1. Introduzione
6063 lega di alluminio: designata in modo comune E AW-6063, ASTM B221, E ISO ALMG0.7SI—Standone come un versatile, Materiale ottimizzato per estrusione.
Dal suo debutto commerciale a metà del XX secolo, 6063 L'alluminio ha scolpito una nicchia di mercato significativa.
I produttori premiano la sua eccellente finitura superficiale, Buon rapporto forza-peso, e facilità di fabbricazione.
In questo articolo, Esploriamo 6063 alluminio dalle sue radici chimiche attraverso l'evoluzione microstrutturale, esaminare le sue prestazioni meccaniche e di corrosione, ed evidenzia applicazioni pratiche.
2. Cosa è 6063 Alluminio?
Composizione chimica & Filosofia in lega
6063 alluminio La lega appartiene alla serie 6xxx, Dove magnesio (Mg) E silicio (E) formare il silicida di magnesio della fase di rafforzamento (Mg₂si).
La sua composizione nominale (in WT%) in genere cade all'interno:
| Elemento | Contenuto nominale (Wt %) | Funzione primaria |
|---|---|---|
| E | 0.2–0.6 | Migliora la fluidità durante il casting; Combina con MG per formare i precipitati MG₂SI per indurimento per età. |
| Mg | 0.45–0.9 | Reagisce con SI per produrre particelle MG₂SI fini, Aumentare la forza attraverso l'indurimento delle precipitazioni. |
| Fe | ≤ 0.35 | Agisce come un'impurità: è basso per evitare intermetallici grossolani che riducono la duttilità e la finitura superficiale. |
| Cu | ≤ 0.10 | Aumenta leggermente la forza ma è limitato per mantenere la resistenza alla corrosione e la tenacità. |
Mn |
≤ 0.10 | Scavenge ferro per formare intermetallici benigni e perfezionare la struttura del grano per una maggiore tenacità. |
| Cr | ≤ 0.10 | Controlla la crescita del cereali durante il trattamento termico, Migliorare la forza e la resistenza allo stress cracking. |
| Zn | ≤ 0.10 | Aggiunta in lega minore: il eccesso è evitato di preservare la resistenza alla corrosione. |
| Di | ≤ 0.10 | Funge da raffinatore di grano nel casting, producendo una multa, Struttura di grano uniforme per estrusione. |
| Altri | ≤ 0.05 (ogni), ≤ 0.15 (totale) | Rigorosamente limitato per prevenire fasi secondarie non controllate che compromettono le prestazioni meccaniche o di corrosione. |
| Al | Bilancia | Fornisce la matrice di base, Offrendo bassa densità, alta conducibilità, e eccellente formabilità. |
3. Fisico & Proprietà meccaniche di 6063 Lega di alluminio
Proprietà fisiche di 6063 Lega di alluminio
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Densità | 2.70 g/cm³ |
| Conducibilità termica (20 ° C.) | 201 W/m · k |
| Conducibilità elettrica | 35 % IACS |
| Modulo di elasticità | 69 GPA |
| Coefficiente di espansione termica | 23.4 × 10⁻⁶ k⁻¹ |
Prestazioni meccaniche per temperamento
| Temperare | Resistenza alla trazione (MPA) | Forza di snervamento (0.2 % offset, MPA) | Allungamento (%) | Durezza (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 |
Prestazioni a temperatura elevata & Fatica
6063 La lega di alluminio mantiene approssimativamente 80 % della sua forza a temperatura ambiente a 100 ° C.. Nei test di fatica (R = 0.1), Una curva S-N mostra un limite di resistenza vicino 90 MPA per un milione di cicli.
I progettisti spesso tengono conto di un margine di sicurezza di 1,5-2 × per il carico ciclico in applicazioni esterne o automobilistiche.
Anisotropia dall'estrusione
I profili estrusi mostrano anisotropia: Le proprietà longitudinali in genere superano quelle trasversali di 5-10 % in resistenza alla trazione.
