6063 Aluminiumlegierung – Eigenschaften, Anwendungen & Herstellung

1. Einführung

6063 Aluminiumlegierung - Commonly Depoted Und AW-6063, ASTM B221, Und ISO ALMG0.7SI- stellt sich als vielseitig aus, Extrusion optimiertes Material.

Seit seinem kommerziellen Debüt Mitte des 20. Jahrhunderts, 6063 Aluminium hat eine bedeutende Marktnische geschnitten.

Hersteller schätzen das hervorragende Oberflächenfinish, Gutes Verhältnis von Stärke zu Gewicht, und einfache Herstellung.

In diesem Artikel, Wir erforschen 6063 Aluminium aus seinen chemischen Wurzeln durch mikrostrukturelle Entwicklung, Untersuchen Sie seine mechanische und Korrosionsleistung, und praktische Anwendungen hervorheben.

2. Was ist 6063 Aluminium?

Chemische Zusammensetzung & Legierungsphilosophie

6063 Aluminium Legierung gehört zur 6xxx -Serie, Wo Magnesium (Mg) Und Silizium (Und) bilden die Stärkung der Phase Magnesiumsilizid (Mg₂si).

Seine nominelle Komposition (in wt%) fällt normalerweise nach innen:

3. Physisch & Mechanische Eigenschaften von 6063 Aluminiumlegierung

Physikalische Eigenschaften von 6063 Aluminiumlegierung

Mechanische Leistung nach Temperatur

Erhöhte Temperaturleistung & Ermüdung

6063 Aluminiumlegierung behält ungefähr 80 % seiner Zimmertemperaturstärke bei 100 ° C. Bei Ermüdungstests (R = 0.1), Eine S-N-Kurve zeigt in der Nähe eine Ausdauergrenze 90 MPA für eine Million Zyklen.

Designer berücksichtigen häufig einen Sicherheitsmarge von 1,5–2 × für die zyklische Belastung in Außen- oder Automobilanwendungen.

Anisotropie aus Extrusion

Extrudierte Profile zeigen Anisotropie: Längseigenschaften überschreiten die transversalen Eigenschaften typischerweise um 5–10 % in Zugfestigkeit.

Ingenieure kompensieren durch die Ausrichtung kritischer Lastpfade mit der Extrusionsrichtung.

4. Korrosionsbeständigkeit & Oberflächenschutz

Natürliche Oxidbarriere

6063 Aluminium bildet dünn, selbstheilender Al₂o₃-Film (2–5 nm) Das widersteht der atmosphärischen Korrosion, vorübergehend 1,000+ Stunden in Salzspray -Tests (ASTM B117) bei Anodierung.

Dieser Film macht die Legierung ideal für Anwendungen im Freien, von architektonischen Profilen bis zu Meeresbeschlägen.

Herausforderungen und Minderung

• Chloridumgebungen: Empfindlich gegenüber Lochfraß in Salzwasser (Cl⁻ > 500 ppm), durch dickes Anodieren gemindert (15–25 μm) oder Epoxidbeschichtungen.
• Galvanische Korrosion: Vermeiden Sie direkten Kontakt mit Kupfer oder Kohlenstoffstahl; Verwenden Sie isolierende Dichtungen oder zinkreiche Primer.

Anodisierungstechniken und dekorative Oberflächen

• Schwefelsäure Eloxieren (Typ II) erzeugt 5–25 µm dickes poröses Oxid.
• Hartschicht-Anodierung (Typ III) ergibt eine Dicke von 25–60 µm für Verschleißfestigkeit.
• Farbanodisierung und Pulverbeschichtungen ästhetische Anpassung zulassen, mit chemischen Umwandlungsprimern (Z.B., Chromat oder dreifacher Zirkonium) Verbesserung der Haftung.

5. Herstellung & Beitritt von 6063 Aluminiumlegierung

Hersteller bevorzugen 6063 Aluminium für seine außergewöhnliche Extruzierbarkeit, vorhersehbares Bearbeitungsverhalten, und zuverlässige Schweißbarkeit.

Extrusionseigenschaften

Erste, 6063 Aluminium -Extrudeln bei 450–550 ° C sanft, Ein Temperaturfenster, das den Metallfluss und die Verfeinerung der Getreide ausbalanciert.

Typisch Extrusion Verhältnisse reichen von 10:1 bis zu 30:1, Aktivierende komplexe Querschnitte mit Wanddicken so dünn wie 1 mm.

6063 Aluminiumlegierung setzt den Maßstab für Extruzierbarkeit, mit wichtigen Vorteilen:

• Niedriger Extrusionsdruck: 100–150 MPa für komplexe Profile, 30% niedriger als 6061,
  Aktivierung komplizierter Formen wie thermischen Fensterrahmen mit 0.8 MM Wandstärke und hohle Kammern.
• Oberflächenbeschaffenheit: AS-extrudierte Oberflächen erreichen Ra ≤ 1,6 μm ohne Nachbearbeitung, kritisch für architektonische Anwendungen, bei denen die Sekundärbearbeitung 20–30% Kosten erhöhen würde.
• Produktionsgeschwindigkeit: Extrusionsraten von 5–20 m/i (Abhängig von der Profilkomplexität), mit einem einzigen Würfel, der in der Lage ist, 10.000 bis 20.000 Meter pro Tag zu produzieren.

Bearbeitung und Werkzeug

Sein weiches, ausgezeichnetes Temperament (F) ermöglicht eine schnelle Bearbeitung mit Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) Werkzeuge bei Schnittgeschwindigkeiten bis zu 150 m/my.
Verwendung lösliches Kühlmittel (5–10% Konzentration) reduziert das Werkzeugkleidung durch 40%, Während Carbid-Tools für hart umgedrehte Funktionen bevorzugt werden (Z.B., Fäden in T6 Temperatur).

Schweißtechniken

• TIG -Schweißen: Bevorzugt für Präzisionskomponenten, verwenden 4043 Füllstange (Al-5%Ja) heißes Knacken minimieren.
  Schweißwirkungsgrad erreicht 90%, mit Zugfestigkeit beibehalten 85% In T6 Temperament.
• Reibung Schweißschweißen (Fsw): Ein Festkörperprozess ideal für dicke Abschnitte (bis zu 10 mm), Erzeugung fehlerfreier Gelenke mit 90% von Grundmetallstärke.
• Behandlung nach der Scheibe: Stressabbau bei 150° C für 2 Std. reduziert Reststress durch 60%, kritisch für die dimensionale Stabilität in großen Baugruppen.

6. Wärmebehandlung & Altersverhärtung von 6063 Aluminiumlegierung

Die Wärmebehandlung verändert 6063s weiche, Duktile, ausgedehnte Erkrankung in eine ausfälliggehärtete Legierung mit einer signifikant verbesserten Festigkeit.

Durch Auswahl der richtigen Kombination von Lösung, Quenching, und alternde Schritte,

Hersteller maßern aus dem Gleichgewicht der Zugfestigkeit, Duktilität, und dimensionale Stabilität der Anwendungsanforderungen.

Temperaturbezeichnungen und typische Zyklen

• T1 Das Temperament basiert auf langsamer, natürlicher Alterung. Designer bevorzugen T1 für Teile, die unmittelbar nach der Extrusion maximale Formbarkeit erfordert.
• T5 verstärkt die Stärke schnell. Durch Halten von 175–205 ° C für mehrere Stunden, 6063 Aluminiumlegierung erreicht 80–90% ihrer Spitzenhärte mit minimaler Verzerrung.
• T6 liefert die höchste Stärke - typisch 190–240 MPa -Zug.
  Hersteller löst bei 520–540 ° C, um alle MG₂SI aufzulösen, dann löschen und altern, um die feinen β -Ausfälle zu bilden, die maximale Härte vermitteln.
• T7 Ziele Anwendungen, bei denen die enge dimensionale Kontrolle die Spitzenstärke überwiegt.
  Erweiterte altern, Die Festigkeit um ~ 10–20% schneiden, aber die Restspannung verringert.

Stärke, Duktilität, und Stabilitätskompromisse

Unmittelbar nach dem Altern, T6 6063 Aluminiumlegierung erreicht ihre höchste Ausbeute und ultimative Zugfestigkeit, Dennoch zeigt es auch ein größeres Friseur während des Biegens.

Umgekehrt, T5 -Temperatur erzeugt etwas geringere Festigkeit (160–200 MPa) behält jedoch 5–10% bessere Dehnung und minimiert die Verzerrung in komplexen Geometrien.

Wenn Designer sowohl eine mäßige Festigkeit als auch eine hervorragende dimensionale Genauigkeit erfordern-wie bei Fensterrahmen in enger Toleranz-geben sie häufig einen modifizierten T6I4- oder T7-Zyklus an.

Übergasse und Stressabbau

Übereinstimmung über den T6 -Peak übermäßig 12 Stunden - Drives β ″ schlägt zu Koarsen in β 'und dann in β aus.

Obwohl diese Verschiebung die Ertragsfestigkeit um nach oben verringert 20%, Es stabilisiert die Abmessungen und lindert interne Belastungen, die sonst im Dienst zum Verziehen oder Knacken führen können.

In Baugruppen mit mehreren verbundenen Teilen, überbewertet 6063 Aluminiumlegierung widersteht Stress-Korrosionsrisse, T7 Temperament zu einer idealen Wahl für geschweißte oder mechanisch befestigte Strukturen.

7. Oberflächenbehandlungen & Beschichtungen

Chemische Umwandlungsbeschichtungen

Chromat (Typ I) und Phosphatvorbehandlungen fördern die Adhäsion für nachfolgende Decklack. Treide Chrom- und Zirkonium-basierte Systeme bieten ROHS-konforme Alternativen.

Pulverbeschichtung und Malerei

Nach der Vorbehandlung, Polyester- oder Epoxid -Polyester -Pulver liefern dauerhafte Farbplätze.

Typische Dicke: 60–120 µm. Richtige Oberflächenrauheit (Ra ≈ 1.5 µm) verbessert die mechanische Verriegelung.

Aufstrebende nano-strukturierte und selbstverpackte Behandlungen

Forscher entwickeln superhydrophobe Beschichtungen mit Silica -Nanopartikeln und fluorierten Bindemitteln.

Frühe Tests zeigen Kontaktwinkel > 150°, vielversprechende reduzierte Verschmutzung an Fassaden im Freien.

8. Hauptanwendung von 6063 Aluminiumlegierung

Architektur- und Bauindustrie

• Fenster- und Türrahmen
• Vorhangwandsysteme
• Handläufe und Leitplanken
• Architekturausstattung
• Strukturverglasungsprofile

Transportsektor

• Kfz -Trimm und dekorativen Formteile
• Dachschienen und Laufbretter
• Anhängerrahmen
• Fahrradrahmen und Zubehör
• Bootsschläge und Gangwegen

Elektrik- und Beleuchtungssysteme

• LED -Beleuchtungsgehäuse
• Kühlkörper für Elektronik
• Elektrische Gehäuse
• Leitschläuche
• Reflektorrahmen

Verbraucherprodukte und Möbel

• Büropartitionssysteme
• Anzeigen von Leuchten und Beschilderungsrahmen anzeigen
• Möbelrohre und Stütze
• Leitern und Gestelle
• Sportausrüstung (Stativen, Zeltstangen)

Industriemaschinerie und Ausrüstung

• Maschinenschutzprofile
• Pneumatische Zylinderrohre
• Rahmensysteme für die Automatisierung
• Fördersystem Rails
• Gehäuse des Kühlsystems

9. Vorteile und Einschränkungen von 6063 Aluminiumlegierung

Schlüsselvorteile

• Formbarkeit: Unübertroffen für komplexe Extrusionen, Aktivieren Sie die Flexibilität der Designflexibilität im architektonischen und im Automobilbereich.
• Kosteneffizienz: Rohstoffkosten ~ $ 2,2/kg, 30% billiger als 6061 Und 50% billiger als 7075.
• Oberflächenbeschaffenheit: Ideal zum Anodieren und Malereien, kritisch für ästhetische Anwendungen.

Einschränkungen

• Stärke: Niedriger als 6061 (T6 -Zugfestigkeit: 310 vs. 350 MPA) und weit unterlegen 7075 (570 MPA), Einschränkende Verwendung in Komponenten mit Hochstress-Komponenten.
• Hochtemperaturleistung: Festigkeit fällt schnell über 150 ° C ab (behält 50% von T6 Stärke bei 200 ° C), für Motorkomponenten ungeeignet.
• Feuerwiderstand: Schmilzt bei 595 ° C., Erfordernde feuerdarstellerbeschichtungen in kritischen strukturellen Anwendungen.

10. Standards, Spezifikationen & Verfügbarkeit

6063 Aluminiumlegierung erfüllt mehrere globale Standards:

• IN 573-3 / IN 755-2: Chemische und mechanische Anforderungen für Schmiedeprodukte
• ASTM B221: Extrudierte Balken, Stangen, Kabel, Profile, und Röhrchen
• ISO 6361: Schmiede Aluminium- und Aluminiumlegierungsblätter, Streifen, und Teller
• Nur H4040: Extrudierte Formen mit Aluminiumlegierung

Lieferanten weltweit Aktien alu 6063 in Formen, die von extrudierten Profilen reichen (70% Produktion), Blätter, Röhrchen, und Stangen.

Die Vorlaufzeiten für benutzerdefinierte Extrusionen reichen in der Regel zwischen 3 und 6 Wochen für einfache Profile bis 8 bis 12 Wochen für komplexe Geometrien.

11. Vergleich mit verwandten Legierungen

6063 Aluminiumlegierung nimmt eine bestimmte Position in der 6xxx -Reihe von Aluminiumlegierungen ein, bekannt für ihr hervorragendes Gleichgewicht zwischen Stärke, Korrosionsbeständigkeit, und Extrudierbarkeit.

Schlüsselvergleichstabelle

6061 vs. 6063 Aluminiumlegierung

• Stärke: 6061 bietet 20–30% höhere Stärke als 6063, Für strukturelle Anwendungen besser machen.
• Formbarkeit: 6063 zeichnet sich in komplexen Extrusionen und Oberflächen aus, während 6061 ist starrer.
• Anwendungen: 6063 ist ideal für dekorative und architektonische Verwendung; 6061 wird für tragende Komponenten wie Fahrradrahmen bevorzugt, Chassis, und Druckbehälter.

6005A vs. 6063 Aluminiumlegierung

• Stärke: 6005Eine übertreffen 6063 in Stärke um 10–30%.
• Extrudierbarkeit: 6063 Ermöglicht feinere Details in Profilen; 6005A ist schwerer zu extrudieren.
• Beste Passform: 6005A wird im Schienenverkehr und im Bausystemen verwendet, während 6063 dominiert in Fenster- und Türsystemen.

6082 vs. 6063 Aluminiumlegierung

• Stärke: 6082 Bietet bis zu 40% Mehr Kraft als 6063.
• Korrosionsbeständigkeit: Vergleichbar, Aber 6063 Bietet ein besseres eloxiertes Finish.
• Verarbeitbarkeit & Schweißbarkeit: 6082 ist schwieriger zu maschine; 6063 Schweißnäher sauberer und ordentlicher.

7075 vs. 6063 Aluminiumlegierung

• Stärke: 7075 ist deutlich stärker - mehr als die doppelte Stärke von 6063.
• Korrosionsbeständigkeit: 6063 erzielt in feuchten oder marinen Umgebungen viel besser.
• Verarbeitbarkeit: 7075 ist schwer zu schweißen und zu extrudieren, wohingegen 6063 Excels in Leichtigkeit der Herstellung.
• Verwenden: 7075 wird in Luft- und Raumfahrt- und leistungskritischen Teilen verwendet; 6063 wird für Verbraucher- und Architekturprodukte bevorzugt.

12. Abschluss

6063 Aluminiumlegierung trifft ein überzeugendes Gleichgewicht: Es ermöglicht komplexe Extrusionen mit feinen Oberflächenoberflächen,

Bietet zuverlässige Korrosionsbeständigkeit, und erreicht eine respektable mechanische Festigkeit durch kontrolliertes Altern.

Von architektonischen Fassaden bis zur Meereshardware, 6063 Aluminium beweist seine Vielseitigkeit in mehreren Branchen.

Durch das Verständnis seiner Komposition, Mikrostruktur, und Verarbeitungswege,

Ingenieure können nutzen 6063 Aluminium, um sowohl die Leistung als auch die ästhetischen Anforderungen zu erfüllen - und gleichzeitig die Herstellungskosten und die Umweltauswirkungen in Schach halten.

 

FAQs

Was ist 6063 Aluminiumlegierung verwendet für?

6063 Aluminiumlegierung wird hauptsächlich für architektonische Anwendungen wie Fensterrahmen verwendet, Türrahmen, Vorhangmauern, Geländer, und andere dekorative Profile

Aufgrund seiner ausgezeichneten Oberflächenbeschaffung, Korrosionsbeständigkeit, und gute Extrudierbarkeit.

Ist 6063 Aluminium stärker als 6061?

NEIN, 6063 Aluminium ist nicht so stark wie 6061.

Während 6063 Bietet überlegene Oberflächenfinish und Formbarkeit, 6061 bietet eine höhere Zugfestigkeit und Ertragsfestigkeit, Dadurch besser für strukturelle und tragende Anwendungen geeignet ist.

Was ist 6063 Aluminium der Flugzeugqualität?

6063 Aluminium wird im Allgemeinen nicht als Aluminium von Flugzeugen angesehen.

Flugzeuganwendungen erfordern normalerweise höhere Legierungen wie 2024 oder 7075. Jedoch, 6063 Alu kann in nicht kritischen Innen- oder dekorativen Komponenten in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden.

Was entspricht zu 6063 Aluminium?

Internationale Äquivalente zu 6063 Aluminium umfassen:

• IN: Und AW-6063
• ISO: ALMG0.7SI
• Er ist: A6063
• ASTM: B221 (Deckt Produktformen wie Balken ab, Röhrchen, Profile)