1. Вступ
6063 алюмінієвий сплав - загальновизнаний І AW-6063, ASTM B221, і ISO ALMG0.7SI—Ді виходить як універсальний, Екструзічний матеріал.
З моменту свого комерційного дебюту в середині 20 століття, 6063 Алюміній вирізав значну ринкову нішу.
Виробникові премії його відмінна обробка поверхні, хороше співвідношення сили до ваги, і простота виготовлення.
У цій статті, Ми досліджуємо 6063 Алюміній з його хімічних коренів за допомогою мікроструктурної еволюції, Вивчіть його механічні та корозійні показники, та виділити практичні програми.
2. Що є 6063 Алюміній?
Хімічний склад & Легальна філософія
6063 алюміній сплав належить до серії 6xxx, де магній (Мг) і кремнію (І) утворюють зміцнення фазового магнію силіциду (Mg₂si).
Його номінальний склад (у wt%) зазвичай потрапляє всередині:
| Елемент | Номінальний вміст (мас %) | Первинна функція |
|---|---|---|
| І | 0.2–0.6 | Покращує плинність під час кастингу; поєднується з Mg для утворення осадів Mg₂si для загартовування віку. |
| Мг | 0.45–0.9 | Реагує з Si для отримання дрібних частинок mg₂si, підвищення міцності за допомогою затвердіння опадів. |
| Феод | ≤ 0.35 | Діє як не домішка - утримується низькою, щоб уникнути грубих інтерметаліків, які знижують пластичність та обробку поверхні. |
| Куточок | ≤ 0.10 | Незначно збільшує силу, але обмежена підтримкою резистентності до корозії та міцності. |
Мн |
≤ 0.10 | Скавивне залізо, утворюючи доброякісні інтерметаліки та уточнює зернову структуру для поліпшення міцності. |
| Cr | ≤ 0.10 | Контролює ріст зерна під час термічної обробки, Посилення сили та стійкості до розтріскування стресу. |
| Zn | ≤ 0.10 | ДОПОМОГА НЕВІДОМУВАННЯ - Уникнення до збереження корозійної резистентності. |
| На | ≤ 0.10 | Виступає в ролі зерна на кастингу, виробництво штрафу, рівномірна структура зерна для екструзії. |
| Інші | ≤ 0.05 (кожен), ≤ 0.15 (загальний) | Суворо обмежені для запобігання неконтрольованих вторинних фаз, які погіршують механічні або корозійні показники. |
| Al | Балансувати | Забезпечує базову матрицю, пропонуючи низьку щільність, висока провідність, і відмінна формуваність. |
3. Фізичний & Механічні властивості 6063 Алюмінієвий сплав
Фізичні властивості 6063 Алюмінієвий сплав
| Власність | Цінність |
|---|---|
| Щільність | 2.70 g/cm³ |
| Теплопровідність (20 ° C) | 201 З/м · k |
| Електропровідність | 35 % IACS |
| Модуль еластичності | 69 GPA |
| Коефіцієнт теплового розширення | 23.4 × 10⁻⁶ k⁻ |
Механічні показники за допомогою вдачі
| Вдача | Сила на розрив (MPA) | Похідна сила (0.2 % компенсація, MPA) | Подовження (%) | Твердість (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 |
Підвищена температура продуктивності & Втома
6063 Алюмінієвий сплав зберігається приблизно 80 % своєї кімнати температури в 100 ° C. При тестуванні на втому (R = 0.1), Крива S-N показує межу витривалості поблизу 90 MPA за один мільйон циклів.
Дизайнери часто враховують запас безпеки 1,5–2 × для циклічного завантаження у зовнішніх або автомобільних додатках.
Анізотропія від екструзії
Екструдовані профілі демонструють анізотропію: Поздовжні властивості зазвичай перевищують поперечні на 5–10 % у силі на розрив.
Інженери компенсують шляхом вирівнювання критичних шляхів навантаження з напрямком екструзії.
4. Корозійна стійкість & Захист поверхні
Природний оксидний бар'єр
6063 Алюміній утворює тонкий, Самолікування фільму (2–5 нм) це чинить опір атмосферній корозії, проходження 1,000+ Години в соляному розпилюванні (ASTM B117) при анодуванні.
Цей фільм робить сплав ідеальним для відкритих додатків, Від архітектурних профілів до морської арматури.
Виклики та пом'якшення
- Хлоридне середовище: Чутливий до піттінгу в морській воді (Cl⁻ > 500 PPM), пом'якшено густим анодуванням (15–25 мкм) або епоксидні покриття.
- Гальванічна корозія: Уникайте прямого контакту з міддю або вуглецевою сталь; Використовуйте ізоляційні прокладки або багаті цинками праймери.