Gli ingegneri compensano allineando i percorsi di carico critici con la direzione di estrusione.
4. Resistenza alla corrosione & Protezione della superficie
Barriera di ossido naturale
6063 L'alluminio forma un sottile, Film Al₂o₃ autorigenerante (2–5 nm) che resiste alla corrosione atmosferica, passaggio 1,000+ Ore nei test di spruzzatura salina (ASTM B117) quando anodizzato.
Questo film rende la lega ideale per le applicazioni all'aperto, Dai profili architettonici agli accessori marini.
Sfide e mitigazione
- Ambienti di cloruro: Sensibile alla corrice in acqua salata (Cl⁻ > 500 ppm), mitigato da anodizzazione spessa (15–25 μm) o rivestimenti epossidici.
- Corrosione galvanica: Evita il contatto diretto con rame o acciaio al carbonio; Usa guarnizioni isolanti o primer ricchi di zinco.
Tecniche anodizzanti e finiture decorative
- Acido solforico Anodizzazione (Tipo II) produce ossido poroso spesso 5-25 µm.
- Anodizzante a cornice dura (Tipo III) produce 25–60 µm di spessore per resistenza all'usura.
- Colore anodizzante e Rivestimenti in polvere Consenti la personalizzazione estetica, con primer di conversione chimica (PER ESEMPIO., cromato o zirconio trivalente) Migliorare l'adesione.
5. Fabbricazione & Unendo di 6063 Lega di alluminio
I produttori favoriscono 6063 alluminio per la sua eccezionale estruviabilità, comportamento di lavorazione prevedibile, e saldabilità affidabile.
Caratteristiche di estrusione
Primo, 6063 L'alluminio estruso agevolmente a 450–550 ° C, Una finestra di temperatura che bilancia il flusso di metallo e il raffinamento del grano.
Tipico estrusione i rapporti vanno da 10:1 fino a 30:1, consentendo sezioni trasversali complesse con spessori della parete sottili come 1 mm.
6063 La lega di alluminio imposta il punto di riferimento per l'estrubilità, con vantaggi chiave:
- Bassa pressione di estrusione: 100–150 MPa per profili complessi, 30% inferiore a 6061,
Abilitare forme intricate come i telai delle finestre a pausa termica con 0.8 Mm Spessori murali e camere vuote. - Finitura superficiale: Le superfici estruse ottenute RA ≤1,6 μm senza post-elaborazione, Critico per applicazioni architettoniche in cui la lavorazione secondaria aggiungerebbe un costo del 20-30%.
- Velocità di produzione: Tassi di estrusione di 5–20 m/i (A seconda della complessità del profilo), con un unico dado in grado di produrre 10.000-20.000 metri al giorno.
Lavorazione e utensili
Il suo carattere morbido come estruso (F) consente la lavorazione rapida con acciaio ad alta velocità (HSS) utensili a tagliare le velocità fino a 150 m/mio.
Usando refrigerante solubile (5–10% di concentrazione) riduce l'usura dello strumento di 40%, Mentre gli strumenti in carburo sono preferiti per le caratteristiche trasformate (PER ESEMPIO., Discussioni con temperamento T6).
Tecniche di saldatura
- Saldatura TIG: Preferito per i componenti di precisione, usando 4043 asta di riempimento (Al-5%Sì) Per ridurre al minimo il cracking a caldo.
Efficienza della saldatura 90%, con tensione di resistenza alla trazione di 85% in temperatura T6. - Saldatura ad agitazione dell'attrito (FSW): Un processo a stato solido ideale per sezioni spesse (fino a 10 mm), produrre giunti senza difetti con 90% di resistenza al metallo di base.
- Trattamento post-salvataggio: Sollievo da stress a 150° C per 2 ore riduce lo stress residuo di 60%, Critico per la stabilità dimensionale nei grandi gruppi.
6. Trattamento termico & Indurimento dell'età di 6063 Lega di alluminio
Il trattamento termico trasforma il morbido di 6063, condizione duttile estrusa in una lega indurita dalle precipitazioni con resistenza significativamente migliorata.
