6061 T6 알루미늄 - 특성, 용도 & 이익

1. 소개

6061 T6 알루미늄 합금은 현대 제조에서 가장 다양하고 널리 사용되는 알루미늄 등급 중 하나입니다..

그것의 혼합 탁월한 강도 대 중량 비율, 좋은 부식 저항, 그리고 적당한 비용 항공 우주 피팅에서 자전거 프레임에 이르기까지 다양한 구성 요소에 대한 유비쿼터스 선택입니다..

그러나 두 개의 측면이 종종 정의됩니다 6061 T6은 다른 어느 것보다 더 호소합니다: 그것은 용서- 뜨거울 수있는 능력- 또는 우수한 곡물 구조가있는 Net 모양으로 따뜻한 지형,

그리고 그것 CNC 처리 가능성- 단단한 공차와 미세한 표면 마감으로 가공 할 수있는 용이성.

2. 무엇인가요 6061 T6 알루미늄 합금

공칭 화학적 조성 6061 합금

6061 알류미늄 6xxx 시리즈의 회원입니다, 주요 합금 요소로 마그네슘과 실리콘을 특징으로합니다..

대표 6061 T6 구성 (중량 퍼센트) 다음과 같습니다:

T6 성미: 솔루션 열처리 및 인공 노화

T6 성질이 변형됩니다 6061 두 가지 순차적 단계를 결합하여 피크 스트 레이트 상태로의 합금: 솔루션 열처리 그리고 인공 노화. 각 단계는 중요한 역할을합니다:

솔루션 열처리 (sht)

• 목적: 마그네슘과 실리콘을 균일하게 녹인다, 과포화 된 고체 용액.
• 프로세스 매개 변수:

• • 온도: 515–535 ° C, mg ₂si 입자의 완전한 용해를 보장하기 위해 충분히 오래 보유, 단면 두께에 따라.
  • 끄다: 목표 온도에 도달 한 직후, 이 부분은 빠른 물 담금질을 겪습니다 (아래의 수온 60 ° C).
    이 "동결"합금 요소가 제자리에 있습니다, 거친 침전물 형성 방지.

인공 노화

• 목적: 탈구 운동을 방해하는 강화 입자를 미세하게 분산시킨다.
• 프로세스 매개 변수:

• • 온도: 160–180 ° C.
  • 시간: 8–12 시간, 과잉 마이징없이 피크 경도에 도달하도록 조정되었습니다.

3. 물리적, 기계적 특성 6061 T6 알루미늄

6061 T6 알루미늄은 균형 잡힌 강도 조합을 나타냅니다, 연성, 그리고 단조 및 CNC 가공에 매우 적합한 열 거동.

용액 열처리와 인공 노화를 통한 "T6"조건은 미세 구조를 최적화합니다. (미세한 Mg₂si는 재결정 화 된 알루미늄 매트릭스 내에서 침전된다).

결과적으로, 6061 T6 제안:

• 높은 특이 적 강도 (강도 대 강압 비율), 체중 절약이 중요한 경우 유리하게 만듭니다.
• 좋은 부식 저항, MG -SI 합금 및 중간 정도의 Cu 함량 덕분에.
• 예측 가능한 열 팽창 및 전도도, 타이트한 공차 가공 및 열 영향을받는 단조 작업을 용이하게합니다.
• 균형 가공성, 탄화물 툴링 및 우수한 표면 마감으로 높은 절단 속도를 허용합니다..

아래는 일반적인 주요 물리적 및 기계적 특성의 요약 테이블입니다. 6061 공통 막대 또는 플레이트 스톡의 T6 (12–20 mm 두께):

4. 6061-T6 알루미늄의 용서

6061-T6 알루미늄 가장 널리 사용되는 열처리 가능한 알루미늄 합금 중 하나입니다., 좋은 힘으로 유명합니다, 부식 저항, 및 용접성.

하지만, 그것이있을 때 단조, 6061-T6은 일반적으로입니다 T6 템퍼 상태에서 이상적이지 않은 것으로 간주되지 않습니다 실온에서 높은 강도와 ​​상대적으로 연성으로 인해.

