1. 導入
6063 アルミニウム合金 - 一般的に指定されています およびAW-6063, ASTM B221, そして ISO ALMG0.7SI - 多用途として留まります, 押出最適化された材料.
20世紀半ばのコマーシャルデビュー以来, 6063 アルミニウムは重要な市場ニッチを彫っています.
メーカーは優れた表面仕上げを獲得しています, 優れた強度と重量の比率, そして、製造のしやすさ.
この記事で, 探索します 6063 化学的根から微細構造の進化を介したアルミニウム, その機械的および腐食性能を調べます, 実用的なアプリケーションを強調表示します.
2. 何ですか 6063 アルミニウム?
化学組成 & 合金哲学
6063 アルミニウム 合金は6xxxシリーズに属します, どこ マグネシウム (mg) そして シリコン (そして) 強化位相マグネシウムサイレイコを形成します (mg₂si).
その名目上の構成 (wt％で) 通常、内に該当します:
| 要素 | 公称コンテンツ (wt %) | 一次機能 |
|---|---|---|
| そして | 0.2–0.6 | 鋳造中に流動性が向上します; mgと組み合わせて、年齢硬化のためにmg₂si沈殿物を形成します. |
| mg | 0.45–0.9 | Siと反応して、細かいmg₂Si粒子を生成します, 降水硬化による強度の向上. |
| fe | ≤ 0.35 | 不純物として機能する - 延性と表面仕上げを減らす粗い金属間の粗いメタリックを避けるために低くする. |
| cu | ≤ 0.10 | 強度をわずかに増加させますが、耐食性と靭性を維持するために制限されています. |
Mn |
≤ 0.10 | 鉄を除去して、良性金属間のインターメタリックを形成し、粒度を改善するために穀物構造を改良します. |
| cr | ≤ 0.10 | 熱処理中の穀物の成長を制御します, ストレスの亀裂に対する強度と抵抗を強化します. |
| Zn | ≤ 0.10 | マイナーな合金添加 - 腐食抵抗を維持するために、エクスケスは回避されます. |
| の | ≤ 0.10 | キャスティングで穀物精製所として機能します, 罰金を生成します, 押し出しのための均一な穀物構造. |
| その他 | ≤ 0.05 (それぞれ), ≤ 0.15 (合計) | 機械的または腐食性能を損なう制御されていない二次段階を防ぐために厳密に制限されています. |
| アル | バランス | ベースマトリックスを提供します, 低密度を提供します, 高い導電率, そして優れた形成性. |
3. 物理的な & の機械的特性 6063 アルミニウム合金
の物理的特性 6063 アルミニウム合金
| 財産 | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 2.70 g/cm³ |
| 熱伝導率 (20 °C) | 201 w/m・k |
| 電気伝導率 | 35 % IACS |
| 弾性率 | 69 GPA |
| 熱膨張係数 | 23.4 ×10⁻⁶K⁻¹ |
気性による機械的性能
| 気性 | 抗張力 (MPA) | 降伏強度 (0.2 % オフセット, MPA) | 伸長 (%) | 硬度 (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 |
高温パフォーマンス & 倦怠感
6063 アルミニウム合金は大まかに保持しています 80 % 室温の強度の 100 °C. 疲労試験で (r = 0.1), S-N曲線は、近くの持久力の制限を示しています 90 100万サイクルのMPA.
デザイナーは、屋外または自動車用アプリケーションでの周期的な負荷のために、1.5〜2倍の安全マージンをよく考慮しています。.
押出からの異方性
押し出されたプロファイルは異方性を示します: 通常、縦方向の特性は横方向の特性を5〜10に超えます % 引張強度.
エンジニアは、臨界負荷経路を押し出し方向に合わせて補償します.
4. 耐食性 & 表面保護
天然の酸化物バリア
6063 アルミニウムは薄いものを形成します, 自己癒しのal₂o₃映画 (2–5 nm) それは大気腐食に抵抗します, 通過 1,000+ 塩スプレーテストの時間 (ASTM B117) 陽極酸化するとき.
このフィルムは、合金を屋外用途に最適にします, 建築プロファイルから海洋継手まで.
課題と緩和
- 塩化物環境: 塩水の孔食に敏感です (cl⁻ > 500 ppm), 厚い陽極酸化によって軽減されます (15–25μm) またはエポキシコーティング.
- ガルバニック腐食: 銅または炭素鋼との直接接触は避けてください; 絶縁ガスケットまたは亜鉛が豊富なプライマーを使用します.
陽極酸化技術と装飾仕上げ
- 硫酸 陽極酸化処理 (タイプII) 厚さ5〜25 µmの酸化物を生成します.
- ハードコートの陽極酸化 (タイプIII) 耐摩耗性のために厚さ25〜60 µmの厚さを生成します.
- 色の陽極酸化と パウダーコーティング 審美的なカスタマイズを許可します, 化学変換プライマー付き (例えば。, クロム酸塩または三価ジルコニウム) 接着の強化.
5. 製造 & の参加 6063 アルミニウム合金
メーカーは好意的です 6063 並外れた押出性のためのアルミニウム, 予測可能な加工動作, 信頼できる溶接性.
押出特性
初め, 6063 アルミニウムは450〜550°Cでスムーズに押し出します, 金属の流れと穀物の洗練をバランスさせる温度窓.
典型的な 押し出し 比率の範囲 10:1 まで 30:1, 壁の厚さで複雑な断面を可能にします 1 mm.
6063 アルミニウム合金は、押出性のためにベンチマークを設定します, 重要な利点があります:
- 押し出し圧力が低い: 100–150複雑なプロファイル用のMPA, 30% より低い 6061,
サーマルブレイクウィンドウフレームのような複雑な形状を有効にします 0.8 mm壁の厚さ そして中空のチャンバー. - 表面仕上げ: 排除されていない表面が達成されます RA≤1.6μm 後処理なし, 二次機械加工が20〜30％のコストを追加する建築アプリケーションにとって重要.
- 生産速度: の押出速度 5–20 m/i (プロファイルの複雑さに応じて), 1日あたり10,000〜20,000メートルを生産できる単一のダイで.
機械加工とツーリング
その柔らかい励起された気性 (f) 迅速な機械加工を許可します 高速スチール (HSS) ツール 速度を切ると 150 m/my.
使用 可溶性クーラント (5–10％濃度) ツール摩耗を減らします 40%, 一方、ハードターンされた機能には炭化物ツールが推奨されます (例えば。, T6気性のスレッド).
溶接技術
- ティグ溶接: 精密コンポーネントよりも優先されます, 使用 4043 フィラーロッド (AL-5％はい) 熱いひびを最小限に抑えるため.
溶接効率に達します 90%, の引張強度保持付き 85% T6気性. - 摩擦攪拌溶接 (FSW): 厚いセクションに最適なソリッドステートプロセス (まで 10 mm), との欠陥のないジョイントを生成します 90% ベースメタル強度の.
- 溶接後の治療: ストレスの緩和 150°C for 2 時間 残留応力を減らします 60%, 大きなアセンブリの寸法の安定性に重要です.
6. 熱処理 & の年齢硬化 6063 アルミニウム合金
熱処理は6063のソフトを変換します, 吸引される吸収状態への延性硬化された合金への強度が大幅に改善された.
ソリューション化の適切な組み合わせを選択します, 消光, そして老化したステップ,
製造業者は、引張強度のバランスを調整します, 延性, アプリケーション要件に対する寸法安定性.
気性の指定と典型的なサイクル
| 気性 | プロセス | 典型的な老化サイクル |
|---|---|---|
| T1 | 押し出しから直接冷却します; 自然に室温で老化します | 〜 7 での日 20 °C |
| T5 | 押し出しやクエンチからクール; 人工年齢 | 175–205°Cで4〜8時間 |
| T6 | 520〜540°Cでの溶液熱処理; クエンチ; 人工年齢 | 175–205°Cで6〜12時間 |
| T7 | T6を超えた過剰 (寸法の安定性を改善するため) | 200–220°Cで8〜16時間 |
- T1 気性は遅いことに依存しています, 自然な老化. デザイナーは押し出し直後に最大の形成性を必要とする部品にT1を好む.
- T5 強度を迅速に向上させます. 175〜205°Cで数時間保持します, 6063 アルミニウム合金は、歪みを最小限に抑えてピーク硬度の80〜90％を達成します.
- T6 最高の強度、つまり190〜240 MPa引張を提供します.
メーカーは520〜540°Cで解決して、すべてのmg₂siを溶解します, 次に、最大の硬度を与える微細なβ '' '' '' ''を形成するために消光します. - T7 タイトな寸法制御がピーク強度を上回るアプリケーションをターゲットにします.
伸びた老化の粗い粗い沈殿物は、より安定したβ相に沈殿します, 強度を約10〜20％削減しますが、残留応力が低下します.
強さ, 延性, および安定性トレードオフ
老化の直後, T6 6063 アルミニウム合金は、その最高の収量と究極の引張強度に達します, しかし、それはまた、曲げ中に大きなスプリングバックを示します.
逆に, T5気性はわずかに低い強度を生成します (160–200 MPa) しかし、5〜10％の伸長を保持し、複雑な形状の歪みを最小限に抑えます.
設計者が中程度の強度と優れた寸法精度の両方を必要とする場合（タイト耐性ウィンドウフレームなど）、彼らはしばしば修正されたT6I4またはT7サイクルを指定します.
オーバーアングとストレスの緩和
T6ピークを超えて過剰に拡張します。老化温度を200〜220°Cに上昇させるか、保留時間を超えて延長することで達成されます 12 時間—β '' '' '' '' '' '' ''にβ 'に沈殿し、次にβ.
このシフトは、降伏強度を最大で減らします 20%, それは寸法を安定させ、それ以外の場合はサービス中に反りや亀裂につながる可能性のある内部ストレスを緩和します.
複数の結合された部品を備えたアセンブリで, 過剰になった 6063 アルミニウム合金はストレス腐食亀裂に抵抗します, T7気性を溶接または機械的に固定した構造に理想的な選択肢にする.
7. 表面処理 & コーティング
化学変換コーティング
クロム酸塩 (タイプI) リン酸前処理は、その後のトップコートの接着を促進します. 三価クロムおよびジルコニウムベースのシステムは、ROHS準拠の代替品を提供します.
パウダーコーティングと塗装
前処理後, ポリエステルまたはエポキシ - ポリエステルの粉末は、耐久性のある色の仕上げを提供します.
典型的な厚さ: 60–120 µm. 適切な表面粗さ (ra≈ 1.5 µm) 機械的なインターロックを強化します.
新たなナノテクスチャーとセルフクリーニング治療
研究者は、シリカナノ粒子とフッ素化バインダーを使用して超疎水性コーティングを開発します.
初期のテストは、接触角を示しています > 150°, 屋外のファサードでの汚れの減少を約束します.
8. の主なアプリケーション 6063 アルミニウム合金
建築および建築産業
- 窓とドアフレーム
- カーテンウォールシステム
- 手すりとガードレール
- 建築トリム
- 構造グレージングプロファイル
輸送部門
- 自動車のトリムと装飾モールディング
- ルーフレールとランニングボード
- トレーラーフレーム
- 自転車フレームとアクセサリー
- ボートフィッティングとギャングウェイ
電気および照明システム
- LED照明ハウジング
- エレクトロニクス用のヒートシンク
- 電気エンクロージャ
- コンジットチューブ
- リフレクターフレーム
消費者製品と家具
- オフィスパーティションシステム
- フィクスチャーと看板フレームを表示します
- 家具のチューブとサポート
- はしごとラック
- スポーツ用品 (三脚, テントポール)
産業機械と機器
- マシンガードプロファイル
- 空気圧シリンダーチューブ
- 自動化用のフレーミングシステム
- コンベアシステムレール
- 冷却システムハウジング
9. の利点と制限 6063 アルミニウム合金
重要な利点
- 形成性: 複雑な押出と比類のない, 建築および自動車部門の設計の柔軟性を可能にします.
- 費用対効果: 原材料の費用は〜2.2ドル/kgです, 30% より安い 6061 そして 50% より安い 7075.
- 表面仕上げ: 陽極酸化と絵画に最適です, 審美的なアプリケーションにとって重要です.
制限
- 強さ: より低い 6061 (T6引張強度: 310 vs. 350 MPA) そして、はるかに劣っています 7075 (570 MPA), 高ストレスコンポーネントでの使用の制限.
- 高温性能: 強度は150°Cを超えて急速に低下します (保持します 50% 200°CでのT6強度), エンジンコンポーネントには適していません.
- 耐火性: 595°Cで溶けます, 重要な構造用途での火耐性コーティングが必要です.
10. 規格, 仕様 & 可用性
6063 アルミニウム合金は複数のグローバル標準を満たしています:
- で 573-3 / で 755-2: 錬金術製品の化学的および機械的要件
- ASTM B221: 押し出されたバー, ロッド, ワイヤー, プロファイル, およびチューブ
- ISO 6361: アルミニウムとアルミニウムの合金シート, ストリップ, とプレート
- H4040だけ: アルミニウム合金押出形状
サプライヤー世界の株式ALU 6063 押し出されたプロファイルからの範囲の形状 (70% 生産の), シート, チューブ, とロッド.
カスタム押出のリードタイムは通常、単純なプロファイルでは3〜6週間の範囲です。複雑なジオメトリの場合は8〜12週間です.
11. 関連する合金との比較
6063 アルミニウム合金は、6xxxシリーズのアルミニウム合金で明確な位置を占めています, 強度間の優れたバランスで知られています, 耐食性, そして押出性.
キー比較テーブル
| 財産 / 特徴 | 6063 | 6061 | 6005a | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| 抗張力 (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| 降伏強度 (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| 伸長 (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| 耐食性 | 素晴らしい | とても良い | とても良い | とても良い | 適度 (コーティングが必要です) |
| 押出性 | 素晴らしい (複雑なプロファイル) | 良い | 良い | 公平 | 貧しい |
| 陽極酸化品質 | 素晴らしい | 良い | 良い | 公平 | 貧しい |
| 加工性 | 公平 | 良い | 良い | 良い | 素晴らしい |
| 溶接性 | 素晴らしい | とても良い | 良い | 良い | フェア - プア (熱いひびのリスク) |
| 典型的なユースケース | 建築, 家具 | 構造, 自動車 | 橋, はしご | 輸送, 海兵隊, 構造 | 航空宇宙, 高ストレス部品 |
6061 vs. 6063 アルミニウム合金
- 強さ: 6061 より20〜30％高い強度を提供します 6063, 構造用途向けに改善します.
- 形成性: 6063 複雑な押出と仕上げに優れています, その間 6061 より厳格です.
- アプリケーション: 6063 装飾的および建築的使用に最適です; 6061 自転車フレームなどの負荷を含むコンポーネントには推奨されます, シャーシ, および圧力容器.
6005vs. 6063 アルミニウム合金
- 強さ: 6005アウトパフォーム 6063 強度が10〜30％.
- 押出性: 6063 プロファイルの詳細をより細かく許可します; 6005Aは押し出るのが難しいです.
- 最適です: 6005Aは鉄道輸送および構造システムで使用されます, その間 6063 窓とドアシステムで支配します.
6082 vs. 6063 アルミニウム合金
- 強さ: 6082 提供する 40% より多くの強さ 6063.
- 耐食性: 同等, しかし 6063 より良い陽極酸化仕上げを提供します.
- 加工性 & 溶接性: 6082 機械の方が難しいです; 6063 溶接クリーナーときしむ.
7075 vs. 6063 アルミニウム合金
- 強さ: 7075 強度の2倍以上のものです 6063.
- 耐食性: 6063 湿った環境や海洋環境でははるかに優れたパフォーマンスを発揮します.
- 作業性: 7075 溶接して押し出るのは難しいです, 一方 6063 製造を容易にします.
- 使用: 7075 航空宇宙およびパフォーマンスクリティカルな部品で使用されます; 6063 消費者や建築製品に好まれています.
12. 結論
6063 アルミニウム合金は、魅力的なバランスをとっています: 表面仕上げの細かい複雑な押出を可能にします,
信頼性の高い腐食抵抗を提供します, 制御された老化を通じて立派な機械的強度を達成します.
建築ファサードから海洋ハードウェアまで, 6063 アルミニウムは、複数の業界でその汎用性を証明しています.
その構成を理解することによって, 微細構造, および処理経路,
エンジニアは活用できます 6063 パフォーマンスと審美的な要件の両方を満たすためのアルミニウム - 製造コストと環境への影響を抑えながら.
FAQ
何ですか 6063 に使用されるアルミニウム合金?
6063 アルミニウム合金は、主に窓枠などのアーキテクチャアプリケーションに使用されます, ドアフレーム, カーテンウォール, 手すり, その他の装飾プロファイル
その優れた表面仕上げのため, 耐食性, そして、優れた押出性.
は 6063 より強いアルミニウム 6061?
いいえ, 6063 アルミニウムはそれほど強くありません 6061.
その間 6063 優れた表面仕上げと形成性を提供します, 6061 より高い引張強度と降伏強度を提供します, 構造的および負荷を負担するアプリケーションにより適しています.
何ですか 6063 航空機グレードのアルミニウム?
6063 アルミニウムは一般に「航空機グレード」アルミニウムとは見なされません.
航空機の用途では、通常、高強度合金が必要です 2024 または 7075. しかし, 6063 ALUは、航空宇宙産業内の非クリティカルな内部または装飾的なコンポーネントで使用できます.
に相当するもの 6063 アルミニウム?
国際的な相当 6063 アルミニウムには含まれています:
- で: およびAW-6063
- ISO: almg0.7si
- 彼はそうです: A6063
- ASTM: B221 (バーのような製品フォームをカバーします, チューブ, プロファイル)
