1. Wstęp
6063 stop aluminium - mowy wyznaczony I AW-6063, ASTM B221, I ISO ALMG0.7SI- Ostate jako wszechstronne, Materiał zoptymalizowany wytłaczanie.
Od debiutu komercyjnego w połowie XX wieku, 6063 Aluminium wyrzeźbiło znaczącą niszę rynkową.
Producenci nagradzają doskonałe wykończenie powierzchniowe, Dobry stosunek siły do ważności, i łatwość wytwarzania.
W tym artykule, eksplorujemy 6063 aluminium z chemicznych korzeni poprzez ewolucję mikrostrukturalną, Zbadaj jego wydajność mechaniczną i korozji, i wyróżnij praktyczne zastosowania.
2. Co jest 6063 Aluminium?
Skład chemiczny & Filozofia stopowa
6063 aluminium stop należy do serii 6xxx, Gdzie magnez (Mg) I krzem (I) tworzyć siły moczowe na fazie wzmacniającego magnez (Mg₂si).
Jego nominalny skład (W% WT) zazwyczaj wpada do środka:
| Element | Treść nominalna (wt %) | Funkcja pierwotna |
|---|---|---|
| I | 0.2–0,6 | Poprawia płynność podczas odlewania; Połącza się z Mg z wytworzeniem wytrącania Mg₂SI do stwardnienia wieku. |
| Mg | 0.45–0,9 | Reaguje z SI, aby wytworzyć drobne cząstki Mg₂SI, Zwiększenie siły poprzez stwardnienie opadów. |
| Fe | ≤ 0.35 | Działa jak zanieczyszczenie - ustal niski, aby uniknąć gruboziarnistych intermetalików, które zmniejszają plastyczność i wykończenie powierzchniowe. |
| Cu | ≤ 0.10 | Nieznacznie zwiększa wytrzymałość, ale ogranicza się do utrzymania odporności na korozję i wytrzymałość. |
Mn |
≤ 0.10 | Zdrapuje żelazo, tworząc łagodne międzymetaliki i udoskonala strukturę ziarna w celu poprawy wytrzymałości. |
| Cr | ≤ 0.10 | Kontroluje wzrost ziarna podczas obróbki cieplnej, Zwiększenie siły i odporności na pękanie naprężeń. |
| Zn | ≤ 0.10 | Niewielkie dodanie stopowe - unikanie jest unikania w celu zachowania odporności na korozję. |
| Z | ≤ 0.10 | Działa jako rafiner zboża w castingu, tworząc grzywnę, jednolita struktura ziarna do wytłaczania. |
| Inni | ≤ 0.05 (każdy), ≤ 0.15 (całkowity) | Ściśle ograniczone do zapobiegania niekontrolowanemu wtórnemu fazom, które upośledzają wydajność mechaniczną lub korozji. |
| Glin | Balansować | Zapewnia macierz podstawową, Oferując niską gęstość, Wysoka przewodność, i doskonała formalność. |
3. Fizyczny & Właściwości mechaniczne 6063 Stop aluminium
Właściwości fizyczne 6063 Stop aluminium
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 2.70 g/cm³ |
| Przewodność cieplna (20 ° C.) | 201 W/m · k |
| Przewodność elektryczna | 35 % IAC |
| Moduł elastyczności | 69 GPA |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 23.4 × 10⁻⁶ k⁻¹ |
Wydajność mechaniczna według temperamentu
| Hartować | Wytrzymałość na rozciąganie (MPA) | Granica plastyczności (0.2 % zrównoważyć, MPA) | Wydłużenie (%) | Twardość (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 |
Wydajna wydajność temperatury & Zmęczenie
6063 stop aluminium zachowuje się z grubsza 80 % jego siły o temperaturze pokoju 100 ° C.. W testowaniu zmęczeniowym (R = 0.1), krzywa S-N pokazuje limit wytrzymałości w pobliżu 90 MPA za milion cykli.
Projektanci często uwzględniają margines bezpieczeństwa 1,5–2 × dla cyklicznego ładowania w aplikacjach zewnętrznych lub motoryzacyjnych.
Anizotropia z wytłaczania
Profile wytłaczane wykazują anizotropię: Właściwości podłużne zazwyczaj przekraczają te poprzeczne o 5–10 % w wytrzymałości na rozciąganie.
Inżynierowie kompensują, dostosowując krytyczne ścieżki obciążenia do kierunku wytłaczania.
4. Odporność na korozję & Ochrona powierzchni
Naturalna bariera tlenku
6063 Aluminium tworzy cienki, Samoprzewodowy film Al₂o₃ (2–5 nm) który jest odporny na korozję atmosferyczną, przechodzący 1,000+ Godziny w testach natryskowych solnych (ASTM B117) po anodowaniu.
Ten film sprawia, że stop jest idealny do zastosowań na świeżym powietrzu, Od profili architektonicznych po wyposażenie morskie.
Wyzwania i łagodzenie
- Środowiska chlorkowe: Wrażliwy na wżery w słonej wodzie (Cl⁻ > 500 ppm), łagodzony przez gęste anodowanie (15–25 μm) lub powłoki epoksydowe.
- Korozja galwaniczna: Unikaj bezpośredniego kontaktu ze stalą miedzi lub węglową; Używaj izolacji uszczelek lub starterów bogatych w cynk.
Techniki anodowania i dekoracyjne wykończenia
- Kwas siarkowy Anodowanie (Typ II) wytwarza porowaty tlenek o grubości 5–25 µm.
- Anodowanie twardego (Typ III) daje grubość 25–60 µm w celu odporności na zużycie.
- Anodowanie kolorów i Powłoki proszkowe Zezwalaj na dostosowanie estetyczne, Z chemicznymi podkładami konwersji (NP., chrominian lub trójwartościowy cyrkon) Zwiększenie przyczepności.
5. Produkcja & Dołączenie 6063 Stop aluminium
PRODUKCJI PRZYPADKI 6063 aluminium ze względu na wyjątkową wytłaczalność, Przewidywalne zachowanie obróbki, i niezawodna spawalność.
Charakterystyka wytłaczania
Pierwszy, 6063 gładko wytłacza aluminium w 450–550 ° C, Okno temperatury, które równoważy przepływ metalu i udoskonalenie ziarna.
Typowy wyrzucenie Współczynniki wahają się od 10:1 aż do 30:1, Włączanie złożonych przekrojów z grubościami ściany tak cienkie 1 mm.
6063 stop aluminiowy ustawia punkt odniesienia dla wytłaczalności, z kluczowymi zaletami:
- Niskie ciśnienie wytłaczania: 100–150 MPa dla złożonych profili, 30% niższe niż 6061,
Włączanie skomplikowanych kształtów, takich jak okienki termiczne z 0.8 Grubości ściany MM i puste komory. - Wykończenie powierzchni: Osiągnięte powierzchnie są wykorzystywane RA ≤1,6 μm bez przetwarzania, Krytyczne dla zastosowań architektonicznych, w których obróbka wtórna zwiększyłaby 20–30% kosztów.
- Prędkość produkcji: Wskaźniki wytłaczania 5–20 m/i (w zależności od złożoności profilu), z jedną matką zdolną do produkcji 10 000–20 000 metrów dziennie.
Obróbka i oprzyrządowanie
Jego miękki temperament (F) umożliwia szybkie obróbki z szybka stal (HSS) narzędzia Przy prędkości cięcia 150 m/my.
Używając Rozpuszczalny chłód (5–10% stężenie) zmniejsza zużycie narzędzia przez 40%, Podczas gdy narzędzia do węglików są preferowane do twardych funkcji (NP., wątki w temperamencie T6).
Techniki spawania
- Spawanie TIG: Preferowane dla komponentów precyzyjnych, używając 4043 Rodę wypełniającą (Al-5%Tak) Aby zminimalizować gorące pękanie.
Wydajność spoiny osiąga 90%, z utrzymaniem wytrzymałości na rozciąganie 85% w temperamencie T6. - Spawanie zamieszania tarcia (Fsw): Proces półprzewodnikowy idealny dla grubych sekcji (aż do 10 mm), wytwarzanie stawów wolnych od wad z 90% siły metalu bazowego.
- Leczenie po spawaniu: Ulga na stres w 150° C dla 2 godziny zmniejsza stres resztkowy przez 60%, Krytyczne dla stabilności wymiarowej w dużych zespołach.
6. Obróbka cieplna & Stwardnienie wieku 6063 Stop aluminium
Obróbka cieplna przekształca miękkie 6063, Stan plastyczny w stopniu do stopu zahartowanego opadami o znacznie poprawionej wytrzymałości.
Wybierając odpowiednią kombinację rozwiązania, gaszenie, i starzejące się kroki,
producenci dostosowują równowagę siły rozciągania, plastyczność, oraz stabilność wymiarowa wymagań aplikacji.
Oznaczenia temperamentu i typowe cykle
| Hartować | Proces | Typowy cykl starzenia |
|---|---|---|
| T1 | Słodko bezpośrednio z wytłaczania; Naturalnie wiek w temperaturze pokojowej | ~ 7 dni w 20 ° C. |
| T5 | Fajnie z wytłaczania lub hartowania; Sztuczny wiek | 175–205 ° C przez 4–8 godzin |
| T6 | Roztwór cieplny w 520–540 ° C; ugasić; Sztuczny wiek | 175–205 ° C przez 6–12 godzin |
| T7 | Overage Beyond T6 (dla lepszej stabilności wymiarowej) | 200–220 ° C przez 8–16 godzin |
- T1 TEMMER opiera się na powolnym, naturalne starzenie się. Projektanci faworyzują T1 dla części wymagających maksymalnej formalności bezpośrednio po wytłaczaniu.
- T5 szybko poprawia siłę. Trzymając w 175–205 ° C przez kilka godzin, 6063 stop aluminium osiąga 80–90% szczytowej twardości przy minimalnym zniekształceniu.
- T6 zapewnia najwyższą siłę - typowo 190–240 MPa.
Producenci rozwiązują w 520–540 ° C, aby rozpuścić wszystkie MG₂SI, Następnie wygaszaj i wiek, aby utworzyć drobne β ″ wytrąca się, które nadają maksymalną twardość. - T7 Kieruje zastosowania, w których ciasna kontrola wymiarowa przewyższa wytrzymałość szczytową.
Rozszerzone starzenie się grube wytrąca się w bardziej stabilną fazę β, Siła cięcia o ~ 10–20%, ale zmniejszanie naprężeń szczątkowych.
Wytrzymałość, Plastyczność, i kompromisy stabilności
Natychmiast po starzeniu się, T6 6063 stop aluminium osiąga najwyższą wydajność i najwyższą wytrzymałość na rozciąganie, Jednak wykazuje także większą wiosnę podczas zginania.
Odwrotnie, T5 Temper wytwarza nieco niższą wytrzymałość (160–200 MPa) ale zachowuje 5–10% lepsze wydłużenie i minimalizuje zniekształcenie w złożonych geometriach.
Gdy projektanci wymagają zarówno umiarkowanej siły, jak i doskonałej dokładności wymiarowej-takich jak w ramach okien ścisłych tolerancji-często określają zmodyfikowany cykl T6I4 lub T7.
Przekręcanie i ulga w stresie
Overging poza szczytem T6 - nierówne przez zwiększenie starzenia się do 200–220 ° C lub wydłużenie czasów wstrzymania poza 12 Godziny - napęd β ″ wytrąca się do gruzego w β ′, a następnie β.
Chociaż ta zmiana zmniejsza granicę plasty 20%, Stabilizuje wymiary i łagodzi wewnętrzne naprężenia, które w przeciwnym razie mogą prowadzić do wypaczenia lub pękania podczas serwisu.
W zespołach z wieloma połączonymi częściami, przepełnione 6063 stop aluminium odpowiada pękaniu korozji stresu, czyniąc T7 Temper idealny wybór do spawanych lub mechanicznie mocowanych struktur.
7. Zabiegi powierzchniowe & Powłoki
Powłoki konwersji chemicznej
Chromat (Typ I.) a wstępne obróbki fosforanowe promują przyczepność dla kolejnych lakierów. Trójwale chrom i systemy oparte na cyrkonie oferują alternatywy zgodne z ROHS.
Powłoka proszkowa i malowanie
Po wstępnej obróbce, proszki poliestrowe lub epoksydowe - Polyester zapewniają trwałe wykończenia kolorów.
Typowa grubość: 60–120 µm. Właściwa chropowatość powierzchni (Ra ≈ 1.5 µm) Zwiększa mechaniczną blokadę.
Pojawiające się nano-teksturowane i samoczyszczące leczenie
Naukowcy opracowują powłoki superhydrofobowe przy użyciu nanocząstek krzemionki i fluorowanych segregatorów.
Wczesne testy pokazują kąty kontaktu > 150°, obiecujące zmniejszone zabrudzanie fasad zewnętrznych.
8. Główne zastosowanie 6063 Stop aluminium
Przemysł architektoniczny i budowlany
- Ramki okienne i drzwi
- Systemy ścian kurtyny
- Poręcze i poręcze
- Wykończenie architektoniczne
- Profile szkla strukturalnego
Sektor transportu
- Motorowe wykończenia i dekoracyjne listwy
- Ręby dachowe i płyty biegowe
- Ramki przyczepy
- Ramy rowerowe i akcesoria
- Złącza łodzi i przełamy
Systemy elektryczne i oświetleniowe
- LED LED Lighting Housings
- Właty do elektroniki
- Obudowy elektryczne
- Rurki przewodowe
- Ramki odbicia
Produkty i meble konsumenckie
- Systemy partycji biurowej
- Wyświetl oprawy i ramki oznakowania
- Rurki meblowe i wsporniki
- Drabiny i stojaki
- Sprzęt sportowy (statywy, Bieczki namiotowe)
Maszyny przemysłowe i sprzęt
- Profile ochrony maszyn
- Pneumatyczne rurki cylindrów
- Systemy kadrowania do automatyzacji
- Przenośne szyny systemowe
- Obudowy układu chłodzenia
9. Zalety i ograniczenia 6063 Stop aluminium
Kluczowe zalety
- Formalność: Niezrównane w przypadku złożonych wysiłków, umożliwianie elastyczności projektowania w sektorach architektonicznych i motoryzacyjnych.
- Opłacalność: Koszt surowca ~ 2,2 USD/kg, 30% tańsze niż 6061 I 50% tańsze niż 7075.
- Wykończenie powierzchni: Idealny do anodowania i malowania, Krytyczne dla zastosowań estetycznych.
Ograniczenia
- Wytrzymałość: Niższe niż 6061 (T6 wytrzymałość na rozciąganie: 310 vs.. 350 MPA) i znacznie gorsze od 7075 (570 MPA), Ograniczanie zastosowania w komponentach wysokiej stresu.
- Wydajność w wysokiej temperaturze: Siła spadnie szybko powyżej 150 ° C (zachowuje 50% siły T6 w 200 ° C), nieodpowiedni dla komponentów silnika.
- Opór ogniowy: Topi się w 595 ° C., Wymaganie powłok przeciwpożarowych w krytycznych zastosowaniach strukturalnych.
10. Standardy, Specyfikacje & Dostępność
6063 stop aluminiowy spełnia wiele globalnych standardów:
- W 573-3 / W 755-2: Wymagania chemiczne i mechaniczne dotyczące produktów kutego
- ASTM B221: Wytłaczane pręty, pręty, przewody, profile, i rurki
- ISO 6361: Kute aluminiowe i aluminiowe arkusze stopów, paski, i płyty
- Tylko H4040: Aluminium stopu wytłaczane
Dostawcy na całym świecie Alu 6063 w kształtach od wytłaczanych profili (70% produkcji), Arkusze, rurki, i pręty.
Czasy realizacji dla niestandardowych wytłaczania zwykle wynoszą od 3–6 tygodni dla prostych profili do 8–12 tygodni dla złożonych geometrii.
11. Porównanie z powiązanymi stopami
6063 stop aluminium zajmuje wyraźną pozycję w serii 6xxx stopów aluminiowych, znane ze swojej doskonałej równowagi między siłą, Odporność na korozję, i wytłaczalność.
Tabela porównań kluczowych
| Nieruchomość / Funkcja | 6063 | 6061 | 6005A | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Granica plastyczności (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Wydłużenie (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Odporność na korozję | Doskonały | Bardzo dobry | Bardzo dobry | Bardzo dobry | Umiarkowany (wymaga powłoki) |
| Wytłaczalność | Doskonały (złożone profile) | Dobry | Dobry | Sprawiedliwy | Słaby |
| Anodowanie jakości | Doskonały | Dobry | Dobry | Sprawiedliwy | Słaby |
| Maszyna | Sprawiedliwy | Dobry | Dobry | Dobry | Doskonały |
| Spawalność | Doskonały | Bardzo dobry | Dobry | Dobry | Fair - Poor (Ryzyko łamania gorącego) |
| Typowe przypadki użycia | Architektura, meble | Strukturalny, automobilowy | Mosty, drabiny | Transport, morski, struktury | Aerospace, Części o dużej stresu |
6061 vs.. 6063 Stop aluminium
- Wytrzymałość: 6061 oferuje o 20–30% wyższą siłę niż 6063, lepsze do zastosowań strukturalnych.
- Formalność: 6063 wyróżnia się w złożonych wytłaczaniach i wykończeniach, chwila 6061 jest bardziej sztywny.
- Aplikacje: 6063 jest idealny do zastosowań dekoracyjnych i architektonicznych; 6061 jest preferowany dla komponentów obciążenia, takich jak ramy rowerowe, podwozie, i naczynia ciśnieniowe.
6005VS. 6063 Stop aluminium
- Wytrzymałość: 6005Lepsze wyniki 6063 W sile o 10–30%.
- Wytłaczalność: 6063 Umożliwia drobniejsze szczegóły w profilach; 6005A jest trudniejsze do wyciągnięcia.
- Najlepsze dopasowanie: 6005A jest używane w transporcie kolejowym i systemach konstrukcyjnych, chwila 6063 dominuje w systemach okien i drzwi.
6082 vs.. 6063 Stop aluminium
- Wytrzymałość: 6082 zapewnia 40% więcej siły niż 6063.
- Odporność na korozję: Porównywalny, Ale 6063 zapewnia lepsze anodowane wykończenie.
- Maszyna & Spawalność: 6082 jest trudniej; 6063 Spawanie czystsze i bardziej.
7075 vs.. 6063 Stop aluminium
- Wytrzymałość: 7075 jest znacznie silniejszy - więcej niż dwukrotnie więcej niż siła 6063.
- Odporność na korozję: 6063 działa znacznie lepiej w środowiskach wilgotnych lub morskich.
- Urabialność: 7075 jest trudny do spawania i wyciągnięcia, mając na uwadze, że 6063 wyróżnia się łatwością wytwarzania.
- Używać: 7075 jest stosowany w częściach lotniczych i krytycznych wydajności; 6063 jest preferowany dla produktów konsumenckich i architektonicznych.
12. Wniosek
6063 stop aluminiowy uderza w przekonującą równowagę: Umożliwia złożone wytłaczanie z drobnymi wykończeniami powierzchniowymi,
Zapewnia niezawodny odporność na korozję, i osiąga szacunkową wytrzymałość mechaniczną poprzez kontrolowane starzenie się.
Od fasad architektonicznych po sprzęt morski, 6063 Aluminium potwierdza swoją wszechstronność w wielu branżach.
Rozumiejąc jego kompozycję, Mikrostruktura, i ścieżki przetwarzania,
Inżynierowie mogą wykorzystać 6063 aluminium w celu spełnienia wymagań dotyczących wydajności i estetycznych - jednocześnie utrzymując koszty produkcji i wpływ na środowisko pod kontrolą.
FAQ
Co jest 6063 stop aluminium używany?
6063 stop aluminium jest używany przede wszystkim do aplikacji architektonicznych, takich jak ramy okienne, Ramki drzwi, ściany kurtyny, balustrady, i inne profile dekoracyjne
Ze względu na doskonałe wykończenie powierzchniowe, Odporność na korozję, i dobra wytłaczalność.
Jest 6063 aluminium silniejsze niż 6061?
NIE, 6063 Aluminium nie jest tak silne jak 6061.
Chwila 6063 oferuje doskonałe wykończenie powierzchni i formalność, 6061 zapewnia wyższą granicę rozciągania i plastyczności, dzięki czemu jest bardziej odpowiednie do zastosowań strukturalnych i obciążenia.
Co jest 6063 Aluminium klasy samolotu?
6063 Aluminium na ogół nie jest uważane za aluminium „klasy samolotów”.
Aplikacje samolotów zwykle wymagają stopów o wyższej wytrzymałości, takich jak 2024 Lub 7075. Jednakże, 6063 ALU może być stosowany w niekrytycznych elementach wnętrza lub dekoracyjnych w branży lotniczej.
Co jest równoważne 6063 aluminium?
Międzynarodowe odpowiedniki 6063 Aluminium obejmują:
- W: I AW-6063
- ISO: ALMG0.7SI
- On jest: A6063
- ASTM: B221 (Obejmuje formy produktów, takie jak bary, rurki, profile)