Методи анодування та декоративні оздоблення
- Сірчана кислота Анодування (Тип II) виробляє пористий оксид товщиною 5–25 мкм.
- Анодізація жорсткої кишки (Тип III) Враховує товщину 25–60 мкм для стійкості до зносу.
- Колір анодування та Порошкові покриття Дозволити естетичну налаштування, з праймерами хімічної конверсії (Напр., хромат або тривалентний цирконій) Посилення адгезії.
5. Виготовлення & Приєднання 6063 Алюмінієвий сплав
Виробники підтримують 6063 Алюміній для його виняткової екструдувальності, передбачувана обробка поведінки, та надійна зварюваність.
Характеристики екструзії
Спочатку, 6063 алюмінієві екструди плавно при 450–550 ° C, Вікно температури, яке врівноважує металевий потік та вдосконалення зерна.
Типовий екструзія співвідношення варіюється від 10:1 до 30:1, Увімкнення складних перерізів з товщиною стінки тонкими, як 1 мм.
6063 Алюмінієвий сплав встановлює орієнтир для екструдивності, з ключовими перевагами:
- Низький тиск екструзії: 100–150 МПа для складних профілів, 30% нижчий 6061,
Увімкнення хитромудрих форм, як рам 0.8 Мм Товщина стінки і порожнисті камери. - Поверхнева обробка: Досягнені як екстрені поверхні Ra ≤1,6 мкм без післяобробки, Критично для архітектурних застосувань, де вторинна обробка додасть 20–30% вартості.
- Швидкість виробництва: Швидкість екструзії 5–20 м/i (залежно від складності профілю), з одним штампом, здатним виробляти 10 000–20 000 метрів на день.
Обробка та інструменти
Його м'яка екстрена вдача (F) дозволяє швидко обробляти з високошвидкісна сталь (HSS) інструменти при різанні швидкості до 150 м/мій.
Використання розчинний теплоносій (5–10% концентрація) зменшує знос інструменту 40%, в той час як карбідні інструменти віддають перевагу для жорстких функцій (Напр., нитки в температурі t6).
Методи зварювання
- Зварювання: Переважна для точних компонентів, використання 4043 наповнювач (AL-5%Так) Щоб мінімізувати гарячі розтріскування.
Ефективність зварювання досягає 90%, З утриманням міцності на розрив 85% при температурі Т6. - Тертя перемішати зварювання (FSW): Твердий процес, що ідеально підходить для товстих секцій (до 10 мм), виробництво суглобів без дефектів з 90% міцність на основний метал.
- Після вольового лікування: Стрес полегшення в 150° C для 2 годинник зменшує залишковий стрес 60%, критично важлива для розмірної стабільності у великих зборах.
6. Термічна обробка & Вік загартування 6063 Алюмінієвий сплав
Термічна обробка перетворює м’яку 6063, Пластиковий стан AS-екструдований у сплаві, загартований опадами, зі значно покращеною міцністю.
Вибираючи правильну комбінацію вирішення, гасіння, та стадії старіння,
Виробники підводять баланс міцності на розрив, пластичність, та розмірна стабільність вимог до застосування.
Позначення та типові цикли
| Вдача | Обробка | Типовий цикл старіння |
|---|---|---|
| T1 | Охолоджуйте безпосередньо від екструзії; природно вік при кімнатній температурі | ~ 7 дні в 20 ° C |
| T5 | Охолонути від екструзії або гасіння; штучно вік | 175–205 ° C протягом 4–8 год |
| T6 | Розчин теплова обробка при 520–540 ° C; гасіння; штучно вік | 175–205 ° C протягом 6–12 год |
| T7 | Переоцінка за межі Т6 (Для покращення розмірної стабільності) | 200–220 ° C протягом 8–16 год |
- T1 Температура покладається на повільне, природне старіння. Дизайнери віддають перевагу T1 для деталей, що потребують максимальної формуваності відразу після екструзії.
- T5 Швидко посилює силу. Проводячи при 175–205 ° C протягом декількох годин, 6063 Алюмінієвий сплав досягає 80–90% своєї пікової твердості з мінімальним спотворенням.
- T6 забезпечує найвищу міцність - типово 190–240 МПа розрив.
Виробники вирішують при 520–540 ° C для розчинення всіх mg₂si, Потім гасте і вік, утворюючи тонкі β ″ осади, що надають максимальну твердість. - T7 цілі програми, де жорсткий розмірний контроль переважає пікову міцність.
Розширене старіння COONARSS осаджує в більш стабільну β -фазу, міцність на скорочення на ~ 10–20%, але зменшує залишковий стрес.
Міцність, Пластичність, та стабільні компроміси
Відразу після старіння, T6 6063 Алюмінієвий сплав досягає свого найвищого врожаю та кінцевої міцності на розрив, І все ж він також демонструє більшу пружину під час згинання.
