1. Giới thiệu
6063 Hợp kim nhôm được chỉ định chung Và AW-6063, ASTM B221, Và ISO ALMG0.7SI—Stands như một người đa năng, vật liệu tối ưu hóa đùn.
Kể từ khi ra mắt thương mại vào giữa thế kỷ 20, 6063 nhôm đã khắc một thị trường đáng kể.
Các nhà sản xuất giải thưởng bề mặt tuyệt vời của nó, Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tốt, và dễ chế tạo.
Trong bài viết này, Chúng tôi khám phá 6063 nhôm từ rễ hóa học của nó thông qua sự tiến hóa vi cấu trúc, Kiểm tra hiệu suất cơ học và ăn mòn của nó, và làm nổi bật các ứng dụng thực tế.
2. Là gì 6063 Nhôm?
Thành phần hóa học & Triết lý hợp kim
6063 nhôm Hợp kim thuộc loạt 6xxx, Ở đâu magie (Mg) Và Silicon (Và) hình thành giai đoạn tăng cường magiê sil (Mg₂si).
Thành phần danh nghĩa của nó (tính bằng wt%) thường rơi vào bên trong:
| Yếu tố | Nội dung danh nghĩa (WT %) | Chức năng chính |
|---|---|---|
| Và | 0.2Cấm0.6 | Cải thiện tính trôi chảy trong quá trình đúc; Kết hợp với MG để tạo thành kết tủa MG₂Si để làm cứng tuổi. |
| Mg | 0.45Cấm0.9 | Phản ứng với Si để tạo ra các hạt mg₂si tốt, Tăng cường sức mạnh thông qua việc làm cứng lượng mưa. |
| Fe | ≤ 0.35 | Hoạt động như một tạp chất - giữ thấp. |
| Cu | ≤ 0.10 | Tăng sức mạnh một chút nhưng được giới hạn trong việc duy trì khả năng chống ăn mòn và độ dẻo dai. |
Mn |
≤ 0.10 | Scavenges sắt để hình thành các intermetallics lành tính và tinh chỉnh cấu trúc hạt để cải thiện độ bền. |
| Cr | ≤ 0.10 | Kiểm soát sự phát triển của hạt trong quá trình xử lý nhiệt, Tăng cường sức mạnh và khả năng chống lại vết nứt căng thẳng. |
| Zn | ≤ 0.10 | Bổ sung hợp kim nhỏ - sự thường xuyên được tránh để bảo tồn khả năng chống ăn mòn. |
| Của | ≤ 0.10 | Hoạt động như một nhà tinh chế ngũ cốc trong việc đúc, tạo ra một khoản tiền phạt, Cấu trúc hạt thống nhất để đùn. |
| Người khác | ≤ 0.05 (mỗi), ≤ 0.15 (tổng cộng) | Giới hạn nghiêm ngặt để ngăn chặn các giai đoạn thứ cấp không được kiểm soát làm giảm hiệu suất cơ học hoặc ăn mòn. |
| Al | Sự cân bằng | Cung cấp ma trận cơ sở, Cung cấp mật độ thấp, độ dẫn cao, và khả năng định dạng tuyệt vời. |
3. Thuộc vật chất & Tính chất cơ học của 6063 Hợp kim nhôm
Tính chất vật lý của 6063 Hợp kim nhôm
| Tài sản | Giá trị |
|---|---|
| Tỉ trọng | 2.70 g/cm³ |
| Độ dẫn nhiệt (20 ° C.) | 201 W/m · k |
| Độ dẫn điện | 35 % IAC |
| Mô đun đàn hồi | 69 GPA |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 23.4 × 10⁻⁶ K⁻ |
Hiệu suất cơ học theo tính khí
| Tính khí | Độ bền kéo (MPA) | Sức mạnh năng suất (0.2 % bù lại, MPA) | Kéo dài (%) | Độ cứng (HB) |
|---|---|---|---|---|
| T1 | 130Tiết160 | 95Mạnh120 | 10Mạnh14 | 40Mạnh55 |
| T5 | 160Mạnh200 | 125Mạnh155 | 8Mạnh12 | 60Mạnh75 |
| T6 | 190Mạnh240 | 160Mạnh200 | 8Mạnh12 | 60Mạnh80 |
Hiệu suất nhiệt độ tăng cao & Mệt mỏi
6063 Hợp kim nhôm vẫn giữ được 80 % sức mạnh nhiệt độ phòng của nó tại 100 ° C.. Trong thử nghiệm mệt mỏi (R = 0.1), Một đường cong S-N cho thấy giới hạn độ bền gần 90 MPA cho một triệu chu kỳ.