위조하는 것?

단조는 현지화 된 압축력을 사용하여 금속이 형성되는 제조 공정입니다., 종종 고압 및 고온에서.

균열 또는 파쇄없이 변형 할 수있을 정도로 재료가 연성이 필요합니다..

온도 창을 단조합니다

6061 T6은 가장 잘 위조되었습니다 "따뜻한 말"범위 ~의 350–500 ° C. 너머 ~ 480 ° C, 현지화 된 과이전제는 연령화 잠재력을 감소시킬 수 있습니다.

아래 ~ 350 ° C, 형성은 어려워지고 갈라질 위험이 있습니다. 일반적인 관행:

• 400–450 ° C로 예열합니다: 과도한 산화없이 형상 형성에 대한 균일 한 온도를 보장합니다.
• 다이 온도를 유지하십시오: 종종 ~에서 개최됩니다 200 냉각 속도를 최소화하고 차가운 균열을 피하기 위해 ° C.

단조 과정

1. 열린 다이 단조:

• • 큰 빌릿 또는 간단한 모양에 이상적입니다 (예를 들어, 바, 막대).
  • 반복적 인 망치/정제는 미세 입자 크기와 개선 된 등방성을 생성합니다.

2. 닫힌 다이 (인상적인) 단조:

• • Net Net 모양에 적합합니다 레버 암, 플랜지 블랭크, 또는 크랭크 암.
  • ± 내 공차를 달성하기 위해 정확한 다이가 필요합니다 1 mm, CNC 가공 수당 감소.

3. 화난 단조:

• • 샤프트에 헤드를 형성합니다 (예를 들어, 볼트 헤드) 또는 현지 지역의 단면적을 곱합니다.
  • 최종 가공 전에 보스 또는 스플라인과 같은 기능을 생성하는 데 효과적입니다..

단조 동안 미세 구조 진화

• 동적 재결정화: 단조 온도에서, 새로운 등화 곡물이 형성됩니다, 거친 AS 캐스트 또는 압출 된 곡물을 제거합니다.
  이것은 a를 생산합니다 세련된 입자 크기 (ASTM 9–10), 둘 다를 향상시킵니다 정적 및 피로 강도.
• 텍스처 감소: 다중 단조 통과는 결정 학적 텍스처를 무작위 화합니다, 등방성 기계적 거동 향상.
• 금속 간 조각화: Allocu andfe 및 Alfesi 단계는 압축력 하에서 분해됩니다, 잠재적 균열 개시 사이트 최소화.

일반적인 단조 결함 및 완화

• 뜨거운 크래킹: 단조 온도가 아래로 떨어지면 ~ 350 ° C 또는 변형률이 너무 높은 경우.

• • 완화: 균일 한 온도로 예열하십시오; 제어 단조 속도.

• 무릎과 접힘: 금속 흐름이 자체적으로 접을 때 표면 결함.

• • 완화: 적절한 환기 및 위조 수당이있는 적절한 다이 디자인.

• 과도한 곡물 성장: 단조 및 재결정 사이클이 연장되면 인성을 저하시킬 수 있습니다..

• • 완화: 제어 온도 시간주기; 필요한 경우 중간 어닐링을 사용하십시오.

사후 열처리

단조 직후, 6061의 미세 구조가 부드러워집니다, 부분적으로 재결정 상태.

T6 기계적 특성을 복원하고 단조 유발 응력을 완화합니다, 구성 요소가 가득 차 있습니다 T6 열처리:

1. 솔루션 열처리 (515–525 ° C, 1–2 시간):
   - 단조 부품을 용광로로로드하십시오 520 ± 5 ° C.
   - 모든 mg₂si 및 cu- 함유 단계가 용해 될 정도로 오래 유지.
   - 아래의 물에서 담금질 60 ° C는 상부 포화 용액에서 용질 원자를 잠그기 위해.
2. 인공 노화 (160–180 ° C, 8–12 시간):
   - 부품을 노화 용광로로 옮깁니다 170 ± 5 ° C.
   - 피크 경도가 될 때까지 고정하십시오 (β ″ 침전물) 형태, 연쇄의 지정을 신중하게 피하십시오.
   - 주변에 공기가 냉각됩니다.

