1. Uvod
6063 aluminijska legura - najedno označena I AW-6063, ASTM B221, i ISO ALMG0.7SI—Sodlazi kao svestrano, materijal optimiziran ekstruzijom.
Od svog komercijalnog debija sredinom 20. stoljeća, 6063 aluminij je urezao značajnu tržišnu nišu.
Proizvođači nagrađuju izvrsnu površinsku završnu obradu, Dobar omjer snage i težine, i jednostavnost izrade.
U ovom članku, Mi istražujemo 6063 aluminij iz njegovih kemijskih korijena mikrostrukturnom evolucijom, Ispitajte njegove mehaničke i korozije, i istaknuti praktične primjene.
2. Što je 6063 Aluminij?
Kemijski sastav & Legura filozofija
6063 aluminij legura pripada seriji 6xxx, gdje magnezij (Mg) i silicij (I) formirati silicid magnezija faze ojačanja (Mg₂si).
Njegov nominalni sastav (U WT%) obično spada u:
| Element | Nominalni sadržaj (mas %) | Primarna funkcija |
|---|---|---|
| I | 0.2–0.6 | Poboljšava fluidnost tijekom lijevanja; Kombinira se s MG -om kako bi se oblikovalo Mg₂SI taloženje za stvrdnjavanje dobi. |
| Mg | 0.45–0,9 | Reagira sa SI da proizvede sitne Mg₂SI čestice, Povećavanje snage kroz očvršćivanje oborina. |
| FE | ≤ 0.35 | Djeluje kao nečistoća - čuvajte se nisko kako biste izbjegli grube intermetalnosti koje smanjuju duktilnost i završnu obradu površine. |
| Pokrajina | ≤ 0.10 | Lagano povećava snagu, ali je ograničeno na održavanje otpornosti i žilave korozije. |
MN |
≤ 0.10 | Scavengings Iron radi stvaranja benignih intermetala i usavršavanja strukture zrna radi poboljšane žilavosti. |
| CR | ≤ 0.10 | Kontrolira rast zrna tijekom toplinske obrade, Povećavanje čvrstoće i otpornosti na pucanje stresa. |
| Zn | ≤ 0.10 | Manji dodatak legiranja - izbjegava se za sačuvanje otpornosti na koroziju. |
| Od | ≤ 0.10 | Djeluje kao rafiner za zrno u kastingu, proizvodeći novčanu kaznu, Ujednačena struktura zrna za ekstruziju. |
| Drugi | ≤ 0.05 (svaki), ≤ 0.15 (ukupno) | Strogo ograničena na spriječivanje nekontroliranih sekundarnih faza koje narušavaju mehaničke ili korozije. |
| Al | Uravnotežiti | Pruža osnovnu matricu, nudeći nisku gustoću, visoka vodljivost, i izvrsna formabilnost. |
3. Fizički & Mehanička svojstva 6063 Aluminijska legura
Fizička svojstva od 6063 Aluminijska legura
| Vlasništvo | Vrijednost |
|---|---|
| Gustoća | 2.70 g/cm³ |
| Toplinska vodljivost (20 ° C) | 201 W/m · k |
| Električna vodljivost | 35 % IACS |
| Modul elastičnosti | 69 GPA |
| Koeficijent toplinske ekspanzije | 23.4 × 10⁻⁶ k⁻¹ |
Mehaničke performanse po temperaturu
| Temperament | Zatečna čvrstoća (MPA) | Snaga popuštanja (0.2 % nagib, MPA) | Produženje (%) | Tvrdoća (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 |
Performanse povišene temperature & Umor
6063 aluminijska legura drži se grubo 80 % svoje sobe-temperature snage na 100 ° C. U testiranju umora (R = 0.1), krivulja S-N pokazuje ograničenje izdržljivosti u blizini 90 MPA za milijun ciklusa.
Dizajneri često fakticiraju sigurnosnu maržu od 1,5–2 × za cikličko opterećenje u vanjskim ili automobilskim aplikacijama.
Anizotropija iz ekstruzije
Ekstrudirani profili pokazuju anizotropiju: uzdužna svojstva obično prelaze poprečne za 5–10 % u vlačnoj čvrstoći.