Các nhà thiết kế thường yếu tố trong biên độ an toàn 1,5, 2 × cho tải theo chu kỳ trong các ứng dụng ngoài trời hoặc ô tô.
Anisotropy từ đùn
Hồ sơ đùn thể hiện dị hướng: Tính chất theo chiều dọc thường vượt quá các đặc tính ngang bằng 5 trận10 % trong sức mạnh kéo.
Các kỹ sư bù bằng cách căn chỉnh các đường dẫn tải tới hạn với hướng đùn.
4. Kháng ăn mòn & Bảo vệ bề mặt
Rào cản oxit tự nhiên
6063 nhôm tạo thành một mỏng, Tự phục hồi bộ phim Al₂o₃ (2Mạnh5 nm) không chống lại sự ăn mòn trong khí quyển, đi qua 1,000+ Giờ xét nghiệm xịt muối (ASTM B117) Khi anodized.
Bộ phim này làm cho hợp kim lý tưởng cho các ứng dụng ngoài trời, Từ hồ sơ kiến trúc đến phụ kiện hàng hải.
Thách thức và giảm thiểu
- Môi trường clorua: Nhạy cảm với rỗ trong nước mặn (Cl⁻ > 500 ppm), giảm nhẹ bằng cách anod hóa dày (15Mùi25 μm) hoặc lớp phủ epoxy.
- Ăn mòn điện: Tránh tiếp xúc trực tiếp với đồng hoặc thép carbon; Sử dụng miếng đệm cách điện hoặc mồi giàu kẽm.
Kỹ thuật anod hóa và hoàn thiện trang trí
- Axit sunfuric Anodizing (Loại II) Sản xuất 5 oxit xốp dày.
- Anodizing áo cứng (Loại III) Sản lượng độ dày 256060 cho điện trở hao mòn.
- Màu anod hóa và Lớp phủ bột Cho phép tùy chỉnh thẩm mỹ, với các mồi chuyển đổi hóa học (VÍ DỤ., cromat hoặc trivalent zirconium) Tăng cường độ bám dính.
5. Sự chế tạo & Tham gia 6063 Hợp kim nhôm
Nhà sản xuất ủng hộ 6063 nhôm cho khả năng đùn đặc biệt của nó, hành vi gia công có thể dự đoán được, và khả năng hàn đáng tin cậy.
Đặc điểm đùn
Đầu tiên, 6063 nhôm đùn trơn tru ở 450 nhiệt550 ° C, Một cửa sổ nhiệt độ cân bằng dòng kim loại và sự tinh chỉnh hạt.
Đặc trưng phun ra tỷ lệ nằm trong khoảng từ 10:1 lên đến 30:1, cho phép các mặt cắt phức tạp với độ dày tường mỏng như 1 mm.
6063 Hợp kim nhôm đặt điểm chuẩn cho khả năng đùn, với những lợi thế chính:
- Áp lực đùn thấp: 100MP150 MPA cho các hồ sơ phức tạp, 30% thấp hơn 6061,
cho phép các hình dạng phức tạp như khung cửa sổ ngắt nhiệt với 0.8 Độ dày tường mm và buồng rỗng. - Hoàn thiện bề mặt: Bề mặt bị loại trừ đạt được RA ≤1,6 m mà không cần xử lý sau, Quan trọng cho các ứng dụng kiến trúc trong đó gia công thứ cấp sẽ thêm 20 0% chi phí.
- Tốc độ sản xuất: Tỷ lệ đùn của 520 m/i (Tùy thuộc vào độ phức tạp của hồ sơ), với một cái chết duy nhất có khả năng sản xuất 10.0002020.000 mét mỗi ngày.