T6 처리 후, 서서히 나아가는 6061 단단한 바 스톡과 동일한 강도 및 경도 벤치 마크를 보여줍니다.UTS의 300 MPA 그리고 의 항복 강도 260 MPA- 그러나 더 미세합니다, 위조 곡물 구조.

이 정제 된 미세 구조가 향상됩니다 피로의 삶 (5–10 % 개선) 그리고 충격 강인함 압출 또는 캐스트와 비교합니다 6061 T6.

5. CNC 처리 가능성 6061 T6 알루미늄

6061 T6 알루미늄은 유리한 미세 구조를 결합합니다, 균형.

결과적으로, 그것은 기계를 깨끗하고 예측 가능하게합니다, 단단한 공차와 우수한 표면 마감이 필요한 구성 요소를위한 선택으로 선택합니다..

가공성 등급

6061 T6은 가공성 등급을 보유하고 있습니다 ~ 70% a 1212 (100%) 프리 메카이닝 스틸 표준. 이것은 다음으로 번역됩니다:

• 좋은 칩 제어: 마디 없는, 부지가없는 칩을 절단 할 때 파라미터가 권장되는 범위 내에 속합니다.
• 적당한 도구 마모: 카바이드 툴링 선호; HSS는 저용량 또는 프로토 타입 실행에 충분할 수 있습니다.

6061-T6이 CNC 가공에 우수한 이유

균형 잡힌 힘과 부드러움

T6 성질에서, 6061 Al은 적당한 인장 강도를 결합합니다 (~ 300 MPa) 충분한 연성으로 (12–17 % 연장).

그 균형은 합금이 절단력 하에서 편향에 저항하지만 과도하게 작동하지 않는다는 것을 의미합니다..

결과적으로, 도구가 절단 가장자리에 수다 나 용접 재료없이 부드럽게 자릅니다..

괜찮은, 균일 한 미세 구조

T6 열처리 (솔루션 열 처리 + 노화) 똑똑한 알루미늄 입자 내에서 미세한 mg ₂si 침전물의 균질 한 분포를 생성합니다. (ASTM 8–9).

이 나노 스케일 침전물은 거친 금속 릭스를 형성하지 않고 강도를 더합니다.

따라서, 합금 칩은 예측 가능합니다, 길이가 아니라 웅크 리고 스와프, STRINGY RIBBONS-칩 대피를 단순화하고 도구의 내장 에지 감소.

높은 열전도율

주위에 열 전도성이 있습니다 167 w/m · k at 20 ° C, 6061 T6은 공구 팁에서 열이 집중하지 않고 칩과 냉각수로 열을 빠르게 끌어냅니다..

이것은 조기 도구 마모와 구축 된 에지 형성을 방지합니다. 실제로, 기계공은 250-450m/분의 절단 속도를 실행할 수 있습니다 (820–1 480 ft/min) 카바이드 인서트, 일관된 도구 수명을 유지합니다.

최소 작업 경화

변형 아래 빠르게 강화되는 일부 알루미늄 합금과 달리, 6061 T6은 경미한 변형 경화만을 나타냅니다.

비교적 높은 사료 율에서도 (0.05밀링의 –0.15 mm/치아 또는 회전시 0.15–0.30 mm/Rev), 표면은 강화 된“피부”를 개발하지 않습니다.

이러한 안정성은 예측 가능한 공구 경로를 허용합니다, 타이트한 공차 (± 0.01–0.02 mm), 그리고 미세한 표면 마감 (RA 0.4-0.8 µm) 자주 도구가 변경되지 않으면.

다양한 호환 도구

• • 코팅 된 탄화물 인서트 (금, Tialn): 고속 밀링을 달성하십시오 (최대 600 m/my) 최소화 된 가장자리.
  • 코발트 HSS 훈련: 좋은 홀 품질을 제공하십시오 (0.05–0.15 mm/rev) 작은 배치 또는 프로토 타입에서.
  • 다이아몬드 같은 코팅 (DLC): 초산 마감 패스를 활성화하십시오, 거울 같은 표면을 전달합니다 (라 < 0.2 µm) 화장품 또는 기능적 요구 사항의 경우.

