1. Invoering
6063 Aluminium legering - gemeenschappelijk aangewezen En AW-6063, ASTM B221, En ISO ALMG0.7SI- Staat uit als een veelzijdige, extrusie-geoptimaliseerd materiaal.
Sinds zijn commerciële debuut in het midden van de 20e eeuw, 6063 Aluminium heeft een aanzienlijke markt voor de markt gesneden.
Fabrikanten prijs de uitstekende oppervlakteafwerking, Goede sterkte-gewichtsverhouding, en gemak van fabricage.
In dit artikel, We verkennen 6063 Aluminium van zijn chemische wortels door microstructurele evolutie, onderzoek de mechanische en corrosieprestaties, en markeer praktische toepassingen.
2. Wat is 6063 Aluminium?
Chemische samenstelling & Legeringsfilosofie
6063 aluminium Legering behoort tot de 6xxx -serie, waar magnesium (Mg) En silicium (En) Vorm het versterkingsfase magnesiumsilicide (Mg₂si).
Zijn nominale compositie (In WT%) valt meestal binnen:
| Element | Nominale inhoud (WT %) | Primaire functie |
|---|---|---|
| En | 0.2–0.6 | Verbetert de vloeibaarheid tijdens het gieten; Combineert met mg om mg₂si te vormen, neerslaat voor leeftijdharding. |
| Mg | 0.45–0.9 | Reageert met SI om fijne Mg₂si -deeltjes te produceren, Sterkte verhogen door neerslagharding. |
| Fe | ≤ 0.35 | Fungeert als een onzuiverheid - low om grove intermetallica te voorkomen die de ductiliteit en oppervlakteafwerking verminderen. |
| Cu | ≤ 0.10 | Verhoogt de sterkte enigszins maar is beperkt om corrosieweerstand en taaiheid te behouden. |
Mn |
≤ 0.10 | IJzer opruimt om goedaardige intermetallica te vormen en verfijnt de graanstructuur voor verbeterde taaiheid. |
| Cr | ≤ 0.10 | Controleert de graangroei tijdens warmtebehandeling, Verbetering van de sterkte en weerstand tegen stress kraken. |
| Zn | ≤ 0.10 | Kleine legering toevoeging - Excess wordt vermeden om de corrosieweerstand te behouden. |
| Van | ≤ 0.10 | Fungeert als een graanraffinaderij bij het gieten, Een boete produceren, uniforme korrelstructuur voor extrusie. |
| Anderen | ≤ 0.05 (elk), ≤ 0.15 (totaal) | Strikt beperkt om ongecontroleerde secundaire fasen te voorkomen die mechanische of corrosieprestaties beïnvloeden. |
| Al | Evenwicht | Biedt de basismatrix, Het aanbieden van lage dichtheid, Hoge geleidbaarheid, en uitstekende vormbaarheid. |
3. Fysiek & Mechanische eigenschappen van 6063 Aluminiumlegering
Fysieke eigenschappen van 6063 Aluminiumlegering
| Eigendom | Waarde |
|---|---|
| Dikte | 2.70 g/cm³ |
| Thermische geleidbaarheid (20 ° C) | 201 W/m · k |
| Elektrische geleidbaarheid | 35 % IACS |
| Elasticiteitsmodulus | 69 GPA |
| Thermische expansiecoëfficiënt | 23.4 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
Mechanische prestaties door humeur
| Woedeaanval | Treksterkte (MPA) | Levert kracht op (0.2 % verbijstering, MPA) | Verlenging (%) | Hardheid (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 |
Prestaties van verhoogde temperatuur & Vermoeidheid
6063 Aluminiumlegering heeft ongeveer behouden 80 % van de sterkte van de kamertemperatuur op 100 ° C. Bij vermoeidheidstesten (R = 0.1), Een S-N-curve toont een uithoudingslimiet in de buurt 90 MPA voor een miljoen cycli.
Ontwerpers houden zich vaak voor in een veiligheidsmarge van 1,5-2 x voor cyclische belasting in buiten- of automobieltoepassingen.
Anisotropie van extrusie
Geëxtrudeerde profielen vertonen anisotropie: Longitudinale eigenschappen overschrijden meestal de transversale eigenschappen met 5-10 % in treksterkte.
Ingenieurs compenseren door kritische laadpaden af te stemmen op de extrusierichting.
4. Corrosieweerstand & Oppervlaktebescherming
Natuurlijke oxidebarrière
6063 Aluminium vormt een dunne, Zelfherstellende Al₂o₃-film (2–5 nm) die bestand is tegen atmosferische corrosie, voorbijgaand 1,000+ uren in zoutspray -tests (ASTM B117) Wanneer geanodiseerd.
Deze film maakt de legering ideaal voor buitentoepassingen, van architecturale profielen tot mariene fittingen.
Uitdagingen en mitigatie
- Chloride -omgevingen: Gevoelig voor putjes in zout water (CL⁻ > 500 ppm), beperkt door dikke anodisatie (15–25 μm) of epoxy -coatings.
- Galvanische corrosie: Vermijd direct contact met koper of koolstofstaal; Gebruik isolerende pakkingen of zinkrijke primers.
Anodiserende technieken en decoratieve afwerkingen
- Zwavelzuur Anodiseren (Type II) produceert 5-25 µm dik poreus oxide.
- Hard-coat anodizing (Type III) levert 25-60 µm dikte op voor slijtvastheid.
- Kleur anodiseren en Poedercoatings Esthetische aanpassing toestaan, met chemische conversie -primers (Bijv., chromaat of drievoudige zirkonium) Verbetering van de hechting.
5. Fabricage & Deelname van 6063 Aluminiumlegering
Fabrikanten geven de voorkeur 6063 aluminium voor zijn uitzonderlijke extrudabiliteit, Voorspelbaar bewerkingsgedrag, en betrouwbare lasbaarheid.
Extrusiekenmerken
Eerst, 6063 Aluminium extrudes soepel bij 450-550 ° C, een temperatuurvenster dat de metaalstroom en graanverfijning in evenwicht brengt.
Typisch extrusie verhoudingen variëren van 10:1 tot 30:1, complexe dwarsdoorsneden met wanddiktes mogelijk maken zo dun als 1 mm.
6063 Aluminiumlegering stelt de benchmark in voor extrudabiliteit, met belangrijke voordelen:
- Lage extrusiedruk: 100–150 MPa voor complexe profielen, 30% lager dan 6061,
ingewikkelde vormen mogelijk maken zoals thermisch break vensterframes met 0.8 mm wanddiktes en holle kamers. - Oppervlakteafwerking: As-uitgestrekte oppervlakken bereiken Ra ≤1,6 μm zonder na te proces, Cruciaal voor architecturale toepassingen waarbij secundaire bewerking 20-30% kosten zou toevoegen.
- Productiesnelheid: Extrusiepercentages van 5–20 m/i (Afhankelijk van de profielcomplexiteit), Met een enkele dobbelsteen die in staat is om 10.000 - 20.000 meter per dag te produceren.
Bewerking en gereedschap
Zijn zachte geëxtraheerde humeur (F) laat snelle bewerking toe met high-speed staal (HSS) hulpmiddelen bij het snijden van snelheden tot 150 M/My.
Gebruik oplosbaar koelmiddel (5–10% concentratie) Vermindert gereedschapslijtage door 40%, Terwijl carbide-tools de voorkeur hebben voor hardgerechtende functies (Bijv., Draden in T6 Temper).
Lastechnieken
- Tig lassen: Voorkeur voor precisiecomponenten, gebruiken 4043 vulstang (AL-5%ja) Om hete kraken te minimaliseren.
Lasefficiëntie bereikt 90%, met treksterkte behoud van 85% In T6 Temper. - Wrijvingsrappellassen (FSW): Een vaste toestandsproces ideaal voor dikke secties (tot 10 mm), het produceren van defectvrije gewrichten met 90% van basismetaalsterkte.
- Na de lever: Stressverlichting op 150° C voor 2 uur vermindert de restspanning door 60%, kritisch voor dimensionale stabiliteit in grote assemblages.
6. Warmtebehandeling & Leeftijd verharding van 6063 Aluminiumlegering
Warmtebehandeling transformeert 6063's zacht, Ductiele geëxtrudeerde toestand in een door een neerslag geharde legering met een aanzienlijk verbeterde sterkte.
Door de juiste combinatie van oplossingsvermogen te selecteren, blussen, en verouderingsstappen,
Fabrikanten passen de balans tussen treksterkte aan, ductiliteit, en dimensionale stabiliteit voor toepassingsvereisten.
Temperaanduidingen en typische cycli
| Woedeaanval | Proces | Typische verouderingscyclus |
|---|---|---|
| T1 | Direct afkoelen van extrusie; Natuurlijk verouderd bij kamertemperatuur | ~ 7 dagen om 20 ° C |
| T5 | Koel van extrusie of blus; Kunstmatig leeftijd | 175–205 ° C gedurende 4-8 uur |
| T6 | Oplossing Warmte behandelt bij 520-540 ° C; uitdoven; Kunstmatig leeftijd | 175–205 ° C gedurende 6-12 H |
| T7 | Overage voorbij T6 (voor verbeterde dimensionale stabiliteit) | 200–220 ° C gedurende 8-16 uur |
- T1 Temper vertrouwt op langzaam, natuurlijke veroudering. Ontwerpers geven de voorkeur aan T1 voor onderdelen die maximale vormbaarheid vereisen onmiddellijk na extrusie.
- T5 verbetert de kracht snel. Door enkele uren op 175-205 ° C vast te houden, 6063 Aluminiumlegering bereikt 80-90% van zijn piekhardheid met minimale vervorming.
- T6 Levert de hoogste sterkte - typisch 190-240 MPa trek.
Fabrikanten oplossen bij 520-540 ° C om alle mg₂si op te lossen, Vloed vervolgens en leeftijd om de fijne β ″ te vormen die maximale hardheid verovert. - T7 Richt op toepassingen waar strakke dimensionale regeling opweegt tegen de pieksterkte.
Uitgebreide verouderende grovere grofstaat in de stabielere β -fase, Snijd sterkte met ~ 10-20% maar vermindert de restspanning.
Kracht, Ductiliteit, en afweging van stabiliteit
Onmiddellijk na veroudering, T6 6063 Aluminiumlegering bereikt zijn hoogste opbrengst en ultieme treksterkte, Toch vertoont het ook een grotere terugloop tijdens het buigen.
Omgekeerd, T5 temperatuur produceert iets lagere sterkte (160–200 MPa) maar behoudt 5-10% betere verlenging en minimaliseert vervorming in complexe geometrieën.
Wanneer ontwerpers zowel matige sterkte als een uitstekende dimensionale nauwkeurigheid vereisen-zoals in strakke tolerantie raamkozijnen-specificeren ze vaak een gemodificeerde T6I4- of T7-cyclus.
Overtuigen en stressverlichting
Overaging voorbij de T6 -piek - benaderd door het verhogen van verouderingstemperaturen tot 200-220 ° C of het verlengen van de houdbaarheid daarachter 12 Uren - drives β ″ neerslaat tot grover in β ′ en vervolgens β.
Hoewel deze verschuiving de opbrengststerkte vermindert tot tot 20%, Het stabiliseert dimensies en verlicht interne spanningen die anders kunnen leiden tot kromtrekken of kraken tijdens de dienst.
In assemblages met meerdere verbonden onderdelen, te hoog 6063 Aluminiumlegering verzet zich tegen stresscorrosie kraken, T7 temperatuur een ideale keuze maken voor gelaste of mechanisch bevestigde structuren.
7. Oppervlaktebehandelingen & Coatings
Chemische conversie coatings
Chromeren (Type I) en fosfaatvoorbehandelingen bevorderen de hechting voor daaropvolgende topcoats. Trivalent chroom- en zirkoniumgebaseerde systemen bieden ROHS-conforme alternatieven.
Poedercoating en schilderen
Na voorbehandeling, polyester of epoxy -polyester poeders leveren duurzame kleurafwerkingen.
Typische dikte: 60–120 µm. Juiste oppervlakteruwheid (Ra ≈ 1.5 µm) verbetert mechanische vergrendeling.
