘接和自冲铆接。合金产品可用于各种应用中，包括汽车、运输、电子和其他应用。
[0126]
以下实施例将用于进一步说明本发明，但同时不构成对本发明的任何限制。相反，应当清楚地理解，在阅读了本文的说明书之后本领域技术人员可以想到作出各种其他实施方案、修改以及其等效方案而不背离本发明的精神。在以下实施例中描述的研究过程中，除非另有说明，否则遵循常规程序。下面出于说明目的对一些程序进行描述。
[0127]
实施例
[0128]
包覆铝合金层
[0129]
包覆铝合金层是通过使表4中描述的合金经过铸造、热轧和冷轧、在500℃以上的温度退火和淬火来生产的。
[0130]
如表4所示，制备比较例合金1、2和3作为实施例合金1的比较例，实施例合金1具有与比较例合金1、2和3相似的组成，但还具有ca(0.25重量％)和更高的zn(0.45重量％)的组合。制备比较例合金4和5作为实施例合金2的比较例，实施例合金2具有与合金4和5相似的组成，但还具有ca(0.54重量％)和更高的zn(0.95重量％)的组合。
[0131]
表4
[0132][0133]
所有数字均以重量％表示。每种组合物含有最多0.25重量％杂质。其余的是al。
[0134]
包覆铝合金强度性质
[0135]
使用iso 4623-2(2016)来测量比较例合金1至5和实施例合金1和2的丝状腐蚀。此外，使用经典的3阳离子锌-磷酸盐过程来测量比较例合金1和实施例合金1和2的磷酸化处理性。图1至图4显示了比较例合金1至5和实施例合金1和2的丝状腐蚀测试。如图1和图2所示，实施例合金1与比较例相比显示出优异的丝状腐蚀耐受性。就水平和垂直方向上的最低覆盖率(％)以及垂直和水平方向上的最低平均腐蚀丝长度而言，实施例合金1与比较例相比给出了最佳的丝状腐蚀结果。类似地，如图3和图4所示，实施例合金2与比较例相比显示出优异的丝状腐蚀耐受性。就水平方向和垂直方向上的最低覆盖率(％)以及垂直方向和水平方向上的最低平均腐蚀丝长度而言，实施例合金2与比较例相比给出了最佳的丝状腐蚀结果。
[0136]
图5和图6直观地显示了相同的结果。图5显示了比较例合金1至3和实施例合金1的丝状腐蚀测试结果的显微照片。图6显示了比较例合金4至5和实施例合金2的丝状腐蚀测试结果的显微照片。如图5和图6所示，对于实施例合金1和2，在样本的微观结构中观察到的丝状腐蚀显著少于比较例合金。
[0137]
图7显示了比较例合金1以及实施例合金1和2的磷酸化处理性。从图7的结果可以看出，3个样本的磷酸化处理性相当，并且都为良好。使用扫描电子显微镜确定磷酸盐晶体均质性的等级，并且范围为1-4。涂层重量以g/m2测量。比较例合金1的等级为2-3，涂层重量为5.1g/m2。实施例合金1的等级为2-3，涂层重量为4.7g/m2，与比较例合金1相当。实施例合金2的等级为3，也与其他测试样本相当，涂层重量未测量。
[0138]
铝合金
[0139]
铝合金是用表5中的组成来制备。铝合金的粘合持久性性能是使用粘合接合的应力持久性测试来测量的。粘合持久性测试评估粘合产品之间产生的粘合强度，并且可以表明铝合金产品的近表面微观结构在长期使用和腐蚀条件或与环境条件不同的条件下与粘合剂牢固粘合的能力。在测试过程中，通过诸如环氧树脂粘合剂在两个铝合金产品之间产生粘合。然后，使粘合的铝合金产品经受应变和/或其他条件。例如，粘合的铝合金产品可浸入或喷涂(例如，根据nss测试)盐溶液，经受潮湿条件或干燥条件。在一个或多个条件下的一系列循环之后，在使用循环的实例中评估铝合金产品之间的结合的化学和机械失效。在其他实例中，在单次浸入或喷洒后评估产品的化学和机械失效。铝合金产品的粘合持久性性能表明或取决于产品近表面微观结构的反应性和腐蚀敏感性。
[0140]
用于确定粘合持久性的实例标准测试是astm d3433-99(2012)standard test method for fracture strength in cleavage of adhesives in bonded metal joints,astm international,west conshohocken,pa,2012，该标准据此以引用的方式并入。在粘合持久性测试期间，每个样本由两块铝合金产品制成，使用相同的条件制备和处理，使用环氧树脂粘合剂通过六个粘合点粘合在一起。然后，使每个样本经受各种测试条件。例如，测试条件可包括浸入盐溶液中、暴露于潮湿条件下、暴露于干燥条件下或施加引起应力或应变的力中的一者或多者。每个样本都经受这些测试条件的多次循环。样本经受的循环次数是达到机械失效的循环次数或60次循环，即该特定测试中使用的最大循环次数。机械失效包括粘合失效、金属产品断裂或粘合断裂。因此，结合表面可能与结合到另一个表面、基材或产品之前的等待期相关。
