1. Introducción
6063 aleación de aluminio, designada comunamente Y AW-6063, ASTM B221, y ISO ALMG0.7SI—Dirs como un versátil, material optimizado para extrusión.
Desde su debut comercial a mediados del siglo XX, 6063 El aluminio ha tallado un importante nicho de mercado.
Los fabricantes premian su excelente acabado superficial, buena relación de fuerza-peso, y facilidad de fabricación.
En este artículo, Exploramos 6063 Aluminio de sus raíces químicas a través de la evolución microestructural, Examinar su rendimiento mecánico y de corrosión, y resaltar aplicaciones prácticas.
2. Qué es 6063 Aluminio?
Composición química & Filosofía de aleación
6063 aluminio La aleación pertenece a la serie 6xxx, dónde magnesio (Mg) y silicio (Y) formar la fase de fortalecimiento de silicidio de magnesio (Mg₂si).
Su composición nominal (en wt%) Típicamente cae dentro:
| Elemento | Contenido nominal (WT %) | Función principal |
|---|---|---|
| Y | 0.2–0.6 | Mejora la fluidez durante la fundición; se combina con Mg para formar precipitados MG₂SI para endurecer la edad. |
| Mg | 0.45–0.9 | Reacciona con Si para producir partículas mg₂si finas, Aumento de la fuerza a través del endurecimiento por precipitación. |
| Ceñudo | ≤ 0.35 | Actúa como una impureza: cuesta bajo para evitar intermetálicos gruesos que reducen la ductilidad y el acabado superficial. |
| Cu | ≤ 0.10 | Aumenta ligeramente la fuerza, pero se limita a mantener la resistencia a la corrosión y la tenacidad. |
Minnesota |
≤ 0.10 | Elimina el hierro para formar intermetálicos benignos y refina la estructura de grano para mejorar la tenacidad. |
| CR | ≤ 0.10 | Controla el crecimiento de grano durante el tratamiento térmico, Mejorar la resistencia y la resistencia al agrietamiento del estrés. |
| Zn | ≤ 0.10 | Adición de aleación menor: se evita el exceso para preservar la resistencia a la corrosión. |
| De | ≤ 0.10 | Actúa como un refinador de grano en el casting, produciendo una multa, Estructura de grano uniforme para la extrusión. |
| Otros | ≤ 0.05 (cada), ≤ 0.15 (total) | Estrictamente limitado para evitar fases secundarias no controladas que afectan el rendimiento mecánico o de corrosión. |
| Alabama | Balance | Proporciona la matriz base, ofreciendo baja densidad, alta conductividad, y excelente formabilidad. |
3. Físico & Propiedades mecánicas de 6063 Aleación de aluminio
Propiedades físicas de 6063 Aleación de aluminio
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 2.70 g/cm³ |
| Conductividad térmica (20 ° C) | 201 W/m · k |
| Conductividad eléctrica | 35 % IACS |
| Módulo de elasticidad | 69 GPA |
| Coeficiente de expansión térmica | 23.4 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
Rendimiento mecánico por temperamento
| Temperamento | Resistencia a la tracción (MPA) | Fuerza de rendimiento (0.2 % compensar, MPA) | Alargamiento (%) | Dureza (media pensión) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Rendimiento de temperatura elevada & Fatiga
6063 La aleación de aluminio retiene aproximadamente 80 % de su fuerza a la temperatura ambiente en 100 ° C. En pruebas de fatiga (R = 0.1), Una curva S-n muestra un límite de resistencia cerca 90 MPA por un millón de ciclos.
Los diseñadores a menudo tienen en cuenta un margen de seguridad de 1.5–2 × para la carga cíclica en aplicaciones al aire libre o automotriz.
Anisotropía por extrusión
Los perfiles extruidos exhiben anisotropía: Las propiedades longitudinales generalmente exceden las transversales en 5-10 % en resistencia a la tracción.
Los ingenieros compensan alineando rutas de carga crítica con la dirección de extrusión.
4. Resistencia a la corrosión & Protección de la superficie
Barrera de óxido natural
6063 El aluminio forma un delgado, Autouring al₂o₃ película (2–5 nm) que resiste la corrosión atmosférica, paso 1,000+ Horas en las pruebas de spray de sal (ASTM B117) Cuando se anodea.
Esta película hace que la aleación sea ideal para aplicaciones al aire libre., Desde perfiles arquitectónicos hasta accesorios marinos.
Desafíos y mitigación
- Entornos de cloruro: Sensible a las picaduras en agua salada (Cl⁻ > 500 PPM), mitigado por anodizante grueso (15–25 μm) o recubrimientos epoxi.
- Corrosión galvánica: Evite el contacto directo con cobre o acero al carbono; Use juntas aislantes o cebadores ricos en zinc.
Técnicas de anodización y acabados decorativos
- Ácido sulfúrico Anodizante (Tipo II) produce un óxido poroso de 5–25 µm de espesor.
- Anodizante de la almohadilla dura (Tipo III) Rellene 25–60 µm de espesor para la resistencia al desgaste.
- Anodizante de color y Revestimiento de polvo Permitir personalización estética, con cebadores de conversión química (P.EJ., circonio de cromato o trivalente) Mejora de la adhesión.
5. Fabricación & Unión de 6063 Aleación de aluminio
Favor de los fabricantes 6063 aluminio por su excepcional extrudibilidad, Comportamiento de mecanizado predecible, y soldabilidad confiable.
Características de extrusión
Primero, 6063 El aluminio se extruye suavemente a 450–550 ° C, una ventana de temperatura que equilibra el flujo de metal y el refinamiento de grano.
Típico extrusión Las proporciones van desde 10:1 arriba a 30:1, habilitar secciones transversales complejas con espesores de la pared tan delgados como 1 mm.
6063 La aleación de aluminio establece el punto de referencia para la extruido, con ventajas clave:
- Baja presión de extrusión: 100–150 MPa para perfiles complejos, 30% más bajo que 6061,
habilitando formas intrincadas como marcos de ventana de descanso térmico con 0.8 espesores de la pared mm y cámaras huecas. - Acabado superficial: Las superficies expluidas se logran RA ≤1.6 μm sin postprocesamiento, crítico para aplicaciones arquitectónicas donde el mecanizado secundario agregaría un costo del 20 al 30%.
- Velocidad de producción: Tasas de extrusión de 5–20 m/i (Dependiendo de la complejidad del perfil), con un solo dado capaz de producir 10,000–20,000 metros por día.
Mecanizado y herramientas
Su temperamento suave y excluido (F) permite mecanizado rápido con acero de alta velocidad (HSS) herramientas a velocidades de corte hasta 150 m/mi.
Usando refrigerante soluble (5–10% concentración) reduce el uso de herramientas por 40%, mientras que las herramientas de carburo se prefieren para las características duras (P.EJ., hilos a temperamento T6).
Técnicas de soldadura
- Soldadura de tig: Preferido para componentes de precisión, usando 4043 barra de relleno (Al-5%Si) Para minimizar el agrietamiento en caliente.
Alcanza la eficiencia de la soldadura 90%, con retención de resistencia a la tracción de 85% en T6 temperamento. - Soldadura por revocación de fricción (FSW): Un proceso de estado sólido ideal para secciones gruesas (arriba a 10 mm), producir juntas sin defectos con 90% de resistencia del metal base.
- Tratamiento posterior a la soldado: Alivio del estrés a 150° C para 2 horas reduce el estrés residual por 60%, crítico para la estabilidad dimensional en grandes ensamblajes.
6. Tratamiento térmico & Endurecimiento por edad de 6063 Aleación de aluminio
El tratamiento térmico transforma el suave de 6063, condición dúctil asombrada en una aleación endurecida por precipitación con una fuerza significativamente mejorada.
Seleccionando la combinación correcta de solución, temple, y pasos envejecidos,
Los fabricantes adaptan el equilibrio de la resistencia a la tracción, ductilidad, y estabilidad dimensional a los requisitos de aplicación.
Designaciones de temperamento y ciclos típicos
| Temperamento | Proceso | Ciclo de envejecimiento típico |
|---|---|---|
| T1 | Enfriar directamente de la extrusión; Naturalmente, la edad a temperatura ambiente | ~ 7 días a 20 ° C |
| T5 | Enfriar por extrusión o enfriar; edad artificial | 175–205 ° C durante 4–8 h |
| T6 | Solución Trata térmica a 520–540 ° C; aplacar; edad artificial | 175–205 ° C durante 6–12 h |
| T7 | Ecuarse más allá de T6 (Para una estabilidad dimensional mejorada) | 200–220 ° C durante 8–16 h |
- T1 El temperamento depende de lento, envejecimiento natural. Los diseñadores favorecen la T1 para piezas que requieren la máxima formabilidad inmediatamente después de la extrusión.
- T5 mejora la fuerza rápidamente. Al mantener a 175–205 ° C durante varias horas, 6063 La aleación de aluminio logra el 80-90% de su dureza máxima con una distorsión mínima.
- T6 ofrece la mayor fuerza, típicamente 190–240 MPa Tensil.
Los fabricantes solucionan a 520–540 ° C para disolver todos los MG₂SI, Luego enfrenta y envejece para formar el fino β ″ precipitar que imparte la máxima dureza. - T7 Se dirige a aplicaciones donde el control dimensional ajustado supera la resistencia máxima.
El envejecimiento extendido grosizado precipitados en la fase β más estable, La resistencia de corte en ~ 10-20% pero reduciendo el estrés residual.
Fortaleza, Ductilidad, y compensaciones de estabilidad
Inmediatamente después del envejecimiento, T6 6063 La aleación de aluminio alcanza su mayor rendimiento y la máxima resistencia a la tracción, Sin embargo, también exhibe un mayor springback durante la flexión.
En cambio, T5 Temper produce una resistencia ligeramente menor (160–200 MPA) pero conserva un 5-10% mejor elongación y minimiza la distorsión en geometrías complejas.
Cuando los diseñadores requieren fuerza moderada y excelente precisión dimensional, como en los marcos de ventanas de tolerancia estrecha, a menudo especifican un ciclo modificado T6I4 o T7.
Alivio de exceso y estrés
En exceso el pico T6, alcanzado al aumentar las temperaturas de envejecimiento a 200–220 ° C o extender los tiempos de retención más allá 12 Horas: conducir β ″ precipitados para que se encuentren en β 'y luego β.
Aunque este cambio reduce la resistencia al rendimiento hasta 20%, estabiliza las dimensiones y alivia tensiones internas que de otro modo pueden conducir a deformación o agrietamiento durante el servicio.
En ensamblajes con múltiples partes unidas, sobrepasado 6063 La aleación de aluminio resiste el ritmo de la corrosión del estrés, Hacer el temperamento de T7 es una opción ideal para estructuras soldadas o mecánicamente sujetas.
7. Tratamientos superficiales & Revestimiento
Revestimientos de conversión química
Cromato (Tipo I) y los pretratamientos de fosfato promueven la adhesión para los abrigos posteriores posteriores. Los sistemas basados en cromo y circonio trivalente ofrecen alternativas que cumplen con ROHS.
Revestimiento y pintura en polvo
Después del pretratamiento, Los poliéster o los polvos epoxi -polyester ofrecen acabados de color duradero.
Grosor típico: 60–120 µm. Rugosidad de la superficie adecuada (Ra ≈ 1.5 µm) Mejora el enclavamiento mecánico.
Tratamientos emergentes nano-texturizados y autolimpiadores
Los investigadores desarrollan recubrimientos superhidrofóbicos con nanopartículas de sílice y aglutinantes fluorados.
Las pruebas tempranas muestran ángulos de contacto > 150°, prometiendo una suciedad reducida en fachadas al aire libre.
8. Aplicación principal de 6063 Aleación de aluminio
Industria arquitectónica y de construcción
- Marcos de ventana y puerta
- Sistemas de pared de cortina
- Pasamanos y barandillas
- Adorno arquitectónico
- Perfiles de acristalamiento estructural
Sector de transporte
- Molduras automotrices y molduras decorativas
- Rieles de techo y tableros de carrera
- Marcos de remolque
- Marcos y accesorios para bicicletas
- Accesorios para botes y pasarela
Sistemas de electricidad e iluminación
- Carcasas de iluminación LED
- Disipadores de calor para la electrónica
- Recintos eléctricos
- Tubo de conducto
- Marcos reflector
Productos y muebles de consumo
- Sistemas de partición de oficina
- Visualización de accesorios y marcos de señalización
- Tubos de muebles y soportes
- Escaleras y estantes
- Equipo deportivo (trípodes, polos de tienda)
Maquinaria y equipo industrial
- Perfiles de protección de máquina
- Tubos de cilindro neumático
- Sistemas de encuadre para la automatización
- Rieles del sistema transportador
- Carcasas del sistema de enfriamiento
9. Ventajas y limitaciones de 6063 Aleación de aluminio
Ventajas clave
- Formabilidad: Inigualable para extrusiones complejas, habilitando la flexibilidad de diseño en los sectores arquitectónicos y automotrices.
- Rentabilidad: Costo de materia prima ~ $ 2.2/kg, 30% más barato que 6061 y 50% más barato que 7075.
- Acabado superficial: Ideal para anodizar y pintar, crítico para aplicaciones estéticas.
Limitaciones
- Fortaleza: Más bajo que 6061 (T6 resistencia a la tracción: 310 VS. 350 MPA) y muy inferior a 7075 (570 MPA), Limitar el uso en componentes de alto estrés.
- Rendimiento de alta temperatura: La resistencia cae rápidamente por encima de 150 ° C (retraso 50% de resistencia de T6 a 200 ° C), inadecuado para componentes del motor.
- Resistencia al fuego: Se derrite a 595 ° C, Requerir recubrimientos retardantes de fuego en aplicaciones estructurales críticas.
10. Estándares, Presupuesto & Disponibilidad
6063 La aleación de aluminio cumple con múltiples estándares globales:
- EN 573-3 / EN 755-2: Requisitos químicos y mecánicos para productos forjados
- ASTM B221: Barras extruidas, cañas, cables, perfiles, y tubos
- ISO 6361: Hojas de aleación de aluminio y aluminio de aluminio, tiras, y placas
- Solo H4040: Formas extruidas de aleación de aluminio
Proveedores de stock en todo el mundo alu 6063 en formas que van desde perfiles extruidos (70% de producción), hojas, tubos, y varillas.
Los tiempos de entrega para extrusiones personalizadas generalmente varían de 3 a 6 semanas para perfiles simples a 8-12 semanas para geometrías complejas.
11. Comparación con aleaciones relacionadas
6063 La aleación de aluminio ocupa una posición distinta en la serie 6xxx de aleaciones de aluminio, conocido por su excelente equilibrio entre la fuerza, resistencia a la corrosión, y extrudibilidad.
Tabla de comparaciones de clave
| Propiedad / Característica | 6063 | 6061 | 6005A | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Fuerza de rendimiento (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Alargamiento (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Resistencia a la corrosión | Excelente | Muy bien | Muy bien | Muy bien | Moderado (Necesita recubrimiento) |
| Extrudibilidad | Excelente (perfiles complejos) | Bien | Bien | Justo | Pobre |
| Calidad anodizante | Excelente | Bien | Bien | Justo | Pobre |
| Maquinabilidad | Justo | Bien | Bien | Bien | Excelente |
| Soldadura | Excelente | Muy bien | Bien | Bien | Fair -Poor (Riesgo de agrietamiento en caliente) |
| Casos de uso típicos | Arquitectura, muebles | Estructural, automotor | Puentes, escaleras | Transporte, marina, estructuras | Aeroespacial, piezas de alto estrés |
6061 VS. 6063 Aleación de aluminio
- Fortaleza: 6061 ofrece un 20-30% mayor de fuerza que 6063, lo que es mejor para aplicaciones estructurales.
- Formabilidad: 6063 sobresale en extrusiones y acabados complejos, mientras 6061 es más rígido.
- Aplicaciones: 6063 es ideal para usos decorativos y arquitectónicos; 6061 se prefiere para componentes de carga como marcos de bicicletas, chasis, y recipientes a presión.
6005A VS. 6063 Aleación de aluminio
- Fortaleza: 6005Un rendimiento superior 6063 en fuerza por 10-30%.
- Extrudibilidad: 6063 Permite más detalles en los perfiles; 6005A es más difícil de extruir.
- El mejor ajuste: 6005A se usa en el transporte ferroviario y los sistemas estructurales, mientras 6063 domina en los sistemas de ventana y puerta.
6082 VS. 6063 Aleación de aluminio
- Fortaleza: 6082 proporciona 40% Más fuerza que 6063.
- Resistencia a la corrosión: Comparable, pero 6063 proporciona un mejor acabado anodizado.
- Maquinabilidad & soldadura: 6082 es más difícil de mecanizar; 6063 Soldaduras limpiadoras y más finas.
7075 VS. 6063 Aleación de aluminio
- Fortaleza: 7075 es significativamente más fuerte, más del doble de la fuerza de 6063.
- Resistencia a la corrosión: 6063 funciona mucho mejor en entornos húmedos o marinos..
- Trabajabilidad: 7075 es difícil de soldar y extruir, mientras 6063 sobresale en facilidad de fabricación.
- Usar: 7075 se usa en piezas aeroespaciales y de rendimiento crítico; 6063 se favorece para los productos de los consumidores y la arquitectura.
12. Conclusión
6063 La aleación de aluminio ataca un equilibrio convincente: Permite extrusiones complejas con acabados de superficie fina.,
proporciona resistencia a la corrosión confiable, y logra una resistencia mecánica respetable a través del envejecimiento controlado.
Desde fachadas arquitectónicas hasta hardware marino, 6063 El aluminio demuestra su versatilidad en múltiples industrias.
Al comprender su composición, microestructura, y vías de procesamiento,
Los ingenieros pueden aprovechar 6063 Aluminio para cumplir con los requisitos de rendimiento y estético, mientras mantiene los costos de fabricación y el impacto ambiental bajo control.
Preguntas frecuentes
Qué es 6063 aleación de aluminio utilizada para?
6063 La aleación de aluminio se utiliza principalmente para aplicaciones arquitectónicas como marcos de ventanas, marcos de puertas, paredes de cortina, barandas, y otros perfiles decorativos
Debido a su excelente acabado superficial, resistencia a la corrosión, y buena extrudibilidad.
Es 6063 aluminio más fuerte que 6061?
No, 6063 El aluminio no es tan fuerte como 6061.
Mientras 6063 Ofrece un acabado superficial y formabilidad superiores, 6061 proporciona mayor resistencia a la tensión y un rendimiento, haciéndolo más adecuado para aplicaciones estructurales y de carga.
Qué es 6063 aluminio de grado aeronave?
6063 El aluminio generalmente no se considera aluminio de "grado de aeronave".
Las aplicaciones de aeronaves generalmente requieren aleaciones de mayor resistencia como 2024 o 7075. Sin embargo, 6063 Alu puede usarse en interiores o componentes decorativos no críticos dentro de la industria aeroespacial.
¿Qué es equivalente a 6063 aluminio?
Equivalentes internacionales a 6063 El aluminio incluye:
- EN: Y AW-6063
- ISO: Almg0.7si
- Él es: A6063
- Astm: B221 (cubre formularios de productos como barras, tubos, perfiles)