Навпаки, Температура T5 виробляє дещо меншу міцність (160–200 МПа) але зберігає 5–10% кращу подовження і мінімізує спотворення складних геометрія.
Коли дизайнери потребують як помірної міцності, так і відмінної розмірної точності-наприклад, як і у віконних рамах, вони часто вказують модифікований цикл T6I4 або T7.
Надмірне та стресове полегшення
Перевиконання за межі вершини T6 - досягнутої за рахунок розгортання температури старіння до 200–220 ° С або розширення часу утримання за межами 12 години - приводи β ″ осаджується до грубих у β ', а потім β.
Хоча цей зсув зменшує силу врожаю до 20%, Це стабілізує розміри та звільняє внутрішні напруги, які в іншому випадку можуть призвести до викривлення або розтріскування під час служби.
У зборах з декількома з'єднаними частинами, надмірний 6063 Алюмінієвий сплав чинить опір розтріскуванню стресового корозії, Зробити T7 ідеальним вибором для зварених або механічних закріплених конструкцій.
7. Поверхневі обробки & Покриття
Хімічні покриття
Хромат (Тип I) і попередні обробки фосфату сприяють адгезії для наступних вершин. Системи тривалентного хрому та цирконію пропонують альтернативи, сумісні з ROHS.
Порошкове покриття та фарбування
Після попередньої обробки, Поліестер або епоксидно -політерні порошки забезпечують довговічну кольорову обробку.
Типова товщина: 60–120 мкм. Належна шорсткість поверхні (Ra ≈ 1.5 мкм) посилює механічне блокування.
Нові нано-текстури та самоочищення
Дослідники розвивають супергідрофобні покриття за допомогою наночастинок кремнезему та фторованих в'яжучих.
Ранні тести показують контактні кути > 150°, Перспективне зменшення забруднення на зовнішніх фасадах.
8. Основне застосування 6063 Алюмінієвий сплав
Архітектурна та будівельна промисловість
- Віконні та дверні рамки
- Системи стіни завіси
- Порушення та огородження
- Архітектурна обробка
- Структурні профілі скління
Транспортний сектор
- Автомобільна обробка та декоративні молдинги
- Рейки на даху та дошки
- Рамки для трейлерів
- Велосипедні рами та аксесуари
- Фурнітури на човні та бандити
Електричні та освітлювальні системи
- Світлодіодне освітлення
- Тепловоліки для електроніки
- Електричні корпуси
- Трубопровід
- Рамки відбивача
Споживча продукція та меблі
- Системи офісних перегородків
- Дисплейні світильники та рамки вивісок
- Меблеві трубки та опори
- Сходи та стійки
- Спортивне обладнання (штатив, наметні полюси)
Промислова техніка та обладнання
- Профілі, що охороняють машини
- Пневматичні циліндрові трубки
- Системи обрамлення для автоматизації
- Конвеєрна система рейки
- Корпуси системи охолодження
9. Переваги та обмеження 6063 Алюмінієвий сплав
Ключові переваги
- Формування: Не має собі рівних для складних екструзій, Увімкнення гнучкості дизайну в архітектурному та автомобільному секторах.
- Економічна ефективність: Вартість сировини ~ $ 2,2/кг, 30% дешевше ніж 6061 і 50% дешевше ніж 7075.
- Поверхнева обробка: Ідеально підходить для анодування та малювання, критично важливі для естетичних застосувань.
Обмеження
- Міцність: Нижчий 6061 (Сила на розрив T6: 310 проти. 350 MPA) і далеко поступається 7075 (570 MPA), Обмеження використання у компонентах високого стресу.
- Високотемпературні показники: Сила швидко падає вище 150 ° C (утримує 50% сили Т6 при 200 ° C), непридатні для компонентів двигуна.
- Пожежна стійкість: Тане при 595 ° C, потребуючи покриттів з вогнем у критичних структурних додатках.
10. Стандарти, Специфікація & Наявність
6063 Алюмінієвий сплав відповідає численним глобальним стандартам:
- У 573-3 / У 755-2: Хімічні та механічні вимоги до кованих продуктів
- ASTM B221: Екструдовані бари, прут, дроти, профілі, і трубки
- ISO 6361: Куровані алюмінієві та алюмінієві сплави, смуги, і тарілки
- Просто H4040: Алюмінієвий сплав екструдований
Постачальники по всьому світу Алу 6063 у формах, починаючи від екструдованих профілів (70% виробництва), простирадла, трубки, і стрижні.
Час виконання на замовлення екструзії зазвичай коливаються від 3–6 тижнів для простих профілів до 8–12 тижнів для складних геометрії.
11. Порівняння з пов'язаними сплавами
6063 Алюмінієвий сплав займає чітке положення в серії алюмінієвих сплавів 6xxx, відомий своїм відмінним балансом між силою, Корозійна стійкість, і екструдмність.
