汽車車身輕量化一直是汽車工業的發展方向，鋁合金汽車板由于密度小(2.7×103kg·m-3)、屈強比高等優點備受關注，目前主要應用于德國寶馬公司旗下的寶馬、德國大眾公司旗下的奧迪、印度塔塔汽車公司旗下的捷豹和路虎、美國福特公司旗下的福特及日本本田公司旗下的本田汽車等國外高檔車型。

國內使用鋁合金汽車板的車型相對較少，且鋁合金主要應用在發動機罩等工藝要求相對較低的部位，使用量與國外相比也較低。汽車用鋁合金按使用部位分為外板、內板、結構件；按表面質量分為暴露件和非暴露件，其中暴露件對表面質量要求最高。

鋁合金材料在沖壓過程中表面會產生橘皮、起皺等宏觀缺陷，羅平線缺陷的檢測需要對材料表面進行輕微的打磨，打磨后表面會出現平行于軋制方向的細長條紋，這些條紋又叫做滑移線。

本文結合鋁合金板材生產流程對羅平線形成原因和測試方法進行了詳細說明，并通過試驗分析了羅平線與力學參數的關系。

鋁合金薄板在橫向拉伸時，平行于軋制方向的纖維組織在拉伸過程中產生的變形不足以讓組織在橫向均勻的伸展，在鋁板表面就會形成凹凸不平的峰谷最大落差為10~30μm，長度為1~3cm的細長條紋，這種細長條紋被稱為羅平線。

羅平線的產生與熱軋加工過程中終軋的卷取溫度、冷軋加工過程的壓下量、連退加工過程的最終退火溫度有關。實際生產中，材料在連退時的退火溫度和冷軋的壓下量是固定的，因此減少羅平線的常用方法是調節熱軋的終軋卷取溫度。終軋卷取溫度主要受開軋溫度、軋制速度、軋制壓下量、軋制力的影響，一般工藝的熱軋卷取溫度為330~340℃，而生產汽車外板時熱軋的卷取溫度應大于370℃，這樣可以極大地減少羅平線缺陷。

試驗用6016鋁合金板材的化學成分(質量分數)為1.12％Si，0.21％Fe，0.01％Cu，0.07％Mn，0.40％Mg，0.01％Cr，0.02％Ti，余為Al。對厚度為1.0mm的外板和內板分別取樣進行對比分析，取樣位置見圖1。

圖1 鋁合金板材取樣示意圖

將拉伸試樣加工成平行段為120mm×20mm的標準A80拉伸試樣，采用沃特拜50kN電子萬能試驗機進行拉伸試驗，力傳感器精度為0.5級，縱向引伸計精度為0.5級，橫向引伸計精度為0.5級。按照ISO 6892-1：2016 Metallic Materials-Tensile Testing-Part 1：Method of Test at Room Temperature，ISO 10275：2007 Metallic Materials-Sheet and Strip-Determination of Tensile Strain Hardening Exponent，ISO 10113：2006 Metallic Materials-Sheet and Strip-Determination of Plastic Strain Ratio進行拉伸試驗，屈服前應變速率為0.00025s-1，屈服后應變速率為0.0067s-1。

鋁合金板材彎曲試驗按VDA 238-100-2010 Plate Bending Test for Metallic Materials進行制樣和測試，工裝采用歐洲標準定制的采購設備。試樣標距為100mm，首先以0.0025s-1的應變速率預拉伸至10％，然后截取中部尺寸為60mm×50mm的試樣進行彎曲試驗。

羅平線檢測試樣的打磨需要在平坦的工作臺面上進行，操作步驟見圖2。

圖2 羅平線檢測試樣處理步驟

首先在試樣下方墊上油紙，方便測試后清理，將黑色油墨均勻涂抹在試樣表面，等待10~15s的揮發時間。然后使用表面帶有砂紙的海綿墊在試樣表面進行打磨，打磨時需要在試樣表面施加輕微的壓力，一般沿其長度方向單向打磨2~3次。最后采用德國馬爾量儀、德國施奈德TMS-100表面測量分別進行粗糙度和波紋度檢驗。人工檢測羅平線的評定結果一般分為4個等級，1~2級為合格，3~4級為不合格，如圖3所示。

圖3 羅平線檢測試樣處理步驟

1級表面要求無平行于軋制方向的豎行條紋；2級表面允許平行于軋制方向的豎行條紋數量為1~5條；3級表面平行于軋制方向的豎行條紋數量超過5條；4級表面平行于軋制方向的豎行條紋數量超過5條且豎行條紋間距小于3mm。

羅平線波紋度檢測試樣同彎曲試樣一樣進行相同程度的預拉伸，將拓撲儀開機預熱30~60min，待穩定后進行測試。使用工業酒精對試樣測試區域表面的油污、臟污進行擦拭清理，然后將其放置到檢測平臺上，檢測區域尺寸為37.5mm×28mm。啟動測試軟件，調節曝光度，定義掃描區間，通過紅色干擾線在試樣上的移動來確定測試區域內的最高點與最低點，設置掃描的上下限確保覆蓋整個測試區域。對測試區域進行不同曝光強度的掃描，所獲圖像需通過TMS Repot軟件進行過濾處理生成新的圖像，最后計算波紋度Sa值。測試流程見圖4。

圖4 波紋度檢測流程圖

VDA 239-400-2017RopingTest規定Sa值評定的臨界值為0.8μm，大于0.8μm為不合格，小于0.8mm為合格。

(1)鋁合金板材的各向異性、彎曲角大小、表面狀態對羅平線均有一定影響，但關鍵影響因素為合金的生產工藝及化學成分。

(2)羅平線的檢測結果與取樣方向和檢測方法等有關，平行于軋向的試樣才會出現羅平線。手動檢測羅平線成本較低，便于操作，但結果受檢測人員主觀因素影響；采用設備檢測的結果比較客觀，再現性、重復性較高。

(3)從生產工藝來看，應嚴格控制熱軋的開軋溫度和終軋卷曲溫度、冷軋的壓下量以及連退的退火溫度，以保證鋁合金外板的羅平線缺陷合格。