1. Introduktion
6063 aluminiumlegering - vanligt utsedd Och AW-6063, ASTM B221, och ISO ALMG0.7SI—Sstångar som en mångsidig, extruderingsmaterial.
Sedan dess kommersiella debut i mitten av 1900-talet, 6063 Aluminium har snitit en betydande marknadsnisch.
Tillverkare prisar sin utmärkta ytfinish, bra styrka-till-vikt, och enkel tillverkning.
I den här artikeln, Vi utforskar 6063 aluminium från dess kemiska rötter genom mikrostrukturell utveckling, undersöka dess mekaniska och korrosionsprestanda, och markera praktiska applikationer.
2. Vad är 6063 Aluminium?
Kemisk sammansättning & Legeringsfilosofi
6063 aluminium Alloy tillhör 6xxx -serien, där magnesium (Mg) och kisel (Och) Forma den förstärkande fasen magnesiumsilicid (Mg₂si).
Dess nominella sammansättning (i WT%) faller vanligtvis inom:
| Element | Nominellt innehåll (wt %) | Primärfunktion |
|---|---|---|
| Och | 0.2–0.6 | Förbättrar fluiditet under gjutningen; Kombinerar med MG för att bilda MG₂SI fälls ut för åldershärdning. |
| Mg | 0.45–0.9 | Reagerar med SI för att producera fina Mg₂si -partiklar, Öka styrkan genom nederbördshärdning. |
| Fe | ≤. 0.35 | Fungerar som en orenhet - sagt lågt för att undvika grov intermetallik som minskar duktilitet och ytfinish. |
| Cu | ≤. 0.10 | Ökar styrkan något men är begränsad till att upprätthålla korrosionsmotstånd och seghet. |
Mn |
≤. 0.10 | Scavenges stryker för att bilda godartad intermetallik och förfinar kornstrukturen för förbättrad seghet. |
| Cr | ≤. 0.10 | Kontrollerar korntillväxt under värmebehandling, Förbättra styrka och motstånd mot stresssprickor. |
| Zn | ≤. 0.10 | Mindre legeringstillägg - Excess undviks för att bevara korrosionsmotståndet. |
| Av | ≤. 0.10 | Fungerar som en spannmål för gjutning, producerar böter, enhetlig kornstruktur för extrudering. |
| Andra | ≤. 0.05 (varje), ≤. 0.15 (total) | Strikt begränsad för att förhindra okontrollerade sekundära faser som försämrar mekanisk eller korrosionsprestanda. |
| Al | Balans | Ger basmatrisen, Erbjuder låg täthet, högkonduktivitet, och utmärkt formbarhet. |
3. Fysisk & Mekaniska egenskaper hos 6063 Aluminiumlegering
Fysiska egenskaper hos 6063 Aluminiumlegering
| Egendom | Värde |
|---|---|
| Densitet | 2.70 g/cm³ |
| Termisk konduktivitet (20 ° C) | 201 W/m · k |
| Elektrisk konduktivitet | 35 % Iacs |
| Elasticitetsmodul | 69 Gpa |
| Termisk expansionskoe | 23.4 × 10⁻⁶ K⁻ |
Mekanisk prestanda med humör
| Humör | Dragstyrka (MPA) | Avkastningsstyrka (0.2 % offset, MPA) | Förlängning (%) | Hårdhet (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 |
Förhöjd temperaturprestanda & Trötthet
6063 Aluminiumlegering behåller ungefär 80 % av dess rumstemperaturstyrka vid 100 ° C. I trötthetstestning (R = 0.1), En S-N-kurva visar en uthållighetsgräns nära 90 MPA för en miljon cykler.
Formgivare faktor ofta i en säkerhetsmarginal på 1,5–2 × för cyklisk belastning i utomhus- eller bilapplikationer.
Anisotropi från extrudering
Extruderade profiler uppvisar anisotropi: Longitudinella egenskaper överskrider vanligtvis tvärgående med 5–10 % i draghållfasthet.