탁월한 치수 안정성

6061 T6의 열 팽창 계수 (≈ 23.6 × 10 ° /° C) 잘 이해됩니다.

적절한 냉각수 및 프로그래밍 된 거주 시간과 결합 될 때, 열 성장은 여전히 ​​예측 가능합니다.

이를 통해 CNC 머신, 특히 프로세스 내 프로브 또는 열 보정 기능이있는 CNC 기계는 중요한 기능을 보유 할 수 있습니다. ± 0.005–0.010 mm, 멀티 시간 동안조차도.

부식성 및 표면 마감

MG -SI 매트릭스는 선천적 부식 방지 기능을 제공합니다. CNC 가공 부품에서, 이로 인해 광범위한 사후 통행권 또는 봉인의 필요성이 줄어 듭니다..

가공 후, 양극화 또는 명확한 코팅은 균일하게 부착됩니다, 기능적 부식 방지 및 항공 우주를위한 매력적인 마감 처리, 자동차, 소비자 응용 프로그램.

경제적 인 재료 및 재활용

특수 항공 우주 합금에 비해, 6061 T6은 비교적 경제적입니다.

CNC 프로세스 중에 생성 된 스크랩 칩을 수집 할 수 있습니다, 녹은 것, 최소한의 비용 페널티로 재활용 스트림으로 Fed Back.

이로 인해 부위 당 가공 비용이 줄어들고 지속 가능한 제조 관행을 지원합니다..

6. 비교 분석: 위조 대. 압출 대. 깁스 6061 T6

• 서서히 나아가는 6061: 제안 우수한 기계적 특성 그리고 더 많은 등방성 성능, 언제라도 선호합니다 피로의 삶 그리고 충격 강인함 중요합니다.
• 압출 6061: 비용 효율적입니다 표준 모양 (튜브, 채널, 바). 적합합니다 CNC 밀링 프로파일 및 3D 양식, 그러나 속성은 방향 적으로 의존적입니다.
• 깁스 6061: 복잡한 내부 형상과 가벼운 "격자"구조를 조각 할 수 있지만 다공성 그리고 곡물 거친, 힘과 피로 수명을 제한합니다.

7. 장단점 6061 T6 알루미늄 합금

6061-T6 알루미늄 합금의 장점

탁월한 강도 대 중량 비율

약 290–310 MPa의 인장 강도와 밀도 2.70 g/cm³,

알루미늄 6061-t6.

좋은 부식 저항

MG – SI 매트릭스 및 중간 구리 함량은 산화에 대한 고유 한 내성 및 많은 가벼운 화학 환경을 부여합니다..

실제로, 6061-T6 알루미늄 성분은 실내/실외 노출을 견딜 수 있습니다, 가벼운 해양 스프레이, 최소한의 저하를 갖는 전형적인 산업 분위기.

우수한 가공 가능성

주위에 등급 70 % 가공성 척도에서 (프리 컷팅 스틸과 관련이 있습니다), 6061-T6은 짧게 생성됩니다, 깨진 칩과 저항이 내장 가장자리.

상점은 카바이드 툴링으로 250–450m/분의 절단 속도를 일상적으로 달성하며 밀접한 공차를 유지할 수 있습니다. (± 0.01 mm) 표면은 RA만큼 낮습니다 0.4 µm.

용서 및 형성성

“따뜻한”단조 범위에서 (350–500 ° C), 6061-T6은 쉽게 재결정됩니다, 벌금을 산출합니다, 등의 곡물 구조 (ASTM 9–10).

따라서, 닫힌 다이 또는 인상 위조 위조는 우수한 피로 수명을 가진 거의 네트 모양을 생성합니다. (종종 10-15 % 압출/캐스트에 대한 개선 6061).

