1. مقدمه
6063 آلیاژ آلومینیوم - به صورت غیرقانونی تعیین شده است و AW-6063, ASTM B221, وت ISO ALMG0.7SI- به عنوان یک همه کاره قرار می گیرد, ماده بهینه سازی شده اکستروژن.
از اولین فعالیت تجاری خود در اواسط قرن بیستم, 6063 آلومینیوم طاقچه بازار قابل توجهی حک کرده است.
تولید کنندگان جایزه سطح عالی خود را به دست می آورند, نسبت قدرت به وزن, و سهولت ساخت.
در این مقاله, ما کاوش می کنیم 6063 آلومینیوم از ریشه های شیمیایی آن از طریق تکامل ریزساختاری, عملکرد مکانیکی و خوردگی آن را بررسی کنید, و کاربردهای عملی را برجسته کنید.
2. چیست 6063 آلومینیوم?
ترکیب شیمیایی & فلسفه آلیاژ
6063 الومینیوم آلیاژ متعلق به سری 6xxx است, کجا منیزیم (مگس) وت سیلیکون (وت) فاز تقویت کننده سیلیدیک منیزیم را تشکیل دهید (mg₂si).
ترکیب اسمی آن (در وزنی ٪) به طور معمول در درون سقوط می کند:
| عنصر | محتوای اسمی (دنباله %) | عملکرد اصلی |
|---|---|---|
| وت | 0.2–0.6 | در حین ریخته گری سیالیت را بهبود می بخشد; ترکیب با MG برای تشکیل رسوبات MG₂SI برای سخت شدن سن. |
| مگس | 0.45–0.9 | برای تولید ذرات Mg₂si با Si واکنش نشان می دهد, تقویت قدرت از طریق سخت شدن بارش. |
| با | رده 0.35 | به عنوان یک ناخالصی عمل می کند - برای جلوگیری از بین فلزی درشت که باعث کاهش انعطاف پذیری و سطح سطح می شود ، کم نگه داشته می شود. |
| مس | رده 0.10 | مقاومت را کمی افزایش می دهد اما برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی و سختی محدود است. |
منگنه |
رده 0.10 | آهن را برای تشکیل بین فلزی خوش خیم و اصلاح ساختار دانه برای بهبود سختی می کند. |
| کلوچه | رده 0.10 | رشد دانه را در حین عملیات حرارتی کنترل می کند, افزایش استحکام و مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس. |
| روی | رده 0.10 | علاوه بر آلیاژ جزئی - برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی جلوگیری می شود. |
| از | رده 0.10 | به عنوان یک پالایشگاه دانه در ریخته گری عمل می کند, تولید جریمه, ساختار دانه یکنواخت برای اکستروژن. |
| دیگران | رده 0.05 (هر یک), رده 0.15 (مجموع) | برای جلوگیری از فازهای ثانویه کنترل نشده که باعث اختلال در عملکرد مکانیکی یا خوردگی می شود ، کاملاً محدود است. |
| با هم | تعادل | ماتریس پایه را فراهم می کند, چگالی کم, قابلیت هدایت زیاد, و شکل گیری عالی. |
3. فیزیکی & خصوصیات مکانیکی 6063 آلیاژ آلومینیوم
خصوصیات بدنی 6063 آلیاژ آلومینیوم
| دارایی | ارزش |
|---|---|
| تراکم | 2.70 g/cm³ |
| هدایت حرارتی (20 درجه سانتیگراد) | 201 w/m · k |
| هدایت الکتریکی | 35 % قید |
| مدول خاصیت خاصیت ارتجاعی | 69 معدل |
| ضریب انبساط حرارتی | 23.4 × 10⁻⁶ k⁻ |
عملکرد مکانیکی با خلق و خوی
| خوی | استحکام کششی (MPA) | قدرت عملکرد (0.2 % جبران کردن, MPA) | کشیدگی (%) | سختی (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 |
عملکرد درجه حرارت بالا & خستگی
6063 آلیاژ آلومینیوم تقریباً حفظ می شود 80 % از قدرت دمای اتاق آن در 100 درجه سانتیگراد. در آزمایش خستگی (r = 0.1), یک منحنی S-N محدودیت استقامت را در نزدیکی نشان می دهد 90 MPA برای یک میلیون چرخه.
