1. Введение
6063 Алюминиевый сплав - совместно обозначен И AW-6063, ASTM B221, и ISO almg0.7si- выходит как универсальный, Оптимизированный экструзионный материал.
С момента своего коммерческого дебюта в середине 20-го века, 6063 Алюминий вырезал значительную рыночную нишу.
Производители предназначены от превосходной поверхности, Хорошее соотношение силы к весу, и простота изготовления.
В этой статье, Мы исследуем 6063 алюминий из его химических корней через микроструктурную эволюцию, Изучите его механические и коррозионные характеристики, и выделите практические применения.
2. Что такое 6063 Алюминий?
Химический состав & Легированная философия
6063 алюминий Сплав принадлежит серии 6xxx, где магний (Мг) и кремний (И) формировать силицид укрепления фазового магния (Mg₂si).
Его номинальная композиция (в wt%) Обычно попадает внутрь:
| Элемент | Номинальное содержание (мастерская %) | Основная функция |
|---|---|---|
| И | 0.2–0.6 | Улучшает текучесть во время литья; Сочетает с MG для формирования осадков Mg₂si для упрочнения возраста. |
| Мг | 0.45–0.9 | Реагирует с Si с получением тонких частиц Mg₂si, повышение силы за счет упрочнения осадков. |
| Фей | ≤ 0.35 | Действует как нечистота - не подходите к минимуму, чтобы избежать грубых интерметалликов, которые снижают пластичность и поверхностную отделку. |
| Cu | ≤ 0.10 | Немного увеличивает прочность, но ограничена для поддержания коррозионной стойкости и жесткости. |
Мнжен |
≤ 0.10 | Scavenges Iron для образования доброкачественной интерметаллики и уточняет структуру зерна для улучшения вязкости. |
| Герметичный | ≤ 0.10 | Контролирует рост зерна во время термической обработки, Усиление прочности и сопротивления к растрескиванию напряжения. |
| Zn | ≤ 0.10 | Незначительное дополнение к легированию - исключено, чтобы сохранить устойчивость к коррозии. |
| Из | ≤ 0.10 | Действует как нефтеперерабатывающий завод в кастинге, производя штраф, равномерная структура зерна для экструзии. |
| Другие | ≤ 0.05 (каждый), ≤ 0.15 (общий) | Строго ограничен, чтобы предотвратить неконтролируемые вторичные фазы, которые нарушают механические или коррозионные характеристики. |
| Ал | Баланс | Обеспечивает базовую матрицу, предлагая низкую плотность, Высокая проводимость, и отличная формируемость. |
3. Физический & Механические свойства 6063 Алюминиевый сплав
Физические свойства 6063 Алюминиевый сплав
| Свойство | Ценить |
|---|---|
| Плотность | 2.70 G/CM³ |
| Теплопроводность (20 ° C.) | 201 W/m · k |
| Электрическая проводимость | 35 % IACS |
| Модуль эластичности | 69 Средний балл |
| Коэффициент термического расширения | 23.4 × 10⁻⁶ K⁻⁻ |
Механические характеристики по характеру
| Характер | Предел прочности (МПА) | Предел текучести условный (0.2 % компенсировать, МПА) | Удлинение (%) | Твердость (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 |
Повышенная температурная производительность & Усталость
6063 алюминиевый сплав сохраняет примерно 80 % его тематической силы в 100 ° C.. В испытаниях усталости (R = 0.1), Кривая S-N показывает предел выносливости рядом 90 МПа за миллион циклов.
Дизайнеры часто учитывают безопасную маржу 1,5–2 × для циклической нагрузки в наружных или автомобильных приложениях.
Анизотропия из экструзии
Экструдированные профили демонстрируют анизотропию: Продольные свойства обычно превышают поперечные на 5–10 % в растягивающей силе.
Инженеры компенсируют, выравнивая критические пути нагрузки с направлением экструзии.
4. Коррозионная стойкость & Поверхностная защита
Натуральный оксидный барьер
6063 алюминиевый образует тонкий, Самовосстанавливающий фильм Al₂o₃ (2–5 нм) это сопротивляется атмосферной коррозии, прохождение 1,000+ часы в тестах на соляные брызги (ASTM B117) Когда анодировано.
Этот фильм делает сплав идеальным для применения на открытом воздухе, от архитектурных профилей до морской фитинги.
Проблемы и смягчение
- Хлоридные среды: Чувствительный к ячечкам в соленой воде (CL⁻ > 500 ppm), смягченный толстым анодированием (15–25 мкм) или эпоксидные покрытия.
- Гальваническая коррозия: Избегайте прямого контакта с медной или углеродистой сталью; Используйте изолирующие прокладки или богатые цинком праймеры.
Анодиционные методы и декоративная отделка
- Серная кислота Анодирование (Тип II) производит пористый оксид толщиной 5–25 мкм.
- Анодирование с жестким покрытием (Тип III) дает толщину 25–60 мкм для износостойкости.
- Цвет анодирования и Порошковые покрытия разрешить эстетическую настройку, с праймерами химического преобразования (НАПРИМЕР., хромат или тривалентный цирконий) Усиление адгезии.
5. Изготовление & Присоединение к 6063 Алюминиевый сплав
Производители предпочитают 6063 алюминий для его исключительной извлечения, Предсказуемое обработка, и надежная сварка.
Характеристики экструзии
Первый, 6063 Алюминиевые экструдии плавно при 450–550 ° C, температурное окно, которое уравновешивает поток металла и уточнение зерна.
Типичный экструзия Соотношения варьируются от 10:1 до 30:1, Включение сложных поперечных сечений с толщиной стенки такими же тонкими, как 1 мм.
6063 алюминиевый сплав устанавливает эталон для вытягиваемости, с ключевыми преимуществами:
- Низкое давление экструзии: 100–150 МПа для сложных профилей, 30% ниже 6061,
Включение замысловатых фигур, таких как тепловые оконные рамы с 0.8 ММ толщина стен и пустые камеры. - Поверхностная отделка: AS-Extruded Surfaces достигают RA ≤1,6 мкм без постобработки, Критические для архитектурных применений, где вторичная обработка добавит 20–30% стоимости.
- Скорость производства: Скорость экструзии 5–20 м/я (в зависимости от сложности профиля), С одной лимией, способной производить 10 000–20 000 метров в день.
Обработка и инструменты
Его мягкий актудированный характер (Фон) Позволяет быстрая обработка с Высокоскоростная сталь (HSS) инструменты при скорости разрезания до 150 м/мой.
С использованием Растворимая охлаждающая жидкость (5–10% концентрация) уменьшает износ инструмента 40%, В то время как карбидные инструменты предпочтительны для жестких функций (НАПРИМЕР., потоки в T6 Demper).
Сварки
- Тиг сварка: Предпочтительнее для точных компонентов, с использованием 4043 стержень наполнителя (Аль-5%да) Чтобы минимизировать горячую трещину.
Эффективность сварки достигает 90%, с задержкой прочности на растяжение 85% в T6 Demper. - Сварка трения (FSW): Твердотельный процесс, идеально подходящий для толстых секций (до 10 мм), производить суставы без дефектов с 90% прочность на базовый металл.
- Посредственное лечение: Снятие стресса в 150° C для 2 часы уменьшает остаточный стресс 60%, критическая для стабильности размеров в больших сборках.
6. Термическая обработка & Возрастное упрочнение 6063 Алюминиевый сплав
Тепловая обработка трансформирует 6063 мягкие, пластичный as-extruded condity в сплав с осадками со значительно улучшенной силой.
Выбирая правильную комбинацию решения, гашение, и старение шагов,
Производители адаптируют баланс прочности на разрыв, пластичность, и размерная стабильность к требованиям применения.
Обозначения температуры и типичные циклы
| Характер | Процесс | Типичный цикл старения |
|---|---|---|
| T1 | Охлаждать прямо из экструзии; естественно возраст при комнатной температуре | ~ 7 Дни в 20 ° C. |
| T5 | Охлаждение от экструзии или гашения; искусственно возраст | 175–205 ° C в течение 4–8 часов |
| T6 | Теплообразование раствора при 520–540 ° C; утомить; искусственно возраст | 175–205 ° C в течение 6–12 часов |
| T7 | Перезагрузка за пределы T6 (Для улучшенной стабильности размерных) | 200–220 ° C в течение 8–16 часов |
- T1 Demp, естественное старение. Дизайнеры предпочитают T1 для деталей, требующих максимальной формируемости сразу после экструзии.
- T5 быстро усиливает силу. Удерживая на уровне 175–205 ° С в течение нескольких часов, 6063 Алюминиевая сплава достигает 80–90% своей пиковой твердости с минимальными искажением.
- T6 обеспечивает самую высокую силу - типично 190–240 МПа растяжение.
Производители растворяются при 520–540 ° C, чтобы растворить все mg₂si, Затем погасить и возраст, чтобы сформировать тонкие β », осаждающие, которые придают максимальную твердость. - T7 Целевые приложения, где плотный размерный контроль перевешивает пиковую прочность.
Расширенные старения грузоподъемники осаждаются в более стабильную β -фазу, Прочность на снижение на ~ 10–20%, но снижение остаточного напряжения.
Сила, Пластичность, и компромиссы стабильности
Сразу после старения, T6 6063 Алюминиевый сплав достигает своего высокого уровня и окончательной прочности на растяжение, Тем не менее, он также демонстрирует больший весен.
Наоборот, Температура T5 производит немного меньшую прочность (160–200 МПа) но сохраняет 5–10% лучшего удлинения и сводит к минимуму искажения в сложных геометриях.
Когда дизайнеры требуют как умеренной прочности, так и превосходной точности размеров-например, в оконных рамках с жесткой уточнением-они часто указывают модифицированный цикл T6I4 или T7.
Переполнение и снятие стресса
Переизбывание за пределами пика T6 - снятым путем повышения температуры старения до 200–220 ° C или продления времени удержания за пределами. 12 Часы - движутся β »осаждаются к корпорации в β ′, а затем β.
Хотя этот сдвиг снижает силу доходности до 20%, Он стабилизирует размеры и снимает внутренние напряжения, которые в противном случае могут привести к деформации или растрескиванию во время обслуживания.
В сборках с несколькими соединенными частями, переоборудован 6063 Алюминиевый сплав противостоит, сделать T7 Temper идеальным выбором для сварных или механически закрепленных конструкций.
7. Поверхностная обработка & Покрытия
Химические преобразования покрытия
Хромат (Тип i) и предварительная обработка фосфатов способствуют адгезии для последующих верхних слоев. Тривалентные системы хрома и циркония предлагают альтернативы, соответствующие ROHS, альтернативы.
Порошковое покрытие и покраска
После предварительной обработки, Полиэфирные или эпоксидные порошки -полиэфиры обеспечивают прочную цветовую отделку.
Типичная толщина: 60–120 мкм. Правильная шероховатость поверхности (Ra ≈ 1.5 мкм) Увеличивает механическую блокировку.
Появляющиеся нанотекстурированные и самоочищающиеся лечение
Исследователи развивают супергидрофобные покрытия с использованием наночастиц кремнезема и фторированных связующих.
Ранние тесты показывают углы контакта > 150°, многообещающее уменьшение загрязнения на открытых фасадах.
8. Основное применение 6063 Алюминиевый сплав
Архитектурная и строительная отрасль
- Окно и дверные рамки
- Системы занавесной стены
- Поручни и ограждения
- Архитектурная отделка
- Структурные профили остекления
Транспортный сектор
- Автомобильная отделка и декоративные молдинги
- Roof Rails и Bunspors
- Трейлерные рамки
- Велосипедные рамки и аксессуары
- Лодочные фитинги и банда
Электрические и осветительные системы
- Светодиодные корпусы освещения
- Радиаторы для электроники
- Электрические корпуса
- Трубка трубопровода
- Отражающие кадры
Потребительские товары и мебель
- Офисные системы разделения
- Отображение светильников и рамки вывесок
- Мебельные трубки и опоры
- Лестницы и стойки
- Спортивное оборудование (штативы, палаточные столбы)
Промышленное оборудование и оборудование
- Машина охраняет профили
- Пневматические цилиндрические трубки
- Системы кадрирования для автоматизации
- Конвейерные системы
- Корпуса системы охлаждения
9. Преимущества и ограничения 6063 Алюминиевый сплав
Ключевые преимущества
- Формируемость: Непревзойденные для сложных экстрами, Включение гибкости дизайна в архитектурных и автомобильных секторах.
- Экономическая эффективность: Стоимость сырья ~ 2,2 долл. США/кг, 30% дешевле, чем 6061 и 50% дешевле, чем 7075.
- Поверхностная отделка: Идеально подходит для анодирования и живописи, критическое для эстетических применений.
Ограничения
- Сила: Ниже 6061 (Т6 прочность на растяжение: 310 против. 350 МПА) и гораздо уступает 7075 (570 МПА), Ограничение использования в компонентах с высоким стрессом.
- Высокотемпературная производительность: Сила падает быстро выше 150 ° C (сохраняется 50% прочности T6 при 200 ° C), Не подходит для компонентов двигателя.
- Пожарная стойкость: Растает при 595 ° C., Требование огненных покрытий в критических структурных применениях.
10. Стандарты, Спецификации & Доступность
6063 Алюминиевый сплав соответствует нескольким глобальным стандартам:
- В 573-3 / В 755-2: Химические и механические требования к кованым продуктам
- ASTM B221: Экструдированные бары, стержни, провода, профили, и трубки
- ИСО 6361: Провои алюминиевого и алюминиевого сплава, полосы, и тарелки
- Просто H4040: Алюминиевый сплав экструдированные формы
Поставщики по всему миру Алу 6063 в формах от экструдированных профилей (70% производства), простыни, трубки, и стержни.
Время выполнения выполнения настраиваемых экструзий обычно варьируется от 3 до 6 недель для простых профилей до 8–12 недель для сложной геометрии.
11. Сравнение с связанными сплавами
6063 Алюминиевый сплав занимает отдельную позицию в серии алюминиевых сплавов 6xxx, известен своим превосходным балансом между силой, коррозионная стойкость, и экструдируемость.
Ключевые сравнения таблицы
| Свойство / Особенность | 6063 | 6061 | 6005А | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Предел прочности (МПА) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Предел текучести условный (МПА) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Удлинение (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Коррозионная стойкость | Отличный | Очень хороший | Очень хороший | Очень хороший | Умеренный (нуждается в покрытии) |
| Вытягиваемость | Отличный (сложные профили) | Хороший | Хороший | Справедливый | Бедный |
| Качество анодирования | Отличный | Хороший | Хороший | Справедливый | Бедный |
| Механизм | Справедливый | Хороший | Хороший | Хороший | Отличный |
| Сварка | Отличный | Очень хороший | Хороший | Хороший | Ярмарка - упся (Горячий риск растрескивания) |
| Типичные варианты использования | Архитектура, мебель | Структурный, Автомобиль | Мосты, Лестницы | Транспорт, морской пехотинец, структуры | Аэрокосмическая промышленность, Высокие части |
6061 против. 6063 Алюминиевый сплав
- Сила: 6061 предлагает прочность на 20–30% выше, чем 6063, Сделать его лучше для структурных применений.
- Формируемость: 6063 преуспевать в сложных экстразиях и отделках, пока 6061 более жесткий.
- Приложения: 6063 идеально подходит для декоративного и архитектурного использования; 6061 предпочтительнее для несущих компонентов, таких как велосипедные рамы, шасси, и сосуды давления.
6005Vs. 6063 Алюминиевый сплав
- Сила: 6005Превзойти 6063 в силе на 10–30%.
- Вытягиваемость: 6063 позволяет более подробно в профилях; 6005А труднее выдавать.
- Лучше всего подходит: 6005А используется в железнодорожных и структурных системах, пока 6063 доминирует в окнах и дверных системах.
6082 против. 6063 Алюминиевый сплав
- Сила: 6082 обеспечивает 40% больше силы, чем 6063.
- Коррозионная стойкость: Сопоставимо, но 6063 обеспечивает лучшую анодированную отделку.
- Механизм & сварка: 6082 труднее в машине; 6063 сварные швы и аккуратные.
7075 против. 6063 Алюминиевый сплав
- Сила: 7075 значительно сильнее - больше, чем вдвое больше силы 6063.
- Коррозионная стойкость: 6063 Выступает намного лучше в влажной или морской среде.
- Работоспособность: 7075 трудно сварки и выдавливаться, тогда как 6063 превосходить в простоте изготовления.
- Использовать: 7075 используется в аэрокосмической и критичной деталях; 6063 предпочтительнее для потребителей и архитектурных продуктов.
12. Заключение
6063 алюминиевый сплав наносит убедительный баланс: Это позволяет сложные экстразиции с тонкой поверхностью отделки,
обеспечивает надежное коррозионное сопротивление, и достигает респектабельной механической прочности посредством контролируемого старения.
От архитектурных фасадов до морского оборудования, 6063 Алюминий доказывает свою универсальность в нескольких отраслях промышленности.
Понимая его композицию, Микроструктура, и пути обработки,
Инженеры могут использовать 6063 алюминий для удовлетворения как производительности, так и эстетических требований - при хранении производственных затрат и воздействия на окружающую среду в проверке.
Часто задаваемые вопросы
Что такое 6063 алюминиевый сплав, используемый для?
6063 Алюминиевый сплав в основном используется для архитектурных приложений, таких как оконные рамы, дверные рамки, занавесные стены, перила, и другие декоративные профили
Из -за превосходной поверхности отделки, коррозионная стойкость, и хорошая извлечение.
Является 6063 алюминий сильнее 6061?
Нет, 6063 алюминий не такой сильный, как 6061.
Пока 6063 предлагает превосходную поверхность и формируемость, 6061 обеспечивает более высокую прочность на растяжение и урожайность, Сделать его более подходящим для структурных и несущих применений.
Что такое 6063 авиационный алюминий?
6063 Алюминий, как правило, не считается алюминиевым «авиакомпаниями».
Применения самолетов обычно требуют сплавов с более высокой силой, как 2024 или 7075. Однако, 6063 Alu может использоваться в некритических внутренних или декоративных компонентах в аэрокосмической промышленности.
Что эквивалентно 6063 алюминий?
Международные эквиваленты 6063 Алюминий включает:
- В: И AW-6063
- ИСО: Almg0.7si
- Он есть: A6063
- Астм: B221 (охватывает формы продукта, такие как бары, трубки, профили)