Opkomende nano-getextureerde en zelfreinigende behandelingen
Onderzoekers ontwikkelen superhydrofobe coatings met behulp van silica nanodeeltjes en gefluoreerde bindmiddelen.
Vroege tests tonen contacthoeken > 150°, veelbelovende verminderde vervuiling op buitengevels.
8. Hoofdtoepassing van 6063 Aluminiumlegering
Architecturale en bouwindustrie
- Raam- en deurframes
- Gordijnwandsystemen
- Leuningen en vangrails
- Architecturale afwerking
- Structurele beglazingsprofielen
Transportsector
- Automotive trim en decoratieve lijstwerk
- Dakrails en loopborden
- Trailer frames
- Fietsframes en accessoires
- Boat -fittingen en gangways
Elektrische en verlichtingssystemen
- LED -verlichtingsbehuizingen
- Koellichamen voor elektronica
- Elektrische behuizingen
- Leidingslang
- Reflectorframes
Consumentenproducten en meubels
- Kantoorpartitiesystemen
- Display armaturen en bewegwijzering frames
- Meubels slangen en steunen
- Ladders en rekken
- Sportuitrusting (statief, tentpalen)
Industriële machines en apparatuur
- Machinebeschermingsprofielen
- Pneumatische cilinderbuizen
- Framing Systems for Automation
- Transportsysteemrails
- Koelsysteembehuizingen
9. Voordelen en beperkingen van 6063 Aluminiumlegering
Belangrijke voordelen
- Vormbaarheid: Ongeëvenaard voor complexe extrusies, Ontwerpflexibiliteit mogelijk maken in architecturale en automotive sectoren.
- Kosteneffectiviteit: Grondstofkosten ~ $ 2,2/kg, 30% goedkoper dan 6061 En 50% goedkoper dan 7075.
- Oppervlakteafwerking: Ideaal voor anodiseren en schilderen, kritisch voor esthetische toepassingen.
Beperkingen
- Kracht: Lager dan 6061 (T6 treksterkte: 310 vs. 350 MPA) en ver inferieur aan 7075 (570 MPA), beperkend gebruik in componenten met een hoge stress.
- Prestaties op hoge temperatuur: Sterkte daalt snel boven 150 ° C (behouden 50% van T6 -sterkte bij 200 ° C), ongeschikt voor motoronderdelen.
- Brandweerstand: Smelt bij 595 ° C, Het vereisen van brandvertragende coatings in kritieke structurele toepassingen.
10. Normen, Specificaties & Beschikbaarheid
6063 Aluminiumlegering voldoet aan meerdere wereldwijde normen:
- IN 573-3 / IN 755-2: Chemische en mechanische vereisten voor gesneden producten
- ASTM B221: Geëxtrudeerde bars, staven, draden, profielen, en buizen
- ISO 6361: Smeedde aluminium en aluminium legeringsbladen, strips, en borden
- Just H4040: Aluminium legering geëxtrudeerde vormen
Leveranciers Wereldwijd Stock Alu 6063 in vormen variërend van geëxtrudeerde profielen (70% productie), vellen, buizen, en staven.
Doorlooptijden voor aangepaste extrusies variëren meestal van 3-6 weken voor eenvoudige profielen tot 8-12 weken voor complexe geometrieën.
11. Vergelijking met gerelateerde legeringen
6063 Aluminiumlegering neemt een afzonderlijke positie in in de 6xxx -serie aluminiumlegeringen, Bekend om hun uitstekende balans tussen kracht, corrosieweerstand, en extrudabiliteit.
Belangrijkste vergelijkingstabel
| Eigendom / Functie | 6063 | 6061 | 6005A | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Treksterkte (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Levert kracht op (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Verlenging (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Corrosieweerstand | Uitstekend | Erg goed | Erg goed | Erg goed | Gematigd (heeft coating nodig) |
| Uitzetting | Uitstekend (Complexe profielen) | Goed | Goed | Eerlijk | Arm |
| Anodiserende kwaliteit | Uitstekend | Goed | Goed | Eerlijk | Arm |
| Machinaliteit | Eerlijk | Goed | Goed | Goed | Uitstekend |
| Lasbaarheid | Uitstekend | Erg goed | Goed | Goed | Beurs (Heet krakende risico) |
| Typische use cases | Architectuur, meubilair | Structureel, automobiel | Bruggen, ladders | Vervoer, marien, structuren | Ruimtevaart, Hoge spanningsonderdelen |
6061 vs. 6063 Aluminiumlegering
- Kracht: 6061 biedt 20-30% hogere sterkte dan 6063, het beter maken voor structurele toepassingen.
- Vormbaarheid: 6063 blinkt uit in complexe extrusies en afwerkingen, terwijl 6061 is rigide.
- Toepassingen: 6063 is ideaal voor decoratief en architectonisch gebruik; 6061 heeft de voorkeur voor loaddragende componenten zoals fietsframes, chassis, en drukvaten.
6005Een VS. 6063 Aluminiumlegering
- Kracht: 6005Een beter presteert 6063 in sterkte met 10-30%.
- Uitzetting: 6063 laat fijnere details toe in profielen; 6005A is moeilijker te extruderen.
- Het beste bij: 6005A wordt gebruikt in spoortransport en structurele systemen, terwijl 6063 Domineert in raam- en deursystemen.
6082 vs. 6063 Aluminiumlegering
- Kracht: 6082 biedt tot 40% meer kracht dan 6063.
- Corrosieweerstand: Vergelijkbaar, Maar 6063 Biedt een betere geanodiseerde afwerking.
- Machinaliteit & lasbaarheid: 6082 is moeilijker te machine; 6063 lassen schoner en netter.
7075 vs. 6063 Aluminiumlegering
- Kracht: 7075 is aanzienlijk sterker - meer dan het dubbele van de sterkte van 6063.
- Corrosieweerstand: 6063 presteert veel beter in vochtige of mariene omgevingen.
- Werkbaarheid: 7075 is moeilijk te lassen en extruderen, terwijl 6063 blinkt uit in gemak van fabricage.
- Gebruik: 7075 wordt gebruikt in ruimtevaart- en prestatiekritische delen; 6063 heeft de voorkeur voor consumenten- en architecturale producten.
12. Conclusie
6063 Aluminiumlegering vindt een dwingende balans: Het maakt complexe extrusies mogelijk met fijne oppervlakte -afwerkingen,
Biedt betrouwbare corrosieweerstand, en bereikt respectabele mechanische sterkte door gecontroleerde veroudering.
Van architecturale gevels tot mariene hardware, 6063 Aluminium bewijst zijn veelzijdigheid in meerdere industrieën.
Door de compositie te begrijpen, microstructuur, en verwerkingspaden,
Ingenieurs kunnen gebruik maken van 6063 Aluminium om te voldoen aan zowel prestaties als esthetische vereisten - bij het behouden van productiekosten en milieu -impact bij de controle.
FAQ's
Wat is 6063 aluminiumlegering gebruikt voor?
6063 Aluminiumlegering wordt voornamelijk gebruikt voor architecturale toepassingen zoals raamframes, deurframes, Gordijnmuren, leuning, en andere decoratieve profielen
Vanwege de uitstekende oppervlakte -afwerking, corrosieweerstand, en goede extrudabiliteit.
Is 6063 aluminium sterker dan 6061?
Nee, 6063 Aluminium is niet zo sterk als 6061.
Terwijl 6063 biedt superieure oppervlakte -afwerking en vormbaarheid, 6061 Biedt een hogere trek- en opbrengststerkte, het geschikter maken voor structurele en load-dodelingtoepassingen.
Wat is 6063 vliegtuigkwaliteit aluminium?
6063 Aluminium wordt over het algemeen niet beschouwd als aluminium "vliegtuigkwaliteit".
Vliegtuigtoepassingen vereisen meestal legeringen van hogere sterkte zoals 2024 of 7075. Echter, 6063 ALU kan worden gebruikt in niet-kritische interieur of decoratieve componenten in de ruimtevaartindustrie.
Wat is equivalent aan 6063 aluminium?
Internationale equivalenten aan 6063 Aluminium inclusief:
- IN: En AW-6063
- ISO: ALMG0.7SI
- Hij is: A6063
- ASTM: B221 (behandelt productvormen zoals bars, buizen, profielen)