Gia công và dụng cụ
Tính khí mềm mại của nó (F) cho phép gia công nhanh chóng với Thép tốc độ cao (HSS) công cụ ở tốc độ cắt lên đến 150 m/của tôi.
Sử dụng chất làm mát hòa tan (5Nồng độ10%) Giảm hao mòn công cụ bằng cách 40%, Trong khi các công cụ cacbua được ưu tiên cho các tính năng quay cứng (VÍ DỤ., Chủ đề trong T6 Temper).
Kỹ thuật hàn
- Hàn tig: Ưa thích cho các thành phần chính xác, sử dụng 4043 Thanh phụ (Al-5%Có) Để giảm thiểu vết nứt nóng.
Hiệu quả hàn đạt đến 90%, với khả năng duy trì sức mạnh kéo của 85% trong T6 Temper. - Ma sát khuấy hàn (FSW): Một quy trình trạng thái rắn lý tưởng cho các phần dày (lên đến 10 mm), sản xuất các khớp không có khuyết tật với 90% của sức mạnh kim loại cơ bản.
- Điều trị sau hàn: Cứu trợ căng thẳng tại 150° C cho 2 giờ giảm căng thẳng dư bằng cách 60%, quan trọng cho sự ổn định kích thước trong các hội đồng lớn.
6. Điều trị nhiệt & Tuổi cứng của 6063 Hợp kim nhôm
Điều trị nhiệt biến đổi 6063 mềm mềm, điều kiện quá dễ bị loại bỏ thành một hợp kim cứng với sức mạnh được cải thiện đáng kể.
Bằng cách chọn sự kết hợp đúng của giải pháp hóa, làm dịu đi, và các bước lão hóa,
Các nhà sản xuất điều chỉnh sự cân bằng của độ bền kéo, độ dẻo, và sự ổn định kích thước cho các yêu cầu ứng dụng.
Chỉ định tính khí và chu kỳ điển hình
| Tính khí | Quá trình | Chu kỳ lão hóa điển hình |
|---|---|---|
| T1 | Làm mát trực tiếp từ đùn; Tuổi tự nhiên ở nhiệt độ phòng | ~ 7 ngày tại 20 ° C. |
| T5 | Làm mát từ đùn hoặc làm nguội; tuổi giả tạo | 175–205 ° C trong 4 trận8 h |
| T6 | Xử lý nhiệt dung dịch ở 520 nhiệt540 ° C; làm dịu; tuổi giả tạo | 175–205 ° C trong 6 trận12 h |
| T7 | Thừa vượt quá T6 (Để cải thiện sự ổn định chiều) | 200–220 ° C trong 8 trận16 h |
- T1 Nhiệt độ dựa vào chậm, Lão hóa tự nhiên. Các nhà thiết kế ủng hộ T1 cho các bộ phận yêu cầu định dạng tối đa ngay sau khi đùn.
- T5 Tăng cường sức mạnh nhanh chóng. Bằng cách giữ ở 175 nhiệt205 ° C trong vài giờ, 6063 Hợp kim nhôm đạt được 80% 90% độ cứng cao nhất của nó với độ méo tối thiểu.
- T6 mang lại sức mạnh cao nhất, theo cách thức 190 190240240 MPa.
Các nhà sản xuất giải pháp ở 520 nhiệt540 ° C để hòa tan tất cả MG₂SI, sau đó làm nguội và tuổi để tạo thành các kết tủa β mịn mà truyền đạt độ cứng tối đa. - T7 Nhắm mục tiêu các ứng dụng trong đó kiểm soát chiều chặt chẽ vượt quá sức mạnh cao nhất.
Lão hóa kéo dài kết tủa kết tủa vào pha β ổn định hơn, Cắt sức mạnh ~ 10 trận20% nhưng giảm căng thẳng dư.
Sức mạnh, Độ dẻo, và sự đánh đổi ổn định
Ngay sau khi lão hóa, T6 6063 Hợp kim nhôm đạt đến năng suất cao nhất và độ bền kéo cuối cùng của nó, Tuy nhiên, nó cũng thể hiện lò xo lớn hơn trong quá trình uốn cong.
