1. Introdução
6063 liga de alumínio - comumente designada E AW-6063, ASTM B221, e ISO ALMG0.7SI—Sta -se como um versátil, Material otimizado para extrusão.
Desde sua estréia comercial em meados do século XX, 6063 O alumínio esculpiu um nicho de mercado significativo.
Os fabricantes prêmios seu excelente acabamento superficial, boa proporção de força / peso, e facilidade de fabricação.
Neste artigo, Nós exploramos 6063 alumínio de suas raízes químicas através da evolução microestrutural, Examine seu desempenho mecânico e de corrosão, e destacar aplicações práticas.
2. O que é 6063 Alumínio?
Composição química & Filosofia de liga
6063 alumínio Alloy pertence à série 6xxx, onde magnésio (Mg) e silício (E) formar o silicida de fase de fortalecimento (Mg₂si).
Sua composição nominal (em% em peso) Normalmente se enquadra:
| Elemento | Conteúdo nominal (wt %) | Função primária |
|---|---|---|
| E | 0.2–0.6 | Melhora a fluidez durante o elenco; combina -se com MG para formar precipita mg₂si para endurecer a idade. |
| Mg | 0.45–0.9 | Reage com o SI para produzir partículas finas de mg₂si, Aumentando a força através do endurecimento da precipitação. |
| Fe | ≤ 0.35 | Atua como uma impureza - mantendo baixo para evitar intermetálicos grossos que reduzem a ductilidade e o acabamento da superfície. |
| Cu | ≤ 0.10 | Aumenta a força ligeiramente, mas é limitado para manter a resistência e a resistência à corrosão. |
Mn |
≤ 0.10 | Limpe o ferro para formar intermetálicos benignos e refina a estrutura de grãos para melhorar a resistência. |
| Cr | ≤ 0.10 | Controla o crescimento de grãos durante o tratamento térmico, Aumentando a força e a resistência ao estresse rachado. |
| Zn | ≤ 0.10 | Adição de liga menor - o excesso é evitado para preservar a resistência à corrosão. |
| De | ≤ 0.10 | Atua como um refinador de grãos no elenco, produzindo uma multa, Estrutura de grão uniforme para extrusão. |
| Outros | ≤ 0.05 (cada), ≤ 0.15 (total) | Estritamente limitado para evitar fases secundárias descontroladas que prejudiquem o desempenho mecânico ou de corrosão. |
| Al | Equilíbrio | Fornece a matriz base, oferecendo baixa densidade, alta condutividade, e excelente formabilidade. |
3. Físico & Propriedades mecânicas de 6063 Liga de alumínio
Propriedades físicas de 6063 Liga de alumínio
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 2.70 g/cm³ |
| Condutividade térmica (20 ° c) | 201 W/m · k |
| Condutividade elétrica | 35 % IACS |
| Módulo de elasticidade | 69 GPA |
| Coeficiente de expansão térmica | 23.4 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
Desempenho mecânico por temperamento
| Temperamento | Resistência à tracção (MPA) | Força de escoamento (0.2 % desvio, MPA) | Alongamento (%) | Dureza (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 |
Desempenho de temperatura elevada & Fadiga
6063 liga de alumínio retém aproximadamente 80 % de sua força de temperatura ambiente em 100 ° c. No teste de fadiga (R = 0.1), Uma curva S-N mostra um limite de resistência próximo 90 MPA por um milhão de ciclos.
Os designers costumam levar em consideração uma margem de segurança de 1,5–2 × para carga cíclica em aplicações externas ou automotivas.
Anisotropia da extrusão
Perfis extrudados exibem anisotropia: Propriedades longitudinais normalmente excedem as transversais em 5-10 % em força de tração.
Os engenheiros compensam alinhando os caminhos de carga crítica com a direção de extrusão.
4. Resistência à corrosão & Proteção de superfície
Barreira de óxido natural
6063 Alumínio forma um fino, Filme Al₂o₃ Auto-Cura (2–5 nm) que resiste à corrosão atmosférica, passagem 1,000+ Horas em testes de pulverização de sal (ASTM B117) quando anodizado.
Este filme torna a liga ideal para aplicações ao ar livre, De perfis arquitetônicos a acessórios marinhos.
Desafios e mitigação
- Ambientes de cloreto: Sensível a picar na água salgada (Cl⁻ > 500 ppm), mitigado por anodização espessa (15–25 μm) ou revestimentos epóxi.
- Corrosão galvânica: Evite o contato direto com o cobre ou aço carbono; Use juntas isolantes ou primers ricos em zinco.
Anodizando técnicas e acabamentos decorativos
- Ácido sulfúrico Anodizando (Tipo II) produz 5-25 µm de óxido poroso de espessura.
- Anodizador de casos duros (Tipo III) rende 25-60 µm de espessura para resistência ao desgaste.
- Colorir anodizando e Revestimentos em pó Permitir personalização estética, com primers de conversão química (Por exemplo, cromato ou zircônio trivalente) Melhorando a adesão.
5. Fabricação & União de 6063 Liga de alumínio
Os fabricantes favorecem 6063 alumínio por sua extrudabilidade excepcional, comportamento de usinagem previsível, e soldabilidade confiável.
Características de extrusão
Primeiro, 6063 Extrude de alumínio suavemente a 450-550 ° C, Uma janela de temperatura que equilibra o fluxo de metal e o refinamento de grãos.
Típico extrusão As proporções variam de 10:1 até 30:1, permitindo seções transversais complexas com espessuras de parede tão finas quanto 1 mm.
6063 liga de alumínio define a referência para a extrudabilidade, com vantagens importantes:
- Baixa pressão de extrusão: 100–150 MPA para perfis complexos, 30% menor que 6061,
permitindo formas intrincadas, como quadros de janelas de quebra térmica com 0.8 mm espessuras da parede e câmaras ocas. - Acabamento superficial: As superfícies conforme as extrudidas alcançam RA ≤1,6 μm sem pós-processamento, crítico para aplicações arquitetônicas em que a usinagem secundária adicionaria 20 a 30% de custo.
- Velocidade de produção: Taxas de extrusão de 5–20 m/i (Dependendo da complexidade do perfil), com um único dado capaz de produzir 10.000 a 20.000 metros por dia.
Usinagem e ferramentas
Seu temperamento macio como extrado (F) permite usinagem rápida com Aço de alta velocidade (HSS) ferramentas em velocidade de corte até 150 m/meu.
Usando refrigerante solúvel (5–10% de concentração) reduz o desgaste da ferramenta por 40%, Enquanto as ferramentas de carboneto são preferidas para recursos com dificuldades (Por exemplo, tópicos no temperamento T6).
Técnicas de soldagem
- Soldagem Tig: Preferido para componentes de precisão, usando 4043 haste de enchimento (Al-5%sim) Para minimizar rachaduras a quente.
A eficiência da solda chega 90%, com retenção de força de tração de 85% em T6 Temper. - Soldagem por fricção (FSW): Um processo de estado sólido ideal para seções grossas (até 10 mm), produzindo juntas sem defeitos com 90% de força de metal base.
- Tratamento pós-soldado: Alívio do estresse em 150° C para 2 horas reduz o estresse residual por 60%, crítico para a estabilidade dimensional em grandes montagens.
6. Tratamento térmico & Endurecimento de idade de 6063 Liga de alumínio
O tratamento térmico transforma o Soft 6063, Condição ductal, em uma liga endurecida pela precipitação, com força significativamente melhorada.
Selecionando a combinação certa de solução, Tireização, e etapas de envelhecimento,
Os fabricantes adaptam o equilíbrio da resistência à tração, ductilidade, e estabilidade dimensional para requisitos de aplicação.
Designações de temperamento e ciclos típicos
| Temperamento | Processo | Ciclo de envelhecimento típico |
|---|---|---|
| T1 | Esfriar diretamente da extrusão; naturalmente envelhecer à temperatura ambiente | ~ 7 dias em 20 ° c |
| T5 | Cool da extrusão ou da apagada; idade artificial | 175–205 ° C por 4-8 h |
| T6 | Solução Trelas térmicas em 520-540 ° C; Querece; idade artificial | 175–205 ° C por 6–12 h |
| T7 | Excesso além do T6 (Para melhorar a estabilidade dimensional) | 200–220 ° C por 8–16 h |
- T1 Temper depende de lento, envelhecimento natural. Os designers favorecem T1 para peças que exigem formabilidade máxima imediatamente após a extrusão.
- T5 Aumenta a força rapidamente. Segurando a 175 a 205 ° C por várias horas, 6063 A liga de alumínio atinge 80-90% de seu pico de dureza com distorção mínima.
- T6 entrega a maior força - tipicamente 190–240 MPa de tração.
Os fabricantes seolizam a 520-540 ° C para dissolver todos os Mg₂si, Em seguida, apaga e envelhece para formar os precipitados β finos que transmitem dureza máxima. - T7 alvo as aplicações onde o controle dimensional apertado supera a força do pico.
O envelhecimento prolongado esclarece precipita -se na fase β mais estável, força de corte em ~ 10–20%, mas reduzindo o estresse residual.
Força, Ductilidade, e compensações de estabilidade
Imediatamente após o envelhecimento, T6 6063 liga de alumínio atinge seu maior rendimento e resistência à tração final, No entanto, também exibe maior springback durante a flexão.
Por outro lado, T5 temperamento produz força ligeiramente menor (160–200 MPa) mas retém 5 a 10% de melhor alongamento e minimiza a distorção em geometrias complexas.
Quando os designers requerem força moderada e excelente precisão dimensional-como em quadros de janelas de tolerância rígida-eles geralmente especificam um ciclo T6I4 ou T7 modificado.
Exageragem e alívio do estresse
Exagerando além do pico T6 - atingido pela aumento das temperaturas do envelhecimento para 200-220 ° C ou estendendo os tempos de espera além 12 Horas - drive.
Embora essa mudança reduz a força de escoamento até 20%, Estabiliza as dimensões e alivia as tensões internas que, de outra forma, podem levar a deformação ou quebra durante o serviço.
Em assemblies com múltiplas peças unidas, em excesso 6063 Alumínio da liga resiste à rachadura de corrosão ao estresse, Tornar o T7 tem a escolha ideal para estruturas soldadas ou aprimoradas mecanicamente.
7. Tratamentos de superfície & Revestimentos
Revestimentos de conversão química
Cromato (Tipo I.) e pré -tratamentos de fosfato promovem adesão para acabamentos subsequentes. Os sistemas trivalentes à base de cromo e zircônio oferecem alternativas compatíveis com ROHs.
Revestimento em pó e pintura
Após o pré -tratamento, Pofders de poliéster ou epóxi -poliesto oferecem acabamentos coloridos duráveis.
Espessura típica: 60–120 µm. Rugosidade da superfície adequada (Ra ≈ 1.5 µm) Aumenta o intertravamento mecânico.
Tratamentos emergentes de nano-textura e autolimpação
Os pesquisadores desenvolvem revestimentos super -hidrofóbicos usando nanopartículas de sílica e ligantes fluorados.
Os testes iniciais mostram ângulos de contato > 150°, Promentando sujamento reduzido em fachadas ao ar livre.
8. Aplicação principal de 6063 Liga de alumínio
Indústria de arquitetura e construção
- Quadros de janela e porta
- Sistemas de parede de cortina
- Corrimãos e corrimãos
- TRIMENTO ARQUITETURAL
- Perfis de vidros estruturais
Setor de transporte
- Grupos automotivos e molduras decorativas
- Trilhos de telhado e tábuas de corrida
- Quadros de reboque
- Quadros e acessórios de bicicleta
- Acessórios de barcos e passageiros
Sistemas elétricos e de iluminação
- LED LIGHTING CABELAS
- Dissipadores de calor para eletrônicos
- Gabinetes elétricos
- Tubulação de conduíte
- Quadros de refletor
Produtos e móveis de consumo
- Sistemas de partição de escritório
- Exibir acessórios e quadros de sinalização
- Tubulação de móveis e suportes
- Escadas e prateleiras
- Equipamento esportivo (tripés, Pólos de barraca)
Máquinas e equipamentos industriais
- Perfis de guarda de máquinas
- Tubos de cilindro pneumático
- Sistemas de enquadramento para automação
- Rails do sistema transportador
- Informações do sistema de refrigeração
9. Vantagens e limitações de 6063 Liga de alumínio
Principais vantagens
- Formabilidade: Incomparável para extrusões complexas, permitindo a flexibilidade do design em setores arquitetônicos e automotivos.
- Custo-efetividade: Custo da matéria -prima ~ $ 2,2/kg, 30% mais barato que 6061 e 50% mais barato que 7075.
- Acabamento superficial: Ideal para anodizar e pintar, crítico para aplicações estéticas.
Limitações
- Força: Menor que 6061 (T6 Força de tração: 310 vs.. 350 MPA) e muito inferior a 7075 (570 MPA), Limitando o uso em componentes de alto estresse.
- Desempenho de alta temperatura: A força cai rapidamente acima de 150 ° C (retém 50% de força T6 a 200 ° C), inadequado para componentes do motor.
- Resistência ao fogo: Derrete a 595 ° C., exigindo revestimentos retardadores de fogo em aplicações estruturais críticas.
10. Padrões, Especificações & Disponibilidade
6063 A liga de alumínio atende a vários padrões globais:
- EM 573-3 / EM 755-2: Requisitos químicos e mecânicos para produtos forjados
- ASTM B221: Barras extrudadas, hastes, fios, perfis, e tubos
- ISO 6361: Lençóis de liga de alumínio e alumínio forjados, tiras, e pratos
- Apenas H4040: Formas extrudadas de liga de alumínio
Fornecedores em todo o mundo ALU 6063 em formas que variam de perfis extrudados (70% de produção), folhas, tubos, e hastes.
Os tempos de entrega para extrusões personalizadas geralmente variam de 3 a 6 semanas para perfis simples a 8 a 12 semanas para geometrias complexas.
11. Comparação com ligas relacionadas
6063 A liga de alumínio ocupa uma posição distinta na série 6xxx de liga de alumínio, conhecido por seu excelente equilíbrio entre força, Resistência à corrosão, e extrudabilidade.
Tabela de comparações -chave
| Propriedade / Recurso | 6063 | 6061 | 6005UM | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Resistência à tracção (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Força de escoamento (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Alongamento (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Resistência à corrosão | Excelente | Muito bom | Muito bom | Muito bom | Moderado (precisa de revestimento) |
| Extrudabilidade | Excelente (perfis complexos) | Bom | Bom | Justo | Pobre |
| Anodizando qualidade | Excelente | Bom | Bom | Justo | Pobre |
| MACHINABILIDADE | Justo | Bom | Bom | Bom | Excelente |
| Soldabilidade | Excelente | Muito bom | Bom | Bom | Fair -Poor (risco de rachaduras a quente) |
| Casos de uso típicos | Arquitetura, mobília | Estrutural, automotivo | Pontes, escadas | Transporte, marinho, estruturas | Aeroespacial, peças de estresse alto |
6061 vs.. 6063 Liga de alumínio
- Força: 6061 oferece força 20 a 30% maior do que 6063, Tornando melhor para aplicações estruturais.
- Formabilidade: 6063 se destaca em extrusões e acabamentos complexos, enquanto 6061 é mais rígido.
- Aplicações: 6063 é ideal para usos decorativos e arquitetônicos; 6061 é preferido para componentes de porte de carga, como quadros de bicicleta, chassis, e vasos de pressão.
6005A vs.. 6063 Liga de alumínio
- Força: 6005A Outperforms 6063 em força em 10 a 30%.
- Extrudabilidade: 6063 permite detalhes mais finos em perfis; 6005A é mais difícil de extrudar.
- Melhor ajuste: 6005A é usado em transporte ferroviário e sistemas estruturais, enquanto 6063 domina em sistemas de janela e porta.
6082 vs.. 6063 Liga de alumínio
- Força: 6082 fornece até 40% mais força do que 6063.
- Resistência à corrosão: Comparável, mas 6063 fornece um melhor acabamento anodizado.
- MACHINABILIDADE & soldabilidade: 6082 é mais difícil de máquina; 6063 Limpador de soldas e mais.
7075 vs.. 6063 Liga de alumínio
- Força: 7075 é significativamente mais forte - mais do que o dobro da força de 6063.
- Resistência à corrosão: 6063 tem um desempenho muito melhor em ambientes úmidos ou marinhos.
- Trabalhabilidade: 7075 é difícil de soldar e extrudar, enquanto 6063 se destaca na facilidade de fabricação.
- Usar: 7075 é usado em peças aeroespaciais e críticas de desempenho; 6063 é preferido para produtos de consumo e arquitetura.
12. Conclusão
6063 A liga de alumínio atinge um equilíbrio atraente: Permite extrusões complexas com acabamentos de superfície finos,
fornece resistência confiável à corrosão, e alcança resistência mecânica respeitável através do envelhecimento controlado.
De fachadas arquitetônicas a hardware marinho, 6063 O alumínio prova sua versatilidade em vários setores.
Ao entender sua composição, microestrutura, e vias de processamento,
Os engenheiros podem aproveitar 6063 alumínio para atender aos requisitos de desempenho e estética - enquanto mantém os custos de fabricação e o impacto ambiental sob cheque.
Perguntas frequentes
O que é 6063 liga de alumínio usada para?
6063 A liga de alumínio é usada principalmente para aplicações arquitetônicas, como quadros de janela, quadros de porta, paredes de cortina, grades, e outros perfis decorativos
Devido ao seu excelente acabamento superficial, Resistência à corrosão, e boa extrudabilidade.
É 6063 alumínio mais forte que 6061?
Não, 6063 O alumínio não é tão forte quanto 6061.
Enquanto 6063 Oferece acabamento superficial superior e formabilidade, 6061 fornece maior resistência à tração e escoamento, tornando-o mais adequado para aplicações estruturais e de carga.
O que é 6063 alumínio de nível de aeronave?
6063 O alumínio geralmente não é considerado alumínio de "grau de aeronave".
As aplicações de aeronaves geralmente requerem ligas de maior resistência como 2024 ou 7075. No entanto, 6063 ALU pode ser usado em componentes internos ou decorativos não críticos na indústria aeroespacial.
O que é equivalente a 6063 alumínio?
Equivalentes internacionais para 6063 Alumínio inclui:
- EM: E AW-6063
- ISO: ALMG0.7SI
- Ele é: A6063
- ASTM: B221 (cobre formas de produto como barras, tubos, perfis)