طراحان غالباً در حاشیه ایمنی 1.5-2 × برای بارگذاری چرخه ای در برنامه های در فضای باز یا اتومبیل عامل هستند.
ناهمسانگردی از اکستروژن
پروفایل های اکسترود شده ناهمسانگردی را نشان می دهند: خواص طولی به طور معمول با 5-10 از موارد عرضی فراتر می رود % در استحکام کششی.
مهندسان با تراز کردن مسیرهای بار بحرانی با جهت اکستروژن جبران می کنند.
4. مقاومت در برابر خوردگی & حفاظت از سطح
سد اکسید طبیعی
6063 آلومینیوم نازک است, فیلم Al₂o₃ خود درمانی (2-5 نانومتر) که در برابر خوردگی جوی مقاومت می کند, عبور 1,000+ ساعت در تست اسپری نمکی (ASTM B117) وقتی آنودایز شد.
این فیلم آلیاژ را برای برنامه های کاربردی در فضای باز ایده آل می کند, از پروفایل های معماری گرفته تا اتصالات دریایی.
چالش ها و کاهش
- محیط های کلرید: حساس به گودال در آب شور (کلوچه > 500 PPM), توسط آنودایزان ضخیم کاهش یافته است (15-25 میکرومتر) یا روکش های اپوکسی.
- خوردگی گالوانیک: از تماس مستقیم با مس یا فولاد کربن خودداری کنید; از واشرهای عایق یا آغازگرهای غنی از روی استفاده کنید.
تکنیک های آنودایزاسیون و پایان های تزئینی
- اسید سولفوریک آندایز کردن (نوع دوم) اکسید متخلخل 5-25 میکرومتر ضخامت تولید می کند.
- آنودایز کردن کت سخت (نوع سوم) ضخامت 25-60 میکرومتر برای مقاومت در برابر سایش.
- رنگ آمیزی رنگ و روکش پودری سفارشی سازی زیبایی را اجازه دهید, با آغازگرهای تبدیل شیمیایی (به عنوان مثال, زیرکونیوم کرومات یا سه ظرفیتی) افزایش چسبندگی.
5. ساختگی & پیوستن 6063 آلیاژ آلومینیوم
طرفدار تولید کنندگان 6063 آلومینیوم به دلیل اکسترود استثنایی آن, رفتار ماشینکاری قابل پیش بینی, و قابلیت جوشکاری قابل اعتماد.
خصوصیات اکستروژن
اولی, 6063 اکسترود آلومینیوم به آرامی در دمای 450-550 درجه سانتیگراد, یک پنجره دما که جریان فلز و پالایش دانه را متعادل می کند.
معمولی اکستاروژن نسبت ها از 10:1 تا 30:1, فعال کردن مقطع پیچیده با ضخامت دیواره به همان اندازه نازک است 1 میلی متر.
6063 آلیاژ آلومینیوم معیار را برای اکستراد بودن تعیین می کند, با مزایای کلیدی:
- فشار اکستروژن کم: 100-150 MPa برای پروفایل های پیچیده, 30% پایین تر از 6061,
فعال کردن اشکال پیچیده مانند فریم های پنجره شکن حرارتی با 0.8 ضخامت دیواره میلی متر و اتاق های توخالی. - پایان سطح: سطوح مورد نظر به دست می آیند RA 1.6 میکرومتر بدون پردازش پس از, برای برنامه های معماری که در آن ماشینکاری ثانویه 20-30 ٪ هزینه را اضافه می کند ، بسیار مهم است.
- سرعت تولید: نرخ اکستروژن از 5-20 متر/من (بستگی به پیچیدگی پروفایل دارد), با یک مرده واحد قادر به تولید 10،000-20،000 متر در روز.
