Nota Kejuruteraan Bahan, Siri Pembingkaian Industri
Bar 6063-T5 tersemperit pada sekitar 480 darjah Celsius dan disejukkan dalam udara pegun mencapai kekuatan hasil hampir 145 MPa manakala beratnya hanya 2.70 g/cm3, kira-kira satu pertiga ketumpatan keluli. Kedua-dua nombor tersebut menerangkan kebanyakan keputusan dalam projek pembingkaian industri yang meliputi pangkalan mesin, pengawal, stesen kerja dan struktur penghantar. Sifat aloi aluminium, bagaimanapun, bukanlah satu nombor pada lembaran data. Ia adalah satu set pertukaran antara kekuatan, berat, rintangan kakisan, kekonduksian dan kebolehkilangan, dan baki yang salah muncul dengan cepat sebagai bingkai yang melencong di bawah beban atau permukaan yang bernoda dalam bengkel basah. Di Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd., perbualan pemilihan profil bermula daripada sifat-sifat ini, kerana aloi dan temperamen yang dipilih pada peringkat cetakan menentukan segala-galanya yang berikut: pilihan ketebalan dinding, kelas beban, kualiti kemasan dan kos akhir. Panduan ini menetapkan sifat yang penting, membandingkan keluarga aloi biasa dengan angka sebenar dan menukar angka tersebut menjadi senarai semak pesanan praktikal.
Maksud Sifat Aloi Aluminium untuk Pembeli Profil Perindustrian
Sifat aloi aluminium ialah ciri yang boleh diukur bagi aloi tertentu, termasuk ketumpatan, kekuatan, rintangan kakisan, kekonduksian dan kebolehkerjaan, yang menentukan sama ada ia akan bertahan dalam aplikasi tertentu.
Aluminium tulen lembut dan mulur, sesuai untuk kabel kerajang dan konduktor tetapi hampir tidak berguna untuk bingkai galas beban. Mengaloi mengubah itu. Penambahan terkawal bagi magnesium, silikon, kuprum, mangan atau zink, digabungkan dengan kerja dan rawatan haba yang betul, meningkatkan kekuatan tegangan muktamad daripada kira-kira 90 MPa dalam ketulenan komersial 1100 kepada kira-kira 570 MPa dalam 7075-T6, manakala ketumpatan kekal hampir 2.70 g/cm3 merentasi hampir keseluruhan julat.
Definisi. Aloi aluminium ialah aluminium yang digabungkan dengan penambahan terkawal satu atau lebih unsur, selalunya magnesium, silikon, kuprum, mangan atau zink, untuk meningkatkan kekuatan, kebolehbentukan dan rintangan kakisan melebihi apa yang diberikan oleh aluminium tulen.
- Nisbah ketumpatan dan kekuatan kepada berat. Kebanyakan aloi tempa berada di antara 2.68 dan 2.81 g/cm3, itulah sebabnya bingkai aluminