1. Zavedení
6063 Hliníková slitina - běžně určena A AW-6063, ASTM B221, a ISO almg0.7Si- vystavuje jako všestranný, materiál optimalizovaný vytlačováním.
Od svého komerčního debutu v polovině 20. století, 6063 hliník vyřezal významný tržní výklenek.
Výrobci oceňují svou vynikající povrchovou úpravu, Dobrý poměr pevnosti k hmotnosti, a snadnost výroby.
V tomto článku, Prozkoumáme 6063 hliník z jeho chemických kořenů prostřednictvím mikrostrukturálního vývoje, Prozkoumejte jeho mechanický a korozní výkon, a zvýrazněte praktické aplikace.
2. Co je 6063 Hliník?
Chemické složení & Legování filozofie
6063 hliník slitina patří do řady 6xxx, kde hořčík (Mg) a křemík (A) tvoří silicid hořčíku posilovací fáze (Mg₂si).
Jeho nominální složení (v WT%) obvykle spadá dovnitř:
| Živel | Nominální obsah (Wt %) | Primární funkce |
|---|---|---|
| A | 0.2–0,6 | Zlepšuje plynulost během lití; Kombinuje se s MG za vzniku sraženin MG₂SI pro ztuhnutí věku. |
| Mg | 0.45–0,9 | Reaguje s SI za účelem výroby jemných částic MG₂SI, Zvyšování síly prostřednictvím kalení srážení. |
| Fe | ≤ 0.35 | Působí jako nečistota - poklepená nízko, aby se zabránilo hrubé intermetalice, která snižuje tažnost a povrchovou úpravu. |
| Cu | ≤ 0.10 | Mírně zvyšuje sílu, ale je omezena na udržení odolnosti a houževnatosti korozní. |
Mn |
≤ 0.10 | Vychytává železo za účelem tvorby benigní intermetaliky a zdokonaluje strukturu zrna pro zlepšenou houževnatost. |
| Cr | ≤ 0.10 | Řídí růst zrna během tepelného zpracování, Zvyšování síly a odolnosti vůči praskání stresu. |
| Zn | ≤ 0.10 | Drobné přidání z lečení - Vyhýbání se předmětu zachování odolnosti proti korozi. |
| Z | ≤ 0.10 | Působí jako rafinár obilí při odlévání, produkovat pokutu, jednotná struktura zrna pro vytlačování. |
| Ostatní | ≤ 0.05 (každý), ≤ 0.15 (celkový) | Přísně omezeno na prevenci nekontrolovaných sekundárních fází, které zhoršují mechanický nebo korozní výkon. |
| Al | Váhy | Poskytuje základní matici, nabízí nízkou hustotu, vysoká vodivost, a vynikající formovatelnost. |
3. Fyzikální & Mechanické vlastnosti 6063 Hliníková slitina
Fyzikální vlastnosti 6063 Hliníková slitina
| Vlastnictví | Hodnota |
|---|---|
| Hustota | 2.70 g/cm³ |
| Tepelná vodivost (20 ° C.) | 201 W/m · k |
| Elektrická vodivost | 35 % IAC |
| Modul elasticity | 69 GPA |
| Koeficient tepelné roztažnosti | 23.4 × 10⁻⁶ k⁻⁻ |
Mechanický výkon temperamentem
| Zmírnit | Pevnost v tahu (MPA) | Výnosová síla (0.2 % offset, MPA) | Prodloužení (%) | Tvrdost (HB) |
|---|---|---|---|---|
| T1 | 130–160 | 95–120 | 10–14 | 40–55 |
| T5 | 160–200 | 125–155 | 8–12 | 60–75 |
| T6 | 190–240 | 160–200 | 8–12 | 60–80 |
Výkonnost zvýšená teplota & Únava
6063 Hliníková slitina si zachovává zhruba 80 % její síly v pokojové teplotě na 100 ° C.. Při testování únavy (R = 0.1), Křivka S-N ukazuje limit vytrvalosti blízko 90 MPA pro jeden milion cyklů.
Návrháři často zohledňují bezpečnostní rozpětí 1,5–2 × pro cyklické zatížení ve venkovních nebo automobilových aplikacích.
Anisotropie z vytlačování
Extrudované profily vykazují anizotropii: Podélné vlastnosti obvykle přesahují příčné vlastnosti o 5–10 % v pevnosti v tahu.
Inženýři kompenzují sladění cest kritického zatížení se směrem vytlačování.
4. Odolnost proti korozi & Ochrana povrchu
Přirozená oxidová bariéra
6063 hliník tvoří tenký, Samojevující film Al₂o₃ (2–5 nm) který odolává atmosférické korozi, procházení 1,000+ Hodiny v testech spreje (ASTM B117) když je eloxován.
Tento film dělá slitinu ideální pro venkovní aplikace, Od architektonických profilů po mořské armatury.
Výzvy a zmírnění
- Chloridová prostředí: Citlivé na pití ve slané vodě (Cl⁻ > 500 PPM), zmírněno silným eloxováním (15–25 μm) nebo epoxidové povlaky.
- Galvanická koroze: Vyvarujte se přímého kontaktu s měděnou nebo uhlíkovou ocelí; Použijte izolační těsnění nebo primery bohaté na zinek.
Eloxovací techniky a dekorativní povrchové úpravy
- Kyselina sírová Eloxování (Typ II) produkuje 5–25 µm tlustý porézní oxid.
- Eloxování pevného koatového vozu (Typ III) poskytuje tloušťku 25–60 µm pro odolnost proti opotřebení.
- Eloxování barev a Práškové povlaky Povolit estetické přizpůsobení, s chemickými konverzními primery (NAPŘ., chromát nebo trivalentní zirkonium) Zvyšování adheze.
5. Výroba & Spojení 6063 Hliníková slitina
Výrobci upřednostňují 6063 hliník pro jeho výjimečnou extridabilitu, předvídatelné chování obrábění, a spolehlivá svařovatelnost.
Vytváření charakteristik
První, 6063 Hliník hladce vytlačí při 450–550 ° C, Teplotní okno, které vyvažuje tok kovů a zdokonalení obilí.
Typický vytlačování Poměry se pohybují od 10:1 až do 30:1, Povolení složitých průřezů s tloušťkami stěny 1 mm.
6063 Hliníková slitina stanoví měřítko pro extridabilitu, s klíčovými výhodami:
- Nízký vytlačovací tlak: 100–150 MPa pro komplexní profily, 30% nižší než 6061,
Povolení složitých tvarů, jako jsou rámečky okna tepelného zlomu s 0.8 tloušťka stěny mm a duté komory. - Povrchová úprava: As-extrudované povrchy dosahují RA ≤ 1,6 μm bez následného zpracování, Kritické pro architektonické aplikace, kde by sekundární obrábění přidalo 20–30% nákladů.
- Rychlost výroby: Míra vytlačování 5–20 m/i (v závislosti na složitosti profilu), s jedinou matricí schopnou produkovat 10 000–20 000 metrů denně.
Obrábění a nástroje
Jeho měkká temperamentní (F) umožňuje rychlé obrábění s Vysokorychlostní ocel (HSS) nástroje při řezání rychlostí až 150 m/my.
Použití rozpustné chladicí kapaliny (5–10% koncentrace) Snižuje opotřebení nástroje 40%, Zatímco nástroje karbidu jsou upřednostňovány pro vlastnosti (NAPŘ., Vlákna v T6 Temperu).
Svařovací techniky
- Svařování TIG: Preferováno pro přesné komponenty, Použití 4043 plnicí tyč (Al-5%ano) Minimalizovat praskání horkého.
Účinnost svaru dosáhne 90%, s zadržováním pevnosti v tahu 85% v temperamentu T6. - Svařování tření (FSW): Pevný proces ideální pro silné sekce (až do 10 mm), produkující klouby bez vady s 90% síly základního kovu.
- Po západu léčba: Úleva od stresu na 150° C pro 2 hodin snižuje zbytkový napětí 60%, kritický pro rozměrovou stabilitu ve velkých sestavách.
6. Tepelné zpracování & Věk ztuhnutí 6063 Hliníková slitina
Tepelné zpracování transformuje měkké 6063, Tradivý stav, který byl extrudován do srážené slitiny s výrazně zlepšenou silou.
Výběrem správné kombinace řešení, zhášení, a kroky stárnutí,
Výrobci přizpůsobují rovnováhu pevnosti v tahu, tažnost, a rozměrná stabilita požadavků na aplikaci.
Návrhy na temperament a typické cykly
| Zmírnit | Proces | Typický cyklus stárnutí |
|---|---|---|
| T1 | Chladit přímo z vytlačování; Přirozeně stárnout při pokojové teplotě | ~ 7 dny na 20 ° C. |
| T5 | Chladit z vytlačování nebo zhasit; umělý věk | 175–205 ° C po dobu 4–8 hodin |
| T6 | Roztokový tepelný ošetření při 520–540 ° C; uhasit; umělý věk | 175–205 ° C po dobu 6–12 hodin |
| T7 | Nadměrně za T6 (pro zlepšenou rozměrovou stabilitu) | 200–220 ° C po dobu 8–16 hodin |
- T1 Temperal se spoléhá na pomalé, přirozené stárnutí. Návrháři upřednostňují T1 pro díly vyžadující maximální formovatelnost bezprostředně po vytlačování.
- T5 rychle zvyšuje sílu. Držením při 175–205 ° C po dobu několika hodin, 6063 Hliníková slitina dosahuje 80–90% své špičkové tvrdosti s minimálním zkreslením.
- T6 Poskytuje nejvyšší sílu - typicky 190–240 MPA tahu.
Výrobci se vyřeší při 520–540 ° C, aby rozpustili všechny Mg₂si, Poté zhasijte a věk za vytvoření jemného β ″ sráží, který propůjčuje maximální tvrdost. - T7 Zaměřuje se na aplikace, kde těsná kontrola rozměru převažuje nad vrcholem.
Prodloužené stárnutí hrubů se srazí do stabilnější β fáze, Sírá síla o ~ 10–20%, ale snižování zbytkového stresu.
Pevnost, Tažnost, a kompromisy stability
Ihned po stárnutí, T6 6063 Hliníková slitina dosáhne svého nejvyššího výnosu a pevnosti v tahu, Přesto také vykazuje větší pružinu během ohýbání.
Naopak, T5 považuje mírně nižší sílu (160–200 MPa) ale zachovává o 5–10% lepší prodloužení a minimalizuje zkreslení složitých geometrií.
Když designéři vyžadují mírnou sílu i vynikající přesnost rozměru-například v okenních rámech s těsným tolerancem-často specifikují modifikovaný cyklus T6I4 nebo T7.
Překročení a úleva od stresu
Překročení nad vrcholem T6 - zaměřeno na zvyšování teplot stárnutí do 200–220 ° C nebo prodloužením doby zadržení 12 Hodiny - předává β ″ sraženiny na hrubnutí na p 'a poté β.
Ačkoli tento posun snižuje výnosovou sílu až o 20%, Stabilizuje rozměry a uvolňuje vnitřní napětí, které jinak mohou vést k deformaci nebo praskání během služby.
V sestavách s více spojenými částmi, přetížený 6063 Hliníková slitina odolává praskání stresu, učinit T7 Temperu ideální volbou pro svařované nebo mechanicky upevněné struktury.
7. Povrchové ošetření & Povlaky
Chemické konverzní povlaky
Chromát (Typ I.) a fosfátová předběžná léčba podporuje adhezi pro následné vrchní nátěry. Trivalentní systémy na bázi chromu a zirkonia nabízejí alternativy kompatibilní s kompatibilním s ROHS.
Práškový povlak a malování
Po předběžné léčbě, Polyesterové nebo epoxidové práškové prášky dodávají odolné povrchové úpravy.
Typická tloušťka: 60–120 µm. Správná drsnost povrchu (Ra ≈ 1.5 µm) Zvyšuje mechanický blokování.
Vznikající nano-textury a samočisticí ošetření
Vědci vyvíjejí superhydrofobní povlaky pomocí nanočástic oxidu křemičitého a fluorovaných pojiv.
Včasné testy ukazují kontaktní úhly > 150°, Slibné snížené znečištění na venkovních fasádách.
8. Hlavní aplikace 6063 Hliníková slitina
Architektonický a stavební průmysl
- Okno a rámy dveří
- Systémy stěn záclon
- Zábradlí a zábradlí
- Architektonická obložení
- Profily strukturálního zasklení
Dopravní sektor
- Automobilový obložení a dekorativní lišty
- Střešní kolejnice a běžecké desky
- Rámečky přívěsu
- Rámy a příslušenství na kole
- Lodní armatury a gangy
Elektrické a osvětlovací systémy
- LED osvětlení pouzdra
- Teteře pro elektroniku
- Elektrické přílohy
- Trubice
- Reflektor rámy
Spotřební výrobky a nábytek
- Systémy oddílů v kanceláři
- Zobrazení přípravků a rámců značení
- Nábytkové hadičky a podpěry
- Žebříky a stojany
- Sportovní vybavení (stativy, Poláky stanů)
Průmyslové stroje a vybavení
- Profily stroje
- Pneumatické trubice válce
- Rámovací systémy pro automatizaci
- Dopravní systémové kolejnice
- Systémové pouzdra chlazení
9. Výhody a omezení 6063 Hliníková slitina
Klíčové výhody
- Formovatelnost: Bezkonkurenční pro složité extruze, Povolení flexibility designu v architektonických a automobilových odvětvích.
- Efektivita nákladů: Náklady na suroviny ~ 2,2 $/kg, 30% levnější než 6061 a 50% levnější než 7075.
- Povrchová úprava: Ideální pro eloxování a malování, kritické pro estetické aplikace.
Omezení
- Pevnost: Nižší než 6061 (Pevnost v tahu T6: 310 vs.. 350 MPA) a daleko nižší než 7075 (570 MPA), Omezení použití ve vysoce stresových komponentách.
- Vysokoteplotní výkon: Síla rychle klesá nad 150 ° C (Zachovává 50% síly T6 při 200 ° C), Nevhodné pro komponenty motoru.
- Požární odolnost: Taje při 595 ° C., Vyžadování ohně-retardivních povlaků v kritických strukturálních aplikacích.
10. Normy, Specifikace & Dostupnost
6063 Hliníková slitina splňuje více globálních standardů:
- V 573-3 / V 755-2: Chemické a mechanické požadavky na produkty
- ASTM B221: Extrudované tyče, pruty, dráty, Profily, a trubice
- ISO 6361: Teased Aluminium a Alinium Aliga Lists, proužky, a talíře
- Jen H4040: Hliníkové slitiny extrudované tvary
Dodavatelé na celém světě skladu Alu 6063 ve tvarech od extrudovaných profilů (70% produkce), listy, trubice, a pruty.
Doba doba pro vlastní extruze se obvykle pohybují od 3 do 6 týdnů pro jednoduché profily do 8–12 týdnů pro složité geometrie.
11. Srovnání s souvisejícími slitinami
6063 Hliníková slitina zaujímá zřetelnou polohu v řadě 6xxx z hliníkových slitin, známý pro svou vynikající rovnováhu mezi silou, odolnost proti korozi, a extridabilita.
Tabulka porovnání klíčů
| Vlastnictví / Funkce | 6063 | 6061 | 6005A | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Pevnost v tahu (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Výnosová síla (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Prodloužení (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Odolnost proti korozi | Vynikající | Velmi dobré | Velmi dobré | Velmi dobré | Mírný (potřebuje povlak) |
| Extridabilita | Vynikající (Složité profily) | Dobrý | Dobrý | Veletrh | Chudý |
| Eloxování kvality | Vynikající | Dobrý | Dobrý | Veletrh | Chudý |
| Machinability | Veletrh | Dobrý | Dobrý | Dobrý | Vynikající |
| Svařovatelnost | Vynikající | Velmi dobré | Dobrý | Dobrý | Spravedlivé - poor (Horké riziko praskání) |
| Typické případy použití | Architektura, nábytek | Strukturální, automobilový průmysl | Mosty, žebříky | Doprava, námořní, struktury | Letectví, Části s vysokým stresem |
6061 vs.. 6063 Hliníková slitina
- Pevnost: 6061 nabízí o 20–30% vyšší sílu než 6063, Zlepšení pro strukturální aplikace.
- Formovatelnost: 6063 vyniká ve složitých extruzích a povrchových úpravách, zatímco 6061 je přísnější.
- Aplikace: 6063 je ideální pro dekorativní a architektonická použití; 6061 je upřednostňován pro komponenty nesoucí zátěž, jako jsou rámy kol, podvozek, a tlakové nádoby.
6005A vs.. 6063 Hliníková slitina
- Pevnost: 6005Překonávání 6063 v síle o 10–30%.
- Extridabilita: 6063 Umožňuje jemnější detaily v profilech; 6005A je těžší vytáhnout.
- Nejlépe fit: 6005A se používá v železniční dopravě a strukturálních systémech, zatímco 6063 dominuje v systémech oken a dveří.
6082 vs.. 6063 Hliníková slitina
- Pevnost: 6082 poskytuje až do 40% více síly než 6063.
- Odolnost proti korozi: Srovnatelný, ale 6063 Poskytuje lepší eloxovaný povrch.
- Machinability & svařovatelnost: 6082 je tvrdší pro stroj; 6063 Svary čistší a hezčí.
7075 vs.. 6063 Hliníková slitina
- Pevnost: 7075 je výrazně silnější - více než dvojnásobek síly 6063.
- Odolnost proti korozi: 6063 funguje mnohem lépe ve vlhkém nebo mořském prostředí.
- Zpracovatelnost: 7075 je obtížné svařit a vytlačit, zatímco 6063 vyniká v snadnosti výroby.
- Použití: 7075 se používá v leteckých a kritických částech; 6063 je upřednostňován pro spotřebitelské a architektonické produkty.
12. Závěr
6063 Hliníková slitina zasáhne přesvědčivou rovnováhu: Umožňuje složité extruze s jemnými povrchovými úpravami,
Poskytuje spolehlivou odolnost proti korozi, a dosahuje úctyhodné mechanické síly kontrolovaným stárnutím.
Od architektonických fasád po mořský hardware, 6063 Hliník prokazuje svou všestrannost ve více průmyslových odvětvích.
Pochopením jeho složení, mikrostruktura, a zpracování cest,
Inženýři mohou využít 6063 Hliník pro splnění výkonnostních i estetických požadavků - přičemž udržování výrobních nákladů a dopadu na životní prostředí je pod kontrolou.
Časté časté
Co je 6063 Hliníková slitina používaná pro?
6063 Hliníková slitina se primárně používá pro architektonické aplikace, jako jsou okenní rámy, rámy dveří, stěny záclon, zábradlí, a další dekorativní profily
Díky své vynikající povrchové úpravě, odolnost proti korozi, a dobrá extridabilita.
Je 6063 hliník silnější než 6061?
Žádný, 6063 Hliník není tak silný jako 6061.
Zatímco 6063 Nabízí vynikající povrchovou úpravu a formovatelnost, 6061 Poskytuje vyšší pevnost v tahu a výnosu, je vhodnější pro strukturální a zatížení aplikací.
Co je 6063 hliník na stupni letadla?
6063 Hliník se obecně nepovažuje za „hliník na úrovni letadla“.
Aplikace letadel obvykle vyžadují slitiny s vyšší pevností jako 2024 nebo 7075. Však, 6063 Alu může být použit v nekritických vnitřních nebo dekorativních komponentách v leteckém průmyslu.
Co je ekvivalentní 6063 hliník?
Mezinárodní ekvivalenty 6063 Hliník zahrnuje:
- V: A AW-6063
- ISO: Almg0.7Si
- Je: A6063
- ASTM: B221 (Pokrývá formuláře produktů, jako jsou bary, trubice, Profily)