Selezionando la giusta combinazione di soluzione, spegnimento, e passi di invecchiamento,
I produttori personalizzano l'equilibrio della resistenza alla trazione, duttilità, e stabilità dimensionale ai requisiti dell'applicazione.
Designazioni di temperamenti e cicli tipici
| Temperare | Processo | Ciclo di invecchiamento tipico |
|---|---|---|
| T1 | Raffreddare direttamente dall'estrusione; naturalmente invecchiare a temperatura ambiente | ~ 7 giorni a 20 ° C. |
| T5 | Raffreddare dall'estrusione o da spegnere; età artificialmente | 175–205 ° C per 4-8 ore |
| T6 | Soluzione Tratta calore a 520–540 ° C; spegnere; età artificialmente | 175–205 ° C per 6-12 h |
| T7 | Eccesso di oltre T6 (Per una migliore stabilità dimensionale) | 200–220 ° C per 8-16 h |
- T1 Il temperamento si basa sul lento, Invecchiamento naturale. I progettisti favoriscono il T1 per le parti che richiedono la massima formabilità immediatamente dopo l'estrusione.
- T5 migliora rapidamente la forza. Tenendo tenuto a 175–205 ° C per diverse ore, 6063 La lega di alluminio raggiunge l'80-90% della sua durezza di picco con una distorsione minima.
- T6 Fornisce la massima resistenza: trazione da 190–240 MPA.
I produttori soluzioni a 520–540 ° C per sciogliere tutti i MG₂SI, Quindi spegnere ed età per formare il β ″ fine precipita che impartiscono la massima durezza. - T7 Target applicazioni in cui il controllo dimensionale stretto supera la resistenza del picco.
La coarsens di invecchiamento esteso precipita nella fase β più stabile, tagliare la resistenza di ~ 10-20% ma ridurre lo stress residuo.
Forza, Duttilità, e compromessi di stabilità
Immediatamente dopo l'invecchiamento, T6 6063 La lega di alluminio raggiunge la sua massima resa e la massima resistenza alla trazione, Eppure mostra anche una maggiore primavera durante la flessione.
Al contrario, Il temperamento T5 produce una resistenza leggermente inferiore (160–200 MPA) ma mantiene il 5-10% di miglior allungamento e minimizza la distorsione nelle geometrie complesse.
Quando i progettisti richiedono sia una resistenza moderata che un'eccellente precisione dimensionale, come nei telai delle finestre a tolleranza stretta, spesso specificano un ciclo T6i4 o T7 modificato.
Sovragendo e sollievo dallo stress
Eccessiva oltre il picco T6: assegnato mediante temperature di invecchiamento a 200-220 ° C o estendendo i tempi di attesa oltre 12 Ore: i Drive β ″ precipitano in groppa in β ′ e quindi β.
Sebbene questo spostamento riduca la forza di snervamento fino a 20%, stabilizza le dimensioni e allevia le sollecitazioni interne che possono altrimenti portare a deformazione o crack durante il servizio.
In assemblaggi con parti più unite, sovraccarico 6063 La lega di alluminio resiste al cracking della corrosione da stress, Rendere il temperamento T7 una scelta ideale per strutture saldate o fissate meccanicamente.
7. Trattamenti superficiali & Rivestimenti
Rivestimenti di conversione chimica
Cromato (Tipo I.) e i pretrattamenti di fosfato promuovono l'adesione per i topcoat successivi. I sistemi a base di cromo e zirconio trivalenti offrono alternative conformi a ROHS.
Rivestimento in polvere e pittura
Dopo il pretrattamento, Le polveri poliestere o epossidiche -polyester offrono finiture a colori resistenti.
Spessore tipico: 60–120 µm. Rugosità superficiale adeguata (Ra ≈ 1.5 µm) Migliora l'interblocco meccanico.
Trattamenti emergenti nano-strutturati e autopulenti
I ricercatori sviluppano rivestimenti superidrofobici usando nanoparticelle di silice e leganti fluorurati.