[0141]
实施例合金以应力持久性性能增加的顺序排列于表5中，其中实施例合金7具有最高的应力持久性性能。
[0142]
表5
[0143][0144]
铝合金丝状腐蚀测试
[0145]
另外的铝合金是通过使表6中描述的合金组分经过铸造、热轧和冷轧、在500℃以上的温度退火和淬火来生产的。
[0146]
表6
[0147][0148]
所有数字均以重量％表示。所有组合物含有最多0.25重量％杂质。其余的是al。
[0149]
使用iso 4623-2(2016)来测量比较例合金6和实施例合金8至11的丝状腐蚀。比较例合金6和实施例合金8至11的丝状腐蚀测试结果显示在图8和9中。图8显示了在垂直和水平方向上的平均和最大腐蚀丝长度。图9显示了在水平方向和垂直方向上的覆盖率(％)。
[0150]
说明
[0151]
如下文所使用的，对一系列说明的任何提及应被理解为分别对这些说明中的每一个的提及(例如，“说明1至4”应被理解为“说明1、2、3或4”)。
[0152]
说明1是一种铝合金，其包含约0.01重量％至约1.0重量％ca；约0.01重量％至约2.0重量％zn；至多5.0重量％si；至多1.0重量％fe；至多0.25重量％杂质；以及al。
[0153]
说明2是一种铝合金，其包含约0.01重量％至约5.0重量％mg；约0.01重量％至约8.0重量％zn；至多5.0重量％si；至多1.0重量％fe；至多0.25重量％杂质；以及al。
[0154]
说明3是如任何前述或后续说明所述的铝合金，其中所述铝合金是包覆层。
[0155]
说明4是如任何前述或后续说明所述的铝合金，其中所述ca和zn以按重量计约1:5至约1:1的ca与zn的比率存在。
[0156]
说明5是如任何前述或后续说明所述的铝合金，其中所述ca和zn以按重量计约1:3至约1:1.5的ca与zn的比率存在。
[0157]
说明6是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金还包含从约0.01重量％至约0.9重量％的cu。
[0158]
说明7是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金还包含从约0.5重量％至约0.6重量％的cu。
[0159]
说明8是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金还包含约从0.01重量％至约0.5重量％的mn。
[0160]
说明9是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金还包含从约0.01重量％至约0.3重量％的v。
[0161]
说明10是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金包含从约0.2重量％至约0.6重量％的ca，任选地从0.3重量％至0.6重量％的ca。
[0162]
说明11是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金包含从约0.4重量％至约1.0重量％的zn，任选地从0.5重量％至1.0重量％。
[0163]
说明12是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金包含从约0.03重量％
至约0.10重量％的si。
[0164]
说明13是如任何前述或后续说明所述的铝合金，所述铝合金包含从约0.08重量％至约0.80重量％的fe。
[0165]
说明14是如任何前述或后续说明所述的铝合金，当根据iso4623-2(2016)的丝状腐蚀测试进行测试时，所述铝合金在水平方向和垂直方向中的每一者上具有18％或更小的覆盖率百分比。
[0166]
说明15是如任何前述或后续说明所述的铝合金，如根据iso4623-2(2016)所测量，所述铝合金在丝状腐蚀测试期间在水平方向和垂直方向中的每一者上具有0.50mm或更小的平均腐蚀丝长度。
[0167]
说明16是汽车结构部件，其包括如任何前述或后续说明所述的铝合金。
[0168]
说明17是涂层铝合金产品，其包括铝合金基材、所述铝合金基材的表面上的涂层，所述涂层包含足以防止所述铝合金基材中的腐蚀的量的mg、ca、zn、ni或它们的组合。
[0169]
说明18是如任何前述或后续说明所述的涂层铝合金产品，其中所述铝合金基材表面上的所述涂层使用化学洗涤物理气相沉积(“pvd”)或化学气相沉积(“cvd”)来施加。
[0170]
说明19是如任何前述或后续说明所述的涂层铝合金产品，其中所述涂层铝合金产品是包覆层。
[0171]
说明20是包覆铝合金产品，其包括芯层，所述芯层具有第一侧和第二侧；以及第一包覆层，所述第一包覆层与所述芯层的所述第一侧接触，其中所述第一包覆层包含从约0.01重量％至约2.0重量％的zn、从约0.1重量％至约1.0重量％的ca和从约0.1重量％至约1.0重量％的mg。
[0172]
说明21是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述ca和zn以按重量计从约1:5至约1:1的ca与zn的比率存在于所述第一包覆层中。
[0173]
说明22是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层包含从约0.20重量％至约0.60重量％的ca，任选地从0.30重量％至0.60重量％的ca。
[0174]
说明23是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层包含介于约0.40重量％和约1.0重量％之间的zn，任选地从0.50重量％至1.0重量％的zn。
[0175]
说明24是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述第一包覆层具有的厚度为所述包覆铝合金产品的总厚度的约1％至25％。
[0176]
说明25是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述芯层具有约0.7mm至2.3mm的厚度。
[0177]
说明26是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，所述铝合金还包括定位于所述芯层的所述第二侧上的第二包覆层。
[0178]
说明27是如任何前述或后续说明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的合金。
[0179]
说明28是如任何前述或后续说明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不同的合金。
[0180]
说明29是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述第二包覆层包含介于约0.20重量％和约0.60重量％之间的ca和介于约0.40重量％和约1.0重量％之间的zn，任选地从0.30重量％至0.60重量％的ca和从0.50重量％至1.0重量％的zn。
[0181]
说明30是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述芯层包含1xxx系列铝合金、2xxx系列合金、3xxx系列铝合金、4xxx系列合金、5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金、7xxx系列铝合金或8xxx系列铝合金。
[0182]
说明31是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述芯层包含5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金或7xxx系列铝合金。
[0183]
说明32是如任何前述或后续说明中所述的包覆铝合金产品，其中所述包覆铝合金产品具有至少550mpa的屈服强度。
[0184]
说明33是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述包覆铝合金产品具有至多20％的总伸长率。
[0185]
说明34是如任何前述或后续说明所述的包覆铝合金产品，其中所述包覆铝合金产品是片材、板、电子装置外壳、汽车结构部件、航空航天结构部件、航空航天非结构部件、航海结构部件或航海非结构部件。
[0186]
以上引用的所有专利、出版物和摘要通过引用以其整体并入本文。为了实现本发明的各个目的，已经描述了本发明的各个实施方案。应该认识到，这些实施方案仅是说明本发明的原理。在不偏离如在以下权利要求中所定义的本发明的精神和范围的情况下，其各种修改和改动对于本领域技术人员而言将是显而易见的。