Ngược lại, Tính khí T5 tạo ra sức mạnh thấp hơn một chút (160MP200 MPa) nhưng giữ lại 5 trận10% kéo dài tốt hơn và giảm thiểu sự biến dạng trong hình học phức tạp.
Khi các nhà thiết kế yêu cầu cả sức mạnh vừa phải và độ chính xác chiều tuyệt vời, ví dụ như trong các khung cửa sổ dung sai chặt chẽ, họ thường chỉ định chu kỳ T6I4 hoặc T7 được sửa đổi.
Quá mức và giảm căng thẳng
Quá mức vượt quá đỉnh T6, đạt được bằng cách tăng nhiệt độ lão hóa đến 200 nhiệt220 ° C hoặc kéo dài thời gian giữ 12 giờ lái xe β ″ kết tủa để thô vào β và sau đó β.
Mặc dù sự thay đổi này làm giảm sức mạnh năng suất lên đến 20%, Nó ổn định kích thước và làm giảm căng thẳng nội bộ có thể dẫn đến cong vênh hoặc nứt trong khi phục vụ.
Trong các hội đồng với nhiều bộ phận được tham gia, quá mức 6063 Hợp kim nhôm chống lại vết nứt căng thẳng căng thẳng, Làm cho T7 Temper trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các cấu trúc hàn hoặc được gắn chặt cơ học.
7. Phương pháp điều trị bề mặt & Lớp phủ
Lớp phủ chuyển đổi hóa học
Cromat (Loại i) và tiền xử lý phốt phát thúc đẩy độ bám dính cho các lớp phủ đầu tiếp theo. Các hệ thống dựa trên crom và zirconium có ba trvi cung cấp các lựa chọn thay thế tuân thủ ROHS.
Lớp phủ bột và sơn
Sau khi tiền xử lý, Bột polyester polyester hoặc epoxy, cung cấp kết thúc màu bền.
Độ dày điển hình: 60Mạnh120. Độ nhám bề mặt thích hợp (Ra ≈ 1.5 Sọ) Tăng cường khóa liên động cơ học.
Các phương pháp điều trị có kết cấu nano và tự làm sạch mới nổi
Các nhà nghiên cứu phát triển lớp phủ siêu thấm nước bằng cách sử dụng các hạt nano silica và chất kết dính fluorin.
Các bài kiểm tra ban đầu hiển thị góc liên hệ > 150°, Ham hứa giảm làm giảm mặt tiền ngoài trời.
8. Ứng dụng chính của 6063 Hợp kim nhôm
Ngành kiến trúc và xây dựng
- Khung cửa sổ và cửa
- Hệ thống tường rèm
- Tay vịn và bảo vệ
- Kiến trúc trang trí
- Hồ sơ kính cấu trúc
Ngành vận tải
- Trang trí ô tô và khuôn trang trí
- Đường ray trên mái và bảng chạy
- Khung trailer
- Khung xe đạp và phụ kiện
- Phụ kiện thuyền và đường băng
Hệ thống điện và ánh sáng
- LED LIGHTING HOUSING
- Tản nhiệt cho điện tử
- Vỏ điện
- Ống dẫn
- Khung phản chiếu
Sản phẩm tiêu dùng và đồ nội thất
- Hệ thống phân vùng văn phòng
- Hiển thị đồ đạc và khung bảng hiệu
- Ống nội thất và hỗ trợ
- Thang và giá đỡ
- Thiết bị thể thao (giá ba chân, cột lều)
Máy móc và thiết bị công nghiệp
- Hồ sơ bảo vệ máy
- Ống xi lanh khí nén
- Hệ thống đóng khung cho tự động hóa
- Đường ray hệ thống băng tải
- Hệ thống làm mát vỏ
9. Ưu điểm và giới hạn của 6063 Hợp kim nhôm
Lợi thế chính
- Tính định dạng: Vô song, cho phép thiết kế linh hoạt trong các lĩnh vực kiến trúc và ô tô.