I primi test mostrano angoli di contatto > 150°, promettente ridotto sporco sulle facciate all'aperto.
8. Applicazione principale di 6063 Lega di alluminio
Industria architettonica e edilizia
- Cornici per finestre e porte
- Sistemi murali per tende
- Handrails e Guardrails
- Tasco architettonico
- Profili di vetri strutturali
Settore dei trasporti
- Rivestimento automobilistico e modanature decorative
- Binari del tetto e tavole da corsa
- Cornici del trailer
- Cornici e accessori per biciclette
- Adattamenti e passerelle per barche
Sistemi elettrici e di illuminazione
- Alloggiamenti di illuminazione a LED
- Dishins di calore per l'elettronica
- Recinti elettrici
- Tubo del condotto
- Frame del riflettore
Prodotti di consumo e mobili
- Sistemi di partizione per ufficio
- Visualizza apparecchi e cornici di segnaletica
- Tubi e supporti per mobili
- Scale e rack
- Attrezzatura sportiva (treppiedi, pali della tenda)
Macchinari e attrezzature industriali
- Profili di protezione della macchina
- Tubi di cilindri pneumatici
- Sistemi di inquadratura per l'automazione
- Rails del sistema di trasporto
- Alloggi del sistema di raffreddamento
9. Vantaggi e limiti di 6063 Lega di alluminio
Vantaggi chiave
- Formabilità: Senza pari per estrusioni complesse, Abilitazione della flessibilità di progettazione nei settori architettonici e automobilistici.
- Costo-efficacia: Costo della materia prima ~ $ 2,2/kg, 30% più economico di 6061 E 50% più economico di 7075.
- Finitura superficiale: Ideale per anodizzazione e pittura, Critico per applicazioni estetiche.
Limitazioni
- Forza: Inferiore a 6061 (Forza di trazione T6: 310 vs. 350 MPA) e molto inferiore a 7075 (570 MPA), Uso limitante nei componenti ad alto stress.
- Prestazioni ad alta temperatura: La resistenza scende rapidamente sopra i 150 ° C (conserva 50% di forza T6 a 200 ° C), non idoneo per i componenti del motore.
- Resistenza al fuoco: Si scioglie a 595 ° C., Richiedere rivestimenti antincendio in applicazioni strutturali critiche.
10. Standard, Specifiche & Disponibilità
6063 La lega di alluminio soddisfa molteplici standard globali:
- IN 573-3 / IN 755-2: Requisiti chimici e meccanici per i prodotti battuti
- ASTM B221: Barre estruse, aste, fili, profili, e tubi
- Iso 6361: Fogli in lega di alluminio e in lega di alluminio, strisce, e piatti
- Solo H4040: Forme estruse in lega di alluminio
Fornitori in tutto il mondo ALU 6063 in forme che vanno dai profili estrusi (70% di produzione), fogli, tubi, e canne.
I tempi di consegna per estrusioni personalizzate vanno in genere da 3-6 settimane per profili semplici a 8-12 settimane per geometrie complesse.
11. Confronto con le leghe correlate
6063 La lega di alluminio occupa una posizione distinta nella serie 6xxx di leghe di alluminio, noto per il loro eccellente equilibrio tra forza, Resistenza alla corrosione, ed estruviabilità.
Tabella dei confronti chiave
| Proprietà / Caratteristica | 6063 | 6061 | 6005UN | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Resistenza alla trazione (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Forza di snervamento (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Allungamento (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Resistenza alla corrosione | Eccellente | Molto bene | Molto bene | Molto bene | Moderare (ha bisogno di rivestimento) |
| Estrubilibilità | Eccellente (profili complessi) | Bene | Bene | Giusto | Povero |
| Qualità anodizzante | Eccellente | Bene | Bene | Giusto | Povero |
| Machinabilità | Giusto | Bene | Bene | Bene | Eccellente |
| Saldabilità | Eccellente | Molto bene | Bene | Bene | Fair -Poor (Rischio di cracking a caldo) |
| Casi d'uso tipici | Architettura, mobilia | Strutturale, automobile | Ponti, scale | Trasporto, marino, strutture | Aerospaziale, parti ad alto stress |
6061 vs. 6063 Lega di alluminio
- Forza: 6061 offre una resistenza superiore al 20-30% rispetto a 6063, rendendolo migliore per le applicazioni strutturali.