예측 가능한 열처리 응답

T6 성미 (솔루션 515–535 ° C에서 치료하십시오, 물 담금질, 160-180 ° C에서 나이) 미세한 mg₂si 침전물을 안정적으로 생성합니다 (β ″ 및 β '상).

이로 인해 일관된 기계적 특성이 생성됩니다 250 MPA, uts ~ 300 MPA, 경도 ~ 90 HB- 다양한 섹션 두께를 높이십시오.

우수한 용접성

제대로 준비 할 때 (청소, 예열, 그리고 필요에 따라 웰드 후 열처리), 6061-T6은 Tig에 의해 쉽게 용접됩니다, 나, 또는 마찰 교반 방법.

용접 구역은 완전한 강도를 복원하기 위해 다시 준비해야합니다, 합금은 일반적인 용접 관행에서 쉽게 갈라지지 않습니다..

비용 효율성 및 재활용

대부분의 막대에서 바에서 쉽게 구할 수 있습니다, 그릇, 압출 프로파일, 6061-T6은 특수 항공 우주 합금에 비해 적당히 가격입니다.

칩과 스크랩이 있습니다 100 % 재활용 가능, 대량 CNC 운영의 재료 비용 절감.

좋은 열전도율

대략 167 w/m · k, 6061-가공 중에 T6은 열을 빠르게 소산합니다, 도구 수명 확장, 단조 중 균일 한 온도를 유지합니다, 균열을 일으킬 수있는 열 구배를 최소화합니다.

6061-T6 알루미늄 합금의 단점

고강도 합금에 비해 매개 강도가 낮습니다

알루미늄에는 강력하지만, 6061-T6 (uts ~ 300 MPA) 7075-T6과 같은 합금의 인장 강도와 일치 할 수 없습니다 (~ 570 MPA) 또는 특수 강철.

스트레스가 많은 구조적 응용, 특히 최소한의 단면적이 필요한 경우, 디자이너는 종종 더 두꺼운 섹션이나 대체 합금이 필요합니다..

제한된 고온 성능

대략 150 ° C, 6061-T6은 mg ₂si 침전물의과 이종으로 인한 피크 노인 경도와 힘을 잃기 시작합니다..

위의 지속적인 서비스를 위해 200 ° C, 합금의 항복 강도는 30-50으로 떨어질 수 있습니다 %, 고온 엔진 또는 배기 부품에 적합하지 않습니다.

적당한 피로 강도

세련되었다, unotted 표본, 피로 한계 (~ 95–105 MPA) 단조 강 또는 프리미엄 알루미늄 합금보다 낮습니다. (예를 들어, 7075 또는 2024).

단조는 곡물을 정제함으로써 피로 수명을 향상시킬 수 있지만, 6061-T6은 고도의 순환에 이상적이지 않습니다, 추가 처리없이 고 부하 응용 프로그램 (샷 피닝, 뜨거운 등방성 프레스).

용접 열 영향 구역 (위험요소) 연화

6061-T6은 쉽게 용접합니다, 열 영향 구역은 강도를 잃습니다 (~ 50–60으로 떨어집니다 % 기본 금속 경도) T6 특성을 회복하려면 웰드 후 솔루션 처리 및 개목이 필요합니다..

이 추가 단계는 시간을 추가합니다, 비용, 그리고 잠재적 인 왜곡.

스트레스-성분 균열에 대한 감수성 (SCC)

공격적인 클로라이드 환경에서 (해수 침수 또는 해양 스프레이), 특히 인장 스트레스 하에서, 6061-T6은 스트레스-성분 균열을 경험할 수 있습니다.

설계자는 보호 코팅을 지정해야합니다 (양극화, 도금) 또는 더 많은 SCC 내성 합금을 선택하십시오 (예를 들어, 5052, 5083) 연속 해양 노출을 위해.

이방성 압출 특성

압출 6061 막대는 방향성 곡물 흐름을 나타냅니다.

부품이 압출로 가공 될 때, 방향성 특성은 약간의 이어질 수 있습니다 (< 10 %) 하중 방향에 따라 인장 강도 또는 항복 강도의 변화. 단조는 이방성을 줄이지 만 비용이 추가됩니다.