- Hiệu quả chi phí: Chi phí nguyên liệu thô ~ $ 2,2/kg, 30% rẻ hơn 6061 Và 50% rẻ hơn 7075.
- Hoàn thiện bề mặt: Lý tưởng cho anodizing và hội họa, Quan trọng cho các ứng dụng thẩm mỹ.
Giới hạn
- Sức mạnh: Thấp hơn 6061 (T6 Độ bền kéo: 310 vs. 350 MPA) và kém hơn nhiều so với 7075 (570 MPA), Hạn chế sử dụng trong các thành phần căng thẳng cao.
- Hiệu suất nhiệt độ cao: Sức mạnh giảm nhanh trên 150 ° C (giữ lại 50% sức mạnh T6 ở 200 ° C), không phù hợp với các thành phần động cơ.
- Kháng lửa: Tan chảy ở 595 ° C., Yêu cầu lớp phủ chống cháy trong các ứng dụng cấu trúc quan trọng.
10. Tiêu chuẩn, Thông số kỹ thuật & Có sẵn
6063 Hợp kim nhôm đáp ứng nhiều tiêu chuẩn toàn cầu:
- TRONG 573-3 / TRONG 755-2: Yêu cầu hóa học và cơ học cho các sản phẩm rèn
- ASTM B221: Thanh đùn, que, dây, Hồ sơ, và ống
- ISO 6361: Tấm hợp kim nhôm và nhôm rèn, dải, và tấm
- Chỉ cần H4040: Hợp kim nhôm có hình dạng đùn
Nhà cung cấp trên toàn thế giới ALU 6063 hình dạng từ các cấu hình đùn (70% sản xuất), Tấm, ống, và que.
Thời gian dẫn đầu cho các công bố tùy chỉnh thường nằm trong khoảng từ 3 tuần6 cho các hồ sơ đơn giản đến 8 tuần12 cho hình học phức tạp.
11. So sánh với các hợp kim liên quan
6063 Hợp kim nhôm chiếm một vị trí riêng biệt trong loạt hợp kim nhôm 6xxx, được biết đến với sự cân bằng tuyệt vời giữa sức mạnh, kháng ăn mòn, và khả năng đùn.
Bảng so sánh chính
| Tài sản / Tính năng | 6063 | 6061 | 6005MỘT | 6082 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Độ bền kéo (MPA) | 145Mạnh240 (T5/T6) | 240Cấm310 (T6) | 260Cấm340 (T5/T6) | 290Cấm340 (T6) | 490Mạnh570 (T6) |
| Sức mạnh năng suất (MPA) | 110Mạnh200 | 210Mạnh275 | 215Mạnh290 | 240Cấm310 | 400Ăn505 |
| Kéo dài (%) | 8Mạnh12 | 8Tiết10 | 7Mạnh12 | 6Tiết10 | 6Tiết10 |
| Kháng ăn mòn | Xuất sắc | Rất tốt | Rất tốt | Rất tốt | Vừa phải (cần lớp phủ) |
| Khả năng đùn | Xuất sắc (Hồ sơ phức tạp) | Tốt | Tốt | Hội chợ | Nghèo |
| Chất lượng anodizing | Xuất sắc | Tốt | Tốt | Hội chợ | Nghèo |
| Khả năng gia công | Hội chợ | Tốt | Tốt | Tốt | Xuất sắc |
| Khả năng hàn | Xuất sắc | Rất tốt | Tốt | Tốt | Công bằng (Nguy cơ nứt nóng) |
| Trường hợp sử dụng điển hình | Ngành kiến trúc, nội thất | Cấu trúc, Ô tô | Cầu, thang | Chuyên chở, hàng hải, cấu trúc | Hàng không vũ trụ, Các bộ phận căng thẳng cao |
6061 vs. 6063 Hợp kim nhôm
- Sức mạnh: 6061 cung cấp sức mạnh cao hơn 20 0% so với 6063, làm cho nó tốt hơn cho các ứng dụng cấu trúc.
- Tính định dạng: 6063 vượt trội trong những điểm đùn và kết thúc phức tạp, trong khi 6061 cứng hơn.
- Ứng dụng: 6063 là lý tưởng cho việc sử dụng trang trí và kiến trúc; 6061 được ưu tiên cho các thành phần chịu tải như khung xe đạp, khung gầm, và tàu áp lực.
6005Một vs. 6063 Hợp kim nhôm
- Sức mạnh: 6005Một sự vượt trội 6063 sức mạnh 10 0%.
- Khả năng đùn: 6063 Cho phép chi tiết tốt hơn trong hồ sơ; 6005A khó đùn hơn.
- Phù hợp nhất: 6005A được sử dụng trong hệ thống vận chuyển đường sắt và kết cấu, trong khi 6063 thống trị trong hệ thống cửa sổ và cửa.
6082 vs. 6063 Hợp kim nhôm
- Sức mạnh: 6082 Cung cấp lên đến 40% nhiều sức mạnh hơn 6063.
- Kháng ăn mòn: Có thể so sánh, Nhưng 6063 Cung cấp một kết thúc anodized tốt hơn.
- Khả năng gia công & Khả năng hàn: 6082 khó hơn với máy; 6063 Welds Cleaner và Neater.
7075 vs. 6063 Hợp kim nhôm
- Sức mạnh: 7075 mạnh hơn đáng kể - nhiều hơn gấp đôi sức mạnh của 6063.
- Kháng ăn mòn: 6063 thực hiện tốt hơn nhiều trong môi trường ẩm hoặc biển.
- Khả năng làm việc: 7075 khó hàn và đùn, trong khi 6063 vượt trội dễ dàng bịa đặt.
- Sử dụng: 7075 được sử dụng trong các bộ phận hàng không vũ trụ và hiệu suất; 6063 được ưa chuộng cho các sản phẩm tiêu dùng và kiến trúc.
12. Phần kết luận
6063 Hợp kim nhôm đạt được sự cân bằng hấp dẫn: Nó cho phép những cái đùn phức tạp với hoàn thiện bề mặt mịn,
cung cấp khả năng chống ăn mòn đáng tin cậy, và đạt được sức mạnh cơ học đáng nể thông qua sự lão hóa được kiểm soát.
Từ mặt tiền kiến trúc đến phần cứng biển, 6063 nhôm chứng minh tính linh hoạt của nó trong nhiều ngành công nghiệp.
Bằng cách hiểu thành phần của nó, cấu trúc vi mô, và các con đường xử lý,
Các kỹ sư có thể tận dụng 6063 Nhôm để đáp ứng cả hiệu suất và yêu cầu thẩm mỹ, trong khi giữ chi phí sản xuất và tác động môi trường khi kiểm tra.
Câu hỏi thường gặp
Là gì 6063 hợp kim nhôm được sử dụng cho?
6063 Hợp kim nhôm chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng kiến trúc như khung cửa sổ, khung cửa, Tường rèm, lan can, và các hồ sơ trang trí khác
Do bề mặt tuyệt vời của nó, kháng ăn mòn, và khả năng đùn tốt.
Là 6063 Nhôm mạnh hơn 6061?
KHÔNG, 6063 nhôm không mạnh bằng 6061.
Trong khi 6063 Cung cấp hoàn thiện bề mặt vượt trội và khả năng định dạng, 6061 Cung cấp độ bền kéo và năng suất cao hơn, làm cho nó phù hợp hơn cho các ứng dụng cấu trúc và chịu tải.
Là gì 6063 Nhôm cấp máy bay?
6063 Nhôm thường không được coi là máy bay cấp độ của máy bay.
Các ứng dụng máy bay thường yêu cầu hợp kim cường độ cao hơn như 2024 hoặc 7075. Tuy nhiên, 6063 ALU có thể được sử dụng trong các thành phần nội thất hoặc trang trí không quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ.
Những gì tương đương với 6063 nhôm?
Tương đương quốc tế với 6063 Nhôm bao gồm:
- TRONG: Và AW-6063
- ISO: Almg0.7Si
- Anh ấy là: A6063
- ASTM: B221 (bao gồm các mẫu sản phẩm như thanh, ống, Hồ sơ)