Inženjeri nadoknađuju usklađivanjem kritičnih staza opterećenja s smjerom ekstruzije.
4. Otpor korozije & Zaštita od površine
Prirodna oksidna barijera
6063 aluminij tvori tanku, samoizlječenje al₂o₃ film (2–5 nm) To odolijeva atmosferskoj koroziji, prolazni 1,000+ Sati u testovima za sprej za sol (ASTM B117) Kad se anodizira.
Ovaj film čini leguru idealnom za aplikacije na otvorenom, od arhitektonskih profila do morskih okova.
Izazovi i ublažavanje
- Kloridna okruženja: Osjetljiv na pitting u slanoj vodi (Cl⁻ > 500 ppm), ublažen gustim anodiziranjem (15–25 µm) ili epoksidni premazi.
- Galvanska korozija: Izbjegavajte izravan kontakt s bakarom ili ugljičnim čelikom; Koristite izolacijske brtve ili primere bogate cinkom.
Tehnike anodiziranja i ukrasne završne obrade
- Sumporna kiselina Anodiziranje (Tip II) proizvodi 5–25 µm debljine poroznog oksida.
- Anodizacija tvrdog kaputa (Tip III) daje debljinu 25–60 µm za otpornost na habanje.
- U boji anodizirati i Praškasti premazi dopustiti estetsku prilagodbu, s kemijskim prajmerima pretvorbe (Npr., kromat ili trovalentni cirkonij) Poboljšanje adhezije.
5. Izrada & Spajanje 6063 Aluminijska legura
Proizvođači favoriziraju 6063 aluminij za njegovu izuzetnu ekstrudabilnost, predvidljivo ponašanje obrade, i pouzdana zavarivost.
Ekstruzijske karakteristike
Prvi, 6063 aluminij ekstrudi glatko na 450–550 ° C, temperaturni prozor koji uravnotežuje protok metala i rafiniranje zrna.
Tipičan istiskivanje omjeri se kreću od 10:1 do 30:1, Omogućavanje složenih presjeka s debljinama stijenke kao tanke 1 mm.
6063 aluminijska legura postavlja mjerilo za ekstrudabilnost, s ključnim prednostima:
- Nizak ekstruzijski tlak: 100–150 MPa za složene profile, 30% niže od 6061,
Omogućavanje zamršenih oblika poput okvira prozora termičkog probijanja s 0.8 mm debljine stijenke i šuplje komore. - Površinska obrada: Površene površine Ra ≤1,6 µm bez post-obrade, kritično za arhitektonske primjene gdje bi sekundarna obrada dodala 20–30% troškova.
- Brzina proizvodnje: Stope ekstruzije za 5–20 m/i (Ovisno o složenosti profila), s jednom matricom koja može proizvesti 10.000–20 000 metara dnevno.
Obrada i alate
Njegov mekani eksplusirani temperament (F) omogućuje brzu obradu s čelik velike brzine (HSS) alata pri brzini rezanja do 150 m/moj.
Korištenje Topivo rashladno sredstvo (5–10% koncentracija) smanjuje trošenje alata 40%, Dok se alati za karbide preferiraju za tvrdo okrenute značajke (Npr., niti u T6 temperaturi).
Tehnike zavarivanja
- Tig zavarivanje: Preferirano za precizne komponente, korištenje 4043 štap za punilo (Al-5�) Da biste smanjili vruće pucanje.
Učinkovitost zavara doseže 90%, s zadržavanjem vlačne čvrstoće 85% U T6 temperatura. - Zavarivanje miješanja trenja (FSW): Proces čvrstog stanja idealan za debele dijelove (do 10 mm), proizvode zglobove bez oštećenja s 90% čvrstoće baznog metala.
- Tretman: Ublažavanje stresa na 150° C za 2 sati smanjuje zaostali stres za 60%, Kritično za dimenzionalnu stabilnost u velikim sklopovima.
6. Toplotna obrada & Dobivanje stvrdnjavanja 6063 Aluminijska legura
Toplinska obrada transformira 6063 meka, Duktilni AS-EKUSTRUDIRANI STVOLJI U leguru s oborinom s značajno poboljšanom snagom.
Odabirom prave kombinacije rješenja, gašenje, i koraci starenja,
Proizvođači prilagođavaju ravnotežu vlačne čvrstoće, duktilnost, i dimenzionalna stabilnost zahtjeva za primjenom.
Oznake temperature i tipični ciklusi
| Temperament | Proces | Tipični ciklus starenja |
|---|---|---|
| T1 | Ohladiti izravno iz ekstruzije; prirodno dob na sobnoj temperaturi | ~ ~ 7 Dani u 20 ° C |
| T5 | Ohladiti se od ekstruzije ili gašenja; umjetno dob | 175–205 ° C 4–8 h |
| T6 | Otopina toplinska obrada na 520–540 ° C; ugasiti; umjetno dob | 175–205 ° C 6–12 h |
| T7 | Prekomjerno preko t6 (Za poboljšanu dimenzionalnu stabilnost) | 200–220 ° C 8–16 h |
- T1 Temperatura se oslanja na sporo, prirodno starenje. Dizajneri favoriziraju T1 za dijelove koji zahtijevaju maksimalnu formabilnost odmah nakon ekstruzije.
- T5 Brzo pojačava snagu. Držeći na 175–205 ° C nekoliko sati, 6063 aluminijska legura postiže 80–90% svoje vrhunske tvrdoće s minimalnim izobličenjem.
- T6 donosi najveću snagu - obično 190–240 MPa zatezanja.
Proizvođači se otopi na 520–540 ° C kako bi se otapalo sve Mg₂Si, Zatim se ugasite i dobiju fini β ″ talozi koji daju maksimalnu tvrdoću. - T7 cilja aplikacije gdje uska dimenzionalna kontrola nadmašuje vršnu čvrstoću.
Produženo starenje Grupe se taloži u stabilniju β fazu, Snaga rezanja za ~ 10–20%, ali smanjuje zaostali stres.
Jačina, Duktilnost, i kompromis stabilnosti
Odmah nakon starenja, T6 6063 aluminijska legura doseže svoj najveći prinos i krajnju vlačnu čvrstoću, Ipak, također pokazuje veći odvod tijekom savijanja.
Obrnuto, T5 temperatura stvara nešto nižu čvrstoću (160–200 MPa) ali zadržava 5–10% bolje produženje i minimizira izobličenje u složenim geometrijama.
Kada dizajneri zahtijevaju i umjerenu čvrstoću i izvrsnu dimenzionalnu točnost-poput u tijesno-toleranciji okvira prozora-često određuju modificirani ciklus T6i4 ili T7.
Prezanajmi
Preumjena vrhunca T6 - postignuto povećanjem temperatura starenja na 200-220 ° C ili produljenjem vremena zadržavanja 12 sati - pogoni β ″ taloži se na grubicu u β ′, a zatim β.
Iako ovaj pomak smanjuje snagu prinosa do 20%, Stabilizira dimenzije i ublažava unutarnje stresove koji inače mogu dovesti do iskrivljenja ili pucanja tijekom službe.
U sklopovima s više dijelova spojenih, prekriven 6063 aluminijska legura odolijeva pucanju stresa-korozija, čineći T7 temperaturu idealnim izborom za zavarene ili mehanički pričvršćene strukture.
7. Površinski tretmani & Premaz
Kemijski prevlaci za pretvorbu
Kromat (Tip I) i prethodne obrade fosfata promiču prianjanje za naknadne gornje kapute. Trivalentni sustavi koji se temelje na krom i cirkonijem nude alternative u skladu s ROHS-om.
Praškasti premaz i slikanje
Nakon prethodne obrade, Poliester ili epoksi -poliesterski prah isporučuju izdržljive boje u boji.
Tipična debljina: 60–120 µm. Pravilna hrapavost površine (Ra ≈ 1.5 µm) Povećava mehaničko blokiranje.
Tretmani nano teksture i samočišćenja
Istraživači razvijaju superhidrofobične premaze pomoću nanočestica silika i fluoriranih veziva.
Rani testovi pokazuju kutove kontakta > 150°, Obećavanje smanjenog zaprljanja na vanjskim fasadama.
8. Glavna primjena 6063 Aluminijska legura
Arhitektonska i građevinska industrija
- Okviri prozora i vrata
- Zidni sustavi zavjesa
- Rukohvati i zaštitnice
- Arhitektonski
- Profili strukturnog stakla
Sektor transporta
- Automobilska obloga i ukrasne letvice
- Krovne šine i trkačke ploče
- Okviri prikolice
- Okviri za bicikle i pribor
- Priključci broda i prolete
Električni i rasvjetni sustavi
- LED rasvjeta kućišta
- Toplinski sudoper za elektroniku
- Električna kućišta
- Cijev za cijev
- Okviri reflektora
Potrošački proizvodi i namještaj
- Sustavi ureda
- Prikazi i okviri za natpise
- Cijevi za namještaj i nosači
- Ljestvama i stalke
- Sportska oprema (stativ, Poljaci šatora)
Industrijski strojevi i oprema
- Profili čuvanja strojeva
- Cijevi pneumatskih cilindra
- Uokvirivanje sustava za automatizaciju
- Transportne sustave Rails
- Kućišta sustava hlađenja
9. Prednosti i ograničenja 6063 Aluminijska legura
Ključne prednosti
- Oblikovanje: Nespojedno za složene ekstruzije, Omogućavanje fleksibilnosti dizajna u arhitektonskom i automobilskom sektoru.
- Ekonomičnost: Trošak sirovine ~ 2,2 USD/kg, 30% jeftiniji od 6061 i 50% jeftiniji od 7075.
- Površinska obrada: Idealno za anodizaciju i slikanje, kritično za estetske primjene.
Ograničenja
- Jačina: Niže od 6061 (T6 Vučna čvrstoća: 310 vs. 350 MPA) i daleko inferiorni od 7075 (570 MPA), Ograničavajuća upotreba u komponentama visokog stresa.
- Performanse visoke temperature: Čvrstoća se brzo smanjuje iznad 150 ° C (zadržati 50% T6 čvrstoće na 200 ° C), Neprikladan za komponente motora.
- Otpor na vatru: Topi se na 595 ° C, zahtijevaju vatrootporni premazi u kritičnim strukturnim primjenama.
10. Standardi, Tehnički podaci & Raspoloživost
6063 aluminijska legura zadovoljava više globalnih standarda:
- U 573-3 / U 755-2: Kemijski i mehanički zahtjevi za kovane proizvode
- ASTM B221: Ekstrudirane šipke, šipke, žice, profili, i cijevi
- ISO 6361: Listovi od kovanih aluminija i aluminijskih legura, trake, i tanjuri
- Samo H4040: Aluminijska legura ekstrudirana oblika
Dobavljači širom svijeta zaliha alu 6063 u oblicima se kreće od ekstrudiranih profila (70% proizvodnja), plahta, cijevi, i šipke.
Vremena olova za prilagođene ekstruzije obično se kreću od 3–6 tjedana za jednostavne profile do 8–12 tjedana za složene geometrije.
11. Usporedba s povezanim legurama
6063 aluminijska legura zauzima poseban položaj u seriji aluminijskih legura 6xxx, poznat po izvrsnoj ravnoteži između snage, otpor korozije, i ekstrudiranost.
Tablica za usporedbu ključeva
| Vlasništvo / Značajka | 6063 | 6061 | 6005A | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Zatečna čvrstoća (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Snaga popuštanja (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Produženje (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Otpor korozije | Izvrstan | Vrlo dobar | Vrlo dobar | Vrlo dobar | Umjeren (treba premazati) |
| Ekstrudivost | Izvrstan (složeni profili) | Dobro | Dobro | Fer | Siromašan |
| Kvaliteta anodizacije | Izvrstan | Dobro | Dobro | Fer | Siromašan |
| Obradivost | Fer | Dobro | Dobro | Dobro | Izvrstan |
| Zavarivost | Izvrstan | Vrlo dobar | Dobro | Dobro | Sajam - siromašan (Vrući riskiranje pucanja) |
| Tipični slučajevi uporabe | Arhitektura, namještaj | Strukturalan, automobilski | Mostovi, ljestvama | Prijevoz, morski, strukture | Aerospace, Dijelovi visokog stresa |
6061 vs. 6063 Aluminijska legura
- Jačina: 6061 nudi 20–30% veću snagu od 6063, što je bolje za strukturne primjene.
- Oblikovanje: 6063 izvrsno u složenim ekstruzijama i završnim obradama, dok 6061 je krutiji.
- Prijave: 6063 idealan je za ukrasnu i arhitektonsku upotrebu; 6061 preferira se za opterećene komponente poput okvira bicikala, šasija, i plovila pod pritiskom.
6005A VS. 6063 Aluminijska legura
- Jačina: 6005Nadmašuje 6063 U snazi za 10–30%.
- Ekstrudivost: 6063 omogućuje sitnije detalje u profilima; 6005A teže je istisnuti.
- Najbolje odgovarati: 6005A se koristi u željezničkom transportu i strukturnim sustavima, dok 6063 dominira u sustavima prozora i vrata.
6082 vs. 6063 Aluminijska legura
- Jačina: 6082 osigurati do 40% više snage nego 6063.
- Otpor korozije: Usporediv, ali 6063 pruža bolji anodizirani završetak.
- Obradivost & zavarivost: 6082 je stroži za stroj; 6063 Zavarivači čistiji i uredniji.
7075 vs. 6063 Aluminijska legura
- Jačina: 7075 znatno je jači - više nego dvostruko više od snage 6063.
- Otpor korozije: 6063 djeluje puno bolje u vlažnom ili morskom okruženju.
- Obradivost: 7075 teško je zavariti i istisnuti, dok 6063 izvrsno u lakoći izrade.
- Koristiti: 7075 koristi se u zrakoplovnim i performansama kritičnim dijelovima; 6063 favoriziran je za potrošačke i arhitektonske proizvode.
12. Zaključak
6063 aluminijska legura postiže uvjerljivu ravnotežu: Omogućuje složene ekstruzije s finim površinskim završnim obradama,
pruža pouzdanu otpornost na koroziju, i postiže uglednu mehaničku čvrstoću kroz kontrolirano starenje.
Od arhitektonskih fasada do morskog hardvera, 6063 aluminij dokazuje svoju svestranost u više industrija.
Razumijevanjem njegovog sastava, mikrostruktura, i prerade putova,
Inženjeri mogu iskoristiti 6063 aluminij u ispunjavanju performansi i estetskih zahtjeva - uz zadržavanje troškova proizvodnje i utjecaja na okoliš u čeku.
Česta pitanja
Što je 6063 aluminijska legura koja se koristi za?
6063 aluminijska legura se prvenstveno koristi za arhitektonske aplikacije kao što su okviri prozora, okviri vrata, zidovi zavjesa, ograde, i drugi ukrasni profili
Zbog izvrsnog površinskog završetka, otpor korozije, i dobra ekstrudabilnost.
Je 6063 aluminij jači od 6061?
Ne, 6063 aluminij nije tako jak kao 6061.
Dok 6063 Nudi vrhunsku površinsku završnu obradu i formabilnost, 6061 Omogućuje veću vlačnu i prinosnu čvrstoću, što ga čini prikladnijim za strukturne i opterećene aplikacije.
Što je 6063 aluminij?
6063 aluminij se uglavnom ne smatra aluminijom "zrakoplova".
Aplikacije zrakoplova obično zahtijevaju legure veće čvrstoće poput 2024 ili 7075. Međutim, 6063 ALU se može koristiti u nekritičnim unutrašnjosti ili ukrasnim komponentama unutar zrakoplovne industrije.
Čemu je ekvivalent 6063 aluminij?
Međunarodni ekvivalenti za 6063 aluminij uključuje:
- U: I AW-6063
- ISO: ALMG0.7SI
- On je: A6063
- Astm: B221 (pokriva obrasce proizvoda poput šipki, cijevi, profili)