- Formabilità: 6063 eccelle in estrusioni e finiture complesse, Mentre 6061 è più rigido.
- Applicazioni: 6063 è l'ideale per usi decorativi e architettonici; 6061 è preferito per i componenti portanti come le cornici per biciclette, telaio, e vasi a pressione.
6005A vs. 6063 Lega di alluminio
- Forza: 6005Un sovraperformato 6063 in forza del 10-30%.
- Estrubilibilità: 6063 consente dettagli più fini nei profili; 6005A è più difficile da estrludere.
- Miglior vestibilità: 6005A viene utilizzato nei sistemi di trasporto ferroviario e strutturale, Mentre 6063 domina nei sistemi di finestre e porte.
6082 vs. 6063 Lega di alluminio
- Forza: 6082 fornisce fino a 40% più forza di 6063.
- Resistenza alla corrosione: Comparabile, Ma 6063 Fornisce una finitura anodizzata migliore.
- Machinabilità & saldabilità: 6082 è più duro da macchina; 6063 saldature più pulite e più ordinate.
7075 vs. 6063 Lega di alluminio
- Forza: 7075 è significativamente più forte, più del doppio della forza di 6063.
- Resistenza alla corrosione: 6063 si comporta molto meglio in ambienti umidi o marini.
- Lavorabilità: 7075 è difficile saldare ed estrludere, mentre 6063 eccelle in facilità di fabbricazione.
- Utilizzo: 7075 è usato nelle parti aerospaziali e per le prestazioni; 6063 è favorito per i consumatori e i prodotti architettonici.
12. Conclusione
6063 La lega di alluminio colpisce un equilibrio avvincente: Abilita estrusioni complesse con finiture superficiali fini,
Fornisce resistenza alla corrosione affidabile, e raggiunge una resistenza meccanica rispettabile attraverso l'invecchiamento controllato.
Dalle facciate architettoniche all'hardware marino, 6063 L'alluminio dimostra la sua versatilità in più settori.
Comprendendo la sua composizione, microstruttura, e percorsi di elaborazione,
Gli ingegneri possono sfruttare 6063 Alluminio per soddisfare le prestazioni e i requisiti estetici, mantenendo i costi di produzione e l'impatto ambientale sotto controllo.
FAQ
Cosa è 6063 lega di alluminio usata per?
6063 La lega di alluminio viene utilizzata principalmente per applicazioni architettoniche come le cornici delle finestre, cornici delle porte, muri di sipario, Ralles, e altri profili decorativi
Grazie alla sua eccellente finitura superficiale, Resistenza alla corrosione, e buona estrubilità.
È 6063 alluminio più forte di 6061?
NO, 6063 L'alluminio non è forte come 6061.
Mentre 6063 offre una finitura superficiale e formabilità superiori, 6061 Fornisce una resistenza di trazione e snervamento più elevata, rendendolo più adatto per applicazioni strutturali e portanti.
Cosa è 6063 Alluminio di livello aereo?
6063 L'alluminio non è generalmente considerato l'alluminio "di grado aeromobile".
Le applicazioni di aeromobili in genere richiedono leghe di forza più elevate come 2024 O 7075. Tuttavia, 6063 L'ALU può essere utilizzato in componenti interni o decorativi non critici nel settore aerospaziale.
Ciò che è equivalente a 6063 alluminio?
Equivalenti internazionali a 6063 L'alluminio include:
- IN: E AW-6063
- Iso: ALMG0.7SI
- Lui è: A6063
- ASTM: B221 (Copre le forme di prodotto come le barre, tubi, profili)