제한된 내마모성

~의 Brinell 경도로 90 T6의 HB, 6061– T6은 더 단단한 합금이나 강보다 더 빨리 착용됩니다.

슬라이딩 또는 연마제 마모 응용 프로그램 (기어, 부싱), 표면 처리 또는 코팅 (하드 양극화, 니켈 도금) 서비스 수명을 연장해야합니다.

더 높은 열 팽창

주변 열 팽창 계수 23.6 × 10 ° C ° C가 저전금 재료와 결합 할 때 신중한 설계가 필요합니다. (강철, 도예).

단단한 CNC 공차 (± 0.01 mm) 절단 또는 환경 변화에서 가열 효과가 고정화 또는 보상 루틴을 통해 관리되지 않으면 드리프트 할 수 있습니다..

8. 6061-T6 알루미늄은 무엇입니까??

항공 우주

• 날개와 동체 피팅
• 드론 프레임 구성 요소
• 랜딩 기어 핀 및 트러 니언

자동차 & 운송

• 서스펜션 링크 및 제어 암
• 휠 림과 괄호
• 전자 장치 용 방열판 하우징

레크리에이션 & 스포츠 장비

• 자전거 프레임 튜브 및 크랭크 암
• 스쿠버 실린더 밸브 및 피팅
• 골프 클럽 헤드와 텐트 폴

산업기계

• 밸브 바디 및 펌프 매니 폴드
• 유압 실린더 피스톤 및로드 엔드
• 지그, 비품, 그리고 기계 기지

선박 & 난바다 쪽으로 부는

• 마스트 및 리깅 피팅
• 프로펠러 허브와 스트럿
• 데크 하드웨어 및 클리트

전자 장치 & 소비재

• 노트북 섀시 및 전화 프레임
• 카메라 바디 및 렌즈 마운트
• 방열판 어셈블리 및 인클로저

건축 & 구조적

• 커튼 벽 뮬리 온과 프레임
• 구조적 괄호와 난간
• RV 및 트레일러 장착 하드웨어

9. 결론

6061 T6 알루미늄은 최적화 된 AL -MG -SI 합금 화학과 T6 열처리를 결합하여 단조 및 CNC 가공 모두에서 뛰어난.

첨가제 하이브리드 단조와 같은 새로운 방법, 극저온 가공, 디지털 시뮬레이션은 계속 확장됩니다 6061 T6의 기능.

이러한 결합 된 강점을 이해하면 엔지니어는 강도를 최적으로 균형을 유지하는 구성 요소를 만들 수 있습니다., 무게, 정도, 그리고 비용.

 

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FAQ

6061-T6 알루미늄은 무엇입니까??

단일 "드롭 인"스틸 등가물은 없습니다, 그러나 알루미늄 세계에서, 6061-T6 평행:

• en aw-6061 t6 (유럽/ISO)
• AIMG1SICU (중국/JIS A6061)
• 에서 3.3211 (독일)

6061-T6 알루미늄은 강철보다 강합니다?

• 절대적인 용어로: 대부분의 강철 (A36 또는와 같은 일반적인 구조적 등급을 포함합니다 1018) 궁극적 인 인장 강도가 높습니다 (400–550 MPa) 석탄 6061-T6 (~ 300 MPA). 그래서, 숫자에 의해, 강철은 직접 비교에서 "더 강력합니다".
• 힘을 기준으로: 6061-T6의 밀도는 전용이기 때문입니다 2.70 g/cm³ 대 스틸 ~ 7.85 g/cm³, 그것은 특정 강도 매우 경쟁력이 있습니다.
  예를 들어, 6061-T6 막대는 같은 치수의 스틸 막대만큼 많은 부하를 운반 할 수 있지만 무게는 약 1/3입니다..
• 주기적 하중 또는 부식 노출이있는 응용 분야에서: 단조 된 6061-T6 구성 요소는 특정 강이 성능이없고, 단조되고 T6 처리되면 우수한 피로 저항성을 나타 내기 때문에 특정 강을 능가 할 수 있습니다..