ماشینکاری و ابزار
خلق و خوی نرم و نرم آن (ج) اجازه می دهد ماشین سازی سریع با فولاد با سرعت بالا (HSS) ابزار در برش سرعت تا 150 M/من.
با استفاده از خنک کننده محلول (5-10 ٪ غلظت) پوشیدن ابزار توسط 40%, در حالی که ابزارهای کاربید برای ویژگی های سخت تبدیل شده ترجیح داده می شوند (به عنوان مثال, موضوعات در T6 درجه حرارت).
تکنیک های جوشکاری
- جوش تیگ: برای اجزای دقیق ترجیح داده می شود, با استفاده از 4043 میله (al-5 ٪ بله) برای به حداقل رساندن ترک خوردگی گرم.
راندمان جوش می رسد 90%, با حفظ مقاومت کششی 85% در T6 درجه حرارت. - جوش زدن اصطکاک (fsw): یک فرآیند حالت جامد برای بخش های ضخیم ایده آل است (تا 10 میلی متر), تولید اتصالات بدون نقص با 90% از قدرت فلز پایه.
- درمان پس از جوشکاری: تسکین استرس در 150درجه سانتیگراد برای 2 ساعت استرس باقیمانده توسط 60%, برای ثبات بعدی در مجامع بزرگ بسیار مهم است.
6. عملیات حرارتی & سخت شدن سن 6063 آلیاژ آلومینیوم
عملیات حرارتی نرم 6063 را تبدیل می کند, وضعیت کشنده ای کشیده شده در یک آلیاژ سخت بارش با استحکام قابل توجهی بهبود یافته است.
با انتخاب ترکیب مناسب از راه حل, فروکش, و مراحل پیری,
تولید کنندگان تعادل مقاومت کششی را تنظیم می کنند, انعطاف پذیری, و ثبات بعدی در مورد نیازهای برنامه.
مشخصات دما و چرخه های معمولی
| خوی | فرآیند | چرخه پیری معمولی |
|---|---|---|
| T1 | خنک مستقیم از اکستروژن; به طور طبیعی سن در دمای اتاق | ~ 7 روزها 20 درجه سانتیگراد |
| t5 | خنک از اکستروژن یا فرونشست; سن مصنوعی | 175-205 درجه سانتیگراد به مدت 4-8 ساعت |
| t6 | گرمای محلول در دمای 520-540 درجه سانتیگراد; خاموش کردن; سن مصنوعی | 175-205 درجه سانتیگراد به مدت 6-12 ساعت |
| t7 | بیش از T6 (برای بهبود ثبات بعدی) | 200-220 درجه سانتیگراد به مدت 8-16 ساعت |
- T1 خلق و خوی به کندی متکی است, پیری طبیعی. طراحان از T1 برای قطعاتی که نیاز به حداکثر شکل گیری بلافاصله پس از اکستروژن دارند ، حمایت می کنند.
- t5 قدرت را به سرعت تقویت می کند. با نگه داشتن در دمای 175-205 درجه سانتیگراد به مدت چند ساعت, 6063 آلیاژ آلومینیوم 80-90 ٪ از اوج سختی خود را با حداقل اعوجاج به دست می آورد.
- t6 بالاترین استحکام را ارائه می دهد - به طور معمول کششی 190-240 MPa.
تولید کنندگان در 520-540 درجه سانتیگراد حل می شوند تا همه MG₂SI حل شوند, سپس فروپاشی و سن برای تشکیل رسوبات β ″ ریز که حداکثر سختی را تشکیل می دهند. - t7 برنامه هایی را هدف قرار می دهد که در آن کنترل ابعادی محکم از قدرت اوج بیشتر باشد.
درشت های پیری گسترده به مرحله β با ثبات تر رسوب می شود, قدرت برش با 10-20 ~ اما کاهش استرس باقیمانده.
قدرت, انعطاف پذیری, و معاملات ثبات
بلافاصله پس از پیری, t6 6063 آلیاژ آلومینیوم به بالاترین عملکرد و قدرت کششی نهایی خود می رسد, با این حال همچنین در هنگام خم شدن ، بهار بازپرداخت بیشتری را نشان می دهد.
برعکس, T5 خلق و خوی قدرت کمی پایین تر تولید می کند (160–200 MPa) اما 5-10 ٪ کشیدگی بهتر را حفظ کرده و اعوجاج در هندسه های پیچیده به حداقل می رسد.
هنگامی که طراحان هم به استحکام متوسط و هم از دقت ابعادی عالی-مانند قاب های پنجره تحمل محکم ، نیاز دارند-آنها اغلب چرخه اصلاح شده T6I4 یا T7 را مشخص می کنند.
عملیاتی کردن و تسکین استرس
فراتر از اوج T6 - با افزایش دمای پیری تا 200-220 درجه سانتیگراد یا افزایش زمان نگه داشتن فراتر از آن 12 ساعت - درایو β ″ رسوب می کند تا در β β و سپس β.
اگرچه این تغییر قدرت عملکرد را تا حداکثر کاهش می دهد 20%, این ابعاد را تثبیت می کند و فشارهای داخلی را تسکین می دهد که در غیر این صورت می تواند منجر به پیچ و تاب یا ترک خوردگی در طول خدمت شود.
در مجامعی با چند قسمت پیوسته, بیش از حد 6063 آلیاژ آلومینیوم در برابر ترک خوردگی استرس مقاومت می کند, ایجاد خلق و خوی T7 یک انتخاب ایده آل برای ساختارهای جوش داده شده یا مکانیکی است.
7. درمان های سطحی & پوشش
پوشش های تبدیل شیمیایی
کرومات (نوع I) و پیش درمانی فسفات باعث افزایش چسبندگی برای روکش های بعدی می شود. سیستم های سه جانبه کروم و مبتنی بر زیرکونیوم گزینه های سازگار با ROHS را ارائه می دهند.
پوشش پودر و نقاشی
بعد از پیش درمانی, پودرهای پلی استر یا اپوکسی -پلی استر را به پایان می رساند.
ضخامت معمولی: 60-120 میکرومتر. زبری سطح مناسب (ra 1.5 μM) قفل مکانیکی را تقویت می کند.
درمان های نانو بافتی و خود تمیز کردن
محققان با استفاده از نانوذرات سیلیس و اتصال دهنده های فلوئور شده ، پوشش های فوق هیدروفوبیک را ایجاد می کنند.
تست های اولیه زاویه تماس را نشان می دهد > 150درجه, امیدوار کننده کاهش خیس کردن در نمای در فضای باز.
8. کاربرد اصلی از 6063 آلیاژ آلومینیوم
صنعت معماری و ساختمانی
- فریم های پنجره و درب
- سیستم های دیواری پرده
- دستگیره ها و نگهبانان
- تریم معماری
- پروفایل های لعاب ساختاری
بخش حمل و نقل
- ساخت و سازهای تزئینی خودرو و تزئینی
- ریل های سقفی و تابلوهای در حال اجرا
- قاب های تریلر
- فریم و لوازم جانبی دوچرخه
- اتصالات قایق و باند
سیستم های برق و روشنایی
- محل های روشنایی LED
- غرق گرما برای الکترونیک
- محفظه های برقی
- لوله مجرا
- فریم های بازتابنده
محصولات مصرفی و مبلمان
- سیستم های پارتیشن اداری
- نمایش وسایل و فریم های علامت گذاری
- لوله و پشتیبانی از مبلمان
- نردبان و قفسه
- تجهیزات ورزشی (سه پایه, قطب های چادر)
ماشین آلات و تجهیزات صنعتی
- پروفایل های محافظت از ماشین
- لوله های سیلندر پنوماتیک
- سیستم های قاب بندی برای اتوماسیون
- ریل های سیستم نقاله
- محفظه سیستم خنک کننده
9. مزایا و محدودیت های 6063 آلیاژ آلومینیوم
مزایای اصلی
- قابلیت تشکیل: بی نظیر برای اکستروژن های پیچیده, امکان انعطاف پذیری طراحی در بخش های معماری و خودرو.