Ingenjörer kompenserar genom att anpassa kritiska belastningsvägar med extruderingsriktningen.
4. Korrosionsmotstånd & Ytskydd
Naturlig oxidbarriär
6063 Aluminium bildar en tunn, Självhelande Al₂o₃-film (2–5 nm) som motstår atmosfärisk korrosion, godkänd 1,000+ timmar i saltspraytester (ASTM B117) När anodiserad.
Denna film gör legeringen idealisk för utomhusapplikationer, från arkitektoniska profiler till marina beslag.
Utmaningar och mildring
- Kloridmiljöer: Känslig för grop i saltvatten (Kl. > 500 ppm), mildras av tjock anodisering (15–25 μm) eller epoxybeläggningar.
- Galvanisk korrosion: Undvik direktkontakt med koppar eller kolstål; Använd isolerande packningar eller zinkrika primrar.
Anodiseringstekniker och dekorativa ytor
- Svavelsyra Anodiserande (Typ II) producerar 5–25 um tjock porös oxid.
- Hårddisk anodiserande (Typ III) ger 25–60 um tjocklek för slitmotstånd.
- Färganodisering och Pulverbeläggningar Tillåt estetisk anpassning, med kemiska omvandlingsprimrar (TILL EXEMPEL., kromat eller trivalent zirkonium) Förbättrande vidhäftning.
5. Tillverkning & Sammanfoga 6063 Aluminiumlegering
Tillverkare gynnar 6063 aluminium för dess exceptionella extruderbarhet, förutsägbart bearbetningsbeteende, och pålitlig svetsbarhet.
Extruderingskarakteristik
Första, 6063 Aluminium extruderas smidigt vid 450–550 ° C, ett temperaturfönster som balanserar metallflöde och spannmålsförfining.
Typisk extrudering Förhållanden varierar från 10:1 fram till 30:1, vilket möjliggör komplexa tvärsnitt med väggtjocklekar så tunna som 1 mm.
6063 Aluminiumlegering sätter riktmärket för extruderbarhet, med viktiga fördelar:
- Lågt extruderingstryck: 100–150 MPa för komplexa profiler, 30% lägre än 6061,
Aktivera intrikata former som termiska break-fönsterramar med 0.8 mm väggtjocklekar och ihåliga kamrar. - Ytfinish: As-Extruded Surfaces uppnår RA ≤1,6 μm utan efterbehandling, Kritiskt för arkitektoniska applikationer där sekundärbearbetning skulle lägga till 20–30% kostnad.
- Produktionshastighet: Extruderingshastigheter för 5–20 m/i (Beroende på profilkomplexitet), med en enda matris som kan producera 10 000–20 000 meter per dag.
Bearbetning och verktyg
Dess mjuka som extruderat humör (F) tillåter snabb bearbetning med höghastighetsstål (Hss) verktyg vid skärhastigheter upp till 150 m/min.
Användning lösande kylvätska (5–10% koncentration) minskar verktygsslitage 40%, Medan karbidverktyg föredras för hårt vände funktioner (TILL EXEMPEL., Trådar i T6 Temper).
Svetstekniker
- Tigsvetsning: Föredragen för precisionskomponenter, användning 4043 påfyllningsstång (AL-5%Ja) För att minimera het sprickor.
Svetseffektivitet når 90%, med draghållfasthet 85% i T6 Temper. - Friktion av omrörning (Fsw): En fast tillståndsprocess som är idealisk för tjocka sektioner (fram till 10 mm), producerar defektfria leder med 90% av basmetallstyrka.
- Efterfältbehandling: Stressavlastning på 150° C för 2 timme minskar reststressen med 60%, Kritisk för dimensionell stabilitet i stora församlingar.
6. Värmebehandling & Åldershärdning av 6063 Aluminiumlegering
Värmebehandling förvandlar 6063: s mjuka, duktilt as-extruderat tillstånd till en nederbördhärdad legering med betydligt förbättrad styrka.
Genom att välja rätt kombination av lösning, släckning, och åldrande steg,
Tillverkarna skräddarsyr balansen i draghållfastheten, duktilitet, och dimensionell stabilitet till applikationskraven.
Temperaturer och typiska cykler
| Humör | Behandla | Typisk åldringscykel |
|---|---|---|
| T1 | Cool direkt från extrudering; Naturligtvis ålder vid rumstemperatur | ~ 7 dagar kl. 20 ° C |
| T5 | Cool från extrudering eller släckning; konstgjorda ålder | 175–205 ° C under 4–8 timmar |
| T6 | Lösningsvärmebehandling vid 520–540 ° C; släcka; konstgjorda ålder | 175–205 ° C under 6–12 timmar |
| T7 | Överskott utöver T6 (För förbättrad dimensionell stabilitet) | 200–220 ° C under 8–16 timmar |
- T1 Tempern förlitar sig långsamt, åldrande. Formgivare föredrar T1 för delar som kräver maximal formbarhet omedelbart efter extrudering.
- T5 förbättrar styrkan snabbt. Genom att hålla vid 175–205 ° C i flera timmar, 6063 Aluminiumlegering uppnår 80–90% av sin högsta hårdhet med minimal distorsion.
- T6 levererar den högsta styrkan - vanligtvis 190–240 MPA -drag.
Tillverkare löser sig vid 520–540 ° C för att lösa upp alla MG₂si, släck sedan och ålder för att bilda de fina β ″ utfällningarna som ger maximal hårdhet. - T7 Mål på applikationer där tät dimensionell kontroll uppväger toppstyrkan.
Utökade åldrande moarsens fälls ut i den mer stabila ß -fasen, skär styrka med ~ 10–20% men minskar restspänningen.
Styrka, Duktilitet, och stabilitetsavvägningar
Omedelbart efter åldrande, T6 6063 Aluminiumlegering når sitt högsta utbyte och ultimata draghållfasthet, Ändå uppvisar det också större springback under böjning.
Omvänt, T5 Temper producerar något lägre styrka (160–200 MPa) men behåller 5–10% bättre förlängning och minimerar snedvridning i komplexa geometrier.
När designers kräver både måttlig styrka och utmärkt dimensionell noggrannhet-till exempel i fönsterramar i tät tolerans-anger de ofta en modifierad T6I4- eller T7-cykel.
Överlagd och stressavlastning
Överlagd utöver T6 -toppen - fylld genom att åldras åldrande temperaturer till 200–220 ° C eller förlängande hålltider utöver 12 TIMMER - Krivning β ″ fälls ut till grovsen i ß ′ och sedan ß.
Även om denna skift minskar avkastningsstyrkan med upp till 20%, Det stabiliserar dimensioner och lindrar interna spänningar som annars kan leda till vridning eller sprickor under service.
I enheter med flera förenade delar, överdriven 6063 Aluminiumlegering motstår stresskorrosionsprickor, Gör T7 Temper till ett idealiskt val för svetsade eller mekaniskt fästade strukturer.
7. Ytbehandlingar & Beläggningar
Kemiska omvandlingsbeläggningar
Kromat (Typ I) och fosfatförbehandlingar främjar vidhäftning för efterföljande topprockar. Tivalent Chromium och Zirconium-baserade system erbjuder ROHS-kompatibla alternativ.
Pulverbeläggning och målning
Efter förbehandling, Polyester eller epoxi - polyesterpulver levererar hållbara färgfinish.
Typisk tjocklek: 60–120 um. Korrekt ytråhet (Ra ≈ 1.5 um) Förbättrar mekaniskt lås.
Framväxande nano-texturerade och självrenande behandlingar
Forskare utvecklar superhydrofoba beläggningar med kiseldioxid -nanopartiklar och fluorerade bindemedel.
Tidiga tester visar kontaktvinklar > 150°, lovande minskad smuts på utomhusfasaderna.
8. Huvudsaklig tillämpning av 6063 Aluminiumlegering
Arkitektonisk och byggbransch
- Fönster- och dörrramar
- Gardinväggssystem
- Räckor och skyddsräcken
- Arkitektonisk trim
- Strukturella glasprofiler
Transportsektor
- Biltur och dekorativa lister
- Takskenor och löpbrädor
- Trailerramar
- Cykelramar och tillbehör
- Båtbeslag och landskap
Elektriska och belysningssystem
- LED -belysningshus
- Kylflänsar för elektronik
- Elektriska kapslingar
- Rörrör
- Reflektorramar
Konsumentprodukter och möbler
- Kontorspartitionssystem
- Visa fixturer och skyltramar
- Möbler slang och stöd
- Stegar och rack
- Sportutrustning (stativ, tältstänger)
Industrimaskiner och utrustning
- Maskinskyddsprofiler
- Pneumatiska cylinderrör
- Inramningssystem för automatisering
- Transportsystemskenor
- Kylsystemhus
9. Fördelar och begränsningar av 6063 Aluminiumlegering
Nyckelfördelar
- Formbarhet: Oöverträffad för komplexa extrusioner, Aktivera designflexibilitet inom arkitektoniska sektorer.
- Kostnadseffektivitet: Råmaterial kostar ~ $ 2,2/kg, 30% billigare än 6061 och 50% billigare än 7075.
- Ytfinish: Perfekt för anodisering och målning, kritiska för estetiska applikationer.
Begränsningar
- Styrka: Lägre än 6061 (T6 draghållfasthet: 310 mot. 350 MPA) och långt underlägsen för 7075 (570 MPA), Begränsande användning i komponenter med hög stress.
- Högtemperaturprestanda: Styrka sjunker snabbt över 150 ° C (behåller 50% av T6 -styrka vid 200 ° C), olämplig för motorkomponenter.
- Brandmotstånd: Smälter vid 595 ° C, kräver brandhämmande beläggningar i kritiska strukturella tillämpningar.
10. Standarder, Specifikationer & Tillgänglighet
6063 Aluminiumlegering uppfyller flera globala standarder:
- I 573-3 / I 755-2: Kemiska och mekaniska krav för smidesprodukter
- ASTM B221: Extruderade barer, stavar, ledningar, profiler, och rör
- Iso 6361: Smidda aluminium- och aluminiumlegeringsark, remsor, och tallrikar
- Bara H4040: Aluminiumlegering extruderade former
Leverantörer över hela världen Stock Alu 6063 I former som sträcker sig från extruderade profiler (70% produktion), ark, rör, och stavar.
Ledtider för anpassade extrusioner sträcker sig vanligtvis från 3–6 veckor för enkla profiler till 8–12 veckor för komplexa geometrier.
11. Jämförelse med relaterade legeringar
6063 Aluminiumlegering upptar en distinkt position i 6xxx -serien av aluminiumlegeringar, känd för sin utmärkta balans mellan styrka, korrosionsmotstånd, och extruderbarhet.
Tabell med viktiga jämförelser
| Egendom / Särdrag | 6063 | 6061 | 6005En | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Dragstyrka (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Avkastningsstyrka (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Förlängning (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Korrosionsmotstånd | Excellent | Mycket bra | Mycket bra | Mycket bra | Måttlig (behöver beläggning) |
| Extruderbarhet | Excellent (komplexa profiler) | Bra | Bra | Rättvis | Dålig |
| Anodiserande kvalitet | Excellent | Bra | Bra | Rättvis | Dålig |
| Bearbetbarhet | Rättvis | Bra | Bra | Bra | Excellent |
| Svetbarhet | Excellent | Mycket bra | Bra | Bra | Fattig (het sprickorisk) |
| Typiska användningsfall | Arkitektur, möbler | Strukturell, bil- | Broar, stege | Transport, marin, strukturer | Flyg-, högspänningsdelar |
6061 mot. 6063 Aluminiumlegering
- Styrka: 6061 erbjuder 20–30% högre styrka än 6063, gör det bättre för strukturella tillämpningar.
- Formbarhet: 6063 utmärker sig i komplexa extrusioner och finish, medan 6061 är mer styv.
- Ansökningar: 6063 är idealisk för dekorativa och arkitektoniska användningsområden; 6061 föredras för bärande komponenter som cykelramar, chassi, och tryckkärl.
6005En vs. 6063 Aluminiumlegering
- Styrka: 6005En överträffar 6063 i styrka med 10–30%.
- Extruderbarhet: 6063 Tillåter finare detaljer i profiler; 6005A är svårare att extrudera.
- Bästa passform: 6005A används i järnvägstransport och strukturella system, medan 6063 dominerar i fönster- och dörrsystem.
6082 mot. 6063 Aluminiumlegering
- Styrka: 6082 ger upp till 40% mer styrka än 6063.
- Korrosionsmotstånd: Jämförbar, men 6063 ger en bättre anodiserad finish.
- Bearbetbarhet & svetbarhet: 6082 är tuffare att bearbeta; 6063 Svetsar renare och snyggare.
7075 mot. 6063 Aluminiumlegering
- Styrka: 7075 är betydligt starkare - mer än dubbelt styrkan hos 6063.
- Korrosionsmotstånd: 6063 presterar mycket bättre i fuktiga eller marina miljöer.
- Bearbetning: 7075 är svårt att svetsa och extrudera, däremot 6063 utmärker sig i enkel tillverkning.
- Använda: 7075 används i flyg- och prestationskritiska delar; 6063 gynnas för konsument- och arkitektoniska produkter.
12. Slutsats
6063 Aluminiumlegering slår en övertygande balans: Det möjliggör komplexa extrusioner med fina ytbehandlingar,
ger tillförlitlig korrosionsmotstånd, och uppnår respektabel mekanisk styrka genom kontrollerad åldrande.
Från arkitektoniska fasader till marin hårdvara, 6063 Aluminium bevisar sin mångsidighet inom flera branscher.
Genom att förstå dess sammansättning, mikrostruktur, och bearbetningsvägar,
ingenjörer kan utnyttja 6063 aluminium för att uppfylla både prestanda och estetiska krav - samtidigt som man håller tillverkningskostnaderna och miljöpåverkan i schack.
Vanliga frågor
Vad är 6063 aluminiumlegering som används för?
6063 Aluminiumlegering används främst för arkitektoniska applikationer som fönsterramar, dörrramar, gardinväggar, räcke, och andra dekorativa profiler
På grund av dess utmärkta ytfinish, korrosionsmotstånd, och god extruderbarhet.
Är 6063 aluminium starkare än 6061?
Inga, 6063 Aluminium är inte så stark som 6061.
Medan 6063 erbjuder överlägsen ytfinish och formbarhet, 6061 ger högre drag- och avkastningsstyrka, vilket gör det mer lämpligt för strukturella och bärande applikationer.
Vad är 6063 aluminium för flygplan?
6063 Aluminium anses i allmänhet inte som ”flygplanskvalitet” aluminium.
Flygplanapplikationer kräver vanligtvis legeringar med högre styrka som 2024 eller 7075. Dock, 6063 ALU kan användas i icke-kritiska inre eller dekorativa komponenter inom flygindustrin.
Vad motsvarar 6063 aluminium?
Internationella ekvivalenter till 6063 aluminium inkluderar:
- I: Och AW-6063
- Iso: Almg0.7Si
- Han är: A6063
- Astm: B221 (täcker produktformulär som barer, rör, profiler)