Ключова таблиця порівнянь
| Власність / Означати | 6063 | 6061 | 6005A | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Сила на розрив (MPA) | 145–240 (T5/T6) | 240–310 (T6) | 260–340 (T5/T6) | 290–340 (T6) | 490–570 (T6) |
| Похідна сила (MPA) | 110–200 | 210–275 | 215–290 | 240–310 | 400–505 |
| Подовження (%) | 8–12 | 8–10 | 7–12 | 6–10 | 6–10 |
| Корозійна стійкість | Відмінний | Дуже добре | Дуже добре | Дуже добре | Помірний (потреби покриття) |
| Екструдивність | Відмінний (Складні профілі) | Добрий | Добрий | Справедливий | Бідний |
| Анодування якості | Відмінний | Добрий | Добрий | Справедливий | Бідний |
| Обробка | Справедливий | Добрий | Добрий | Добрий | Відмінний |
| Зварюваність | Відмінний | Дуже добре | Добрий | Добрий | Справедливий (гарячий ризик розтріскування) |
| Типові випадки використання | Архітектура, меблі | Структурний, автомобільний | Мости, сходи | Транспортувати, морський, структури | Аерокосмічний, частини високого стресу |
6061 проти. 6063 Алюмінієвий сплав
- Міцність: 6061 пропонує на 20–30% більшу силу, ніж 6063, що покращує структурне застосування.
- Формування: 6063 Екселя в складних екструзіях та обробці, в той час 6061 більш жорсткий.
- Заявки: 6063 ідеально підходить для декоративного та архітектурного використання; 6061 є кращим для навантажувальних компонентів, таких як велосипедні рами, шасі, і посудини тиску.
6005A. 6063 Алюмінієвий сплав
- Міцність: 6005Перевищення 6063 в силі на 10–30%.
- Екструдивність: 6063 Дозволяє більш детальні деталі в профілях; 6005А важче екструбувати.
- Найкраще підходити: 6005A використовується в залізничних та конструкційних системах, в той час 6063 домінує у системах вікон та дверей.
6082 проти. 6063 Алюмінієвий сплав
- Міцність: 6082 Забезпечує до 40% Більше сили, ніж 6063.
- Корозійна стійкість: Порівняний, але 6063 забезпечує кращу анодовану обробку.
- Обробка & зварюваність: 6082 є більш жорстким для машини; 6063 очищувач швів та підводне значення.
7075 проти. 6063 Алюмінієвий сплав
- Міцність: 7075 значно сильніший - більше, ніж подвоїти силу 6063.
- Корозійна стійкість: 6063 працює набагато краще у вологих або морських умовах.
- Працездатність: 7075 важко зварювати і екстративувати, де 6063 Екселя в легкій виготовленні.
- Використання: 7075 використовується в аерокосмічній та критичній ефективності частин; 6063 сприяє споживачам та архітектурній продукції.
12. Висновок
6063 Алюмінієвий сплав вражає переконливий баланс: це забезпечує складні екструзії з тонкою поверхневою обробкою,
забезпечує надійну резистентність до корозії, і досягає поважної механічної сили за допомогою контрольованого старіння.
Від архітектурних фасадів до морського обладнання, 6063 Алюміній доводить свою універсальність у різних галузях.
Розуміючи його склад, мікроструктура, та переробки шляхів,
Інженери можуть використовувати 6063 Алюміній для задоволення як продуктивності, так і естетичних вимог - в той.
Поширені запитання
Що є 6063 алюмінієвий сплав, що використовується для?
6063 Алюмінієвий сплав в першу чергу використовується для архітектурних додатків, таких як віконні рами, Дверні рами, завіса стіни, перила, та інші декоративні профілі
завдяки чудовій поверхневій обробці, Корозійна стійкість, і хороша екструдмність.
Є 6063 алюміній сильніший за 6061?
Ні, 6063 Алюміній не такий сильний, як 6061.
В той час 6063 пропонує чудову обробку поверхні та формуваність, 6061 забезпечує більш високу міцність на розтяг та врожайність, що робить його більш придатним для конструкційних та навантажувальних застосувань.
Що є 6063 Алюміній?
6063 Алюміній, як правило, не вважається алюмінієм "літаків".
Програми літаків зазвичай потребують більш високої міцності сплавів, таких як 2024 або 7075. Однак, 6063 ALU може використовуватися в некритичних внутрішніх або декоративних компонентах в аерокосмічній галузі.
Що еквівалентно 6063 алюміній?
Міжнародні еквіваленти до 6063 Алюміній включає:
- У: І AW-6063
- ISO: Almg0.7si
- Він є: A6063
- ASTM: B221 (покриває форми продукту, як смуги, трубки, профілі)