- مقرون به صرفه بودن: هزینه مواد اولیه 2.2 دلار در هر کیلوگرم, 30% ارزان تر از 6061 وت 50% ارزان تر از 7075.
- پایان سطح: ایده آل برای آنودایز کردن و نقاشی, برای کاربردهای زیبایی شناسی بسیار مهم است.
محدودیت ها
- قدرت: پایین تر از 6061 (قدرت کششی T6: 310 در مقابل. 350 MPA) و بسیار پایین تر از 7075 (570 MPA), محدود کردن استفاده در اجزای استرس بالا.
- عملکرد درجه حرارت بالا: قدرت به سرعت بالای 150 درجه سانتیگراد کاهش می یابد (حفظ کردن 50% از قدرت T6 در دمای 200 درجه سانتیگراد), نامناسب برای اجزای موتور.
- مقاومت در برابر آتش: ذوب در 595 درجه سانتیگراد, نیاز به روکش های آتش نشانی در کاربردهای ساختاری بحرانی.
10. استانداردها, مشخصات & در دسترس بودن
6063 آلیاژ آلومینیوم چندین استاندارد جهانی را رعایت می کند:
- در 573-3 / در 755-2: الزامات شیمیایی و مکانیکی برای محصولات فرفورژه
- ASTM B221: میله های اکسترود شده, میله, سیم, مشخصات, و لوله ها
- ISO 6361: ورق های آلیاژ آلومینیوم و آلومینیوم فرفورژه, نوزاد, و بشقاب
- فقط H4040: اشکال اکسترود شده آلیاژ آلومینیوم
تأمین کنندگان سهام در سراسر جهان ALU 6063 به شکل های مختلف از پروفایل های اکسترود شده (70% تولید), ورق, لوله, و میله ها.
زمان سرب برای اکستروژن های سفارشی به طور معمول از 3-6 هفته برای پروفایل های ساده تا 8 تا 12 هفته برای هندسه های پیچیده متغیر است.
11. مقایسه با آلیاژهای مرتبط
6063 آلیاژ آلومینیوم در سری 6xxx آلیاژهای آلومینیوم موقعیت مشخصی را اشغال می کند, شناخته شده به خاطر تعادل عالی آنها بین قدرت, مقاومت در برابر خوردگی, و قابلیت اکستداوری.
جدول مقایسه های کلیدی
| دارایی / نشان | 6063 | 6061 | 6005بوها | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| استحکام کششی (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240-310 (t6) | 260-340 (T5/T6) | 290-340 (t6) | 490-570 (t6) |
| قدرت عملکرد (MPA) | 110- 200 | 210–275 | 215–290 | 240-310 | 400-505 |
| کشیدگی (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی | خیلی خوب | خیلی خوب | خیلی خوب | معتاد (به پوشش نیاز دارد) |
| قابلیت اکستراعی | عالی (پروفایل های پیچیده) | خوب | خوب | عادلانه | ضعیف |
| کیفیت آنودایز | عالی | خوب | خوب | عادلانه | ضعیف |
| قابلیت تغییر | عادلانه | خوب | خوب | خوب | عالی |
| قابلیت جوشکاری | عالی | خیلی خوب | خوب | خوب | عادلانه (خطر ترک خوردگی داغ) |
| موارد استفاده معمولی | معماری, مبلمان | ساختاری, خودرو | پل, نردبان | حمل, دریایی, ساختارها | هوافضا, قطعات استرس بالا |
6061 در مقابل. 6063 آلیاژ آلومینیوم
- قدرت: 6061 20-30 ٪ قدرت بالاتر از 6063, بهتر کردن آن برای کاربردهای ساختاری.
- قابلیت تشکیل: 6063 در اکستروژن های پیچیده و پایان, در حالی که 6061 سفت تر است.
- برنامه: 6063 برای استفاده های تزئینی و معماری ایده آل است; 6061 برای اجزای تحمل بار مانند قاب های دوچرخه ترجیح داده می شود, شاسی, و کشتی های فشار.
6005A VS. 6063 آلیاژ آلومینیوم
- قدرت: 6005یک پیش فرض 6063 در قدرت 10-30 ٪.
- قابلیت اکستراعی: 6063 جزئیات دقیق تر در پروفایل ها; 6005بیرون کشیدن سخت تر است.
- بهترین تناسب: 6005A در حمل و نقل ریلی و سیستم های ساختاری استفاده می شود, در حالی که 6063 در سیستم های پنجره و درب حاکم است.
6082 در مقابل. 6063 آلیاژ آلومینیوم
- قدرت: 6082 فراهم می کند تا 40% قدرت بیشتر از 6063.
- مقاومت در برابر خوردگی: قابل مقایسه, اما 6063 پایان آنودایز بهتر را فراهم می کند.
- قابلیت تغییر & قابلیت جوشکاری: 6082 ماشین سخت تر است; 6063 تمیز کننده و تمیز کننده جوش.
7075 در مقابل. 6063 آلیاژ آلومینیوم
- قدرت: 7075 به طور قابل توجهی قوی تر است - بیش از دو برابر قدرت 6063.
- مقاومت در برابر خوردگی: 6063 در محیط های مرطوب یا دریایی بسیار بهتر عمل می کند.
- قابلیت کارایی: 7075 جوشکاری و بیرون کشیدن دشوار است, در هر صورت 6063 در سهولت ساخت.
- استفاده کردن: 7075 در قطعات هوافضا و عملکرد بحرانی استفاده می شود; 6063 مورد علاقه محصولات مصرف کننده و معماری است.
12. پایان
6063 آلیاژ آلومینیوم به تعادل قانع کننده حمله می کند: این اکستروژن های پیچیده را با اتمام سطح ریز امکان پذیر می کند,
مقاومت در برابر خوردگی قابل اعتماد را فراهم می کند, و از طریق پیری کنترل شده به قدرت مکانیکی قابل احترام دست می یابد.
از نمای معماری گرفته تا سخت افزار دریایی, 6063 آلومینیوم تطبیق پذیری خود را در صنایع مختلف اثبات می کند.
با درک ترکیب آن, ساختار, و مسیرهای پردازش,
مهندسان می توانند از آنها استفاده کنند 6063 آلومینیوم برای پاسخگویی.
متداول
چیست 6063 آلیاژ آلومینیوم برای?
6063 آلیاژ آلومینیوم در درجه اول برای برنامه های معماری مانند قاب های پنجره استفاده می شود, قاب های درب, دیوارهای پرده, نرده, و سایر پروفایل های تزئینی
به دلیل پایان سطح عالی آن, مقاومت در برابر خوردگی, و اکسترودای خوب.
است ، 6063 آلومینیوم قوی تر از 6061?
هیچ, 6063 آلومینیوم به اندازه قوی نیست 6061.
در حالی که 6063 سطح سطح برتر و شکل گیری را ارائه می دهد, 6061 مقاومت کششی و عملکردی بالاتر را فراهم می کند, مناسب تر کردن آن برای برنامه های ساختاری و بارگذاری.
چیست 6063 آلومینیوم درجه یک هواپیما?
6063 آلومینیوم به طور کلی آلومینیوم "درجه هواپیما" محسوب نمی شود.
برنامه های کاربردی هواپیما به طور معمول به آلیاژهای با قدرت بالاتر مانند نیاز دارند 2024 یا 7075. هر چند, 6063 ALU ممکن است در اجزای داخلی یا تزئینی غیر بحرانی در صنعت هوافضا استفاده شود.
آنچه معادل آن است 6063 الومینیوم?
معادل بین المللی با 6063 آلومینیوم شامل:
- در: و AW-6063
- ISO: ALMG0.7SI
- او است: A6063
- عید: B221 (فرم های محصول مانند میله را پوشش می دهد, لوله, مشخصات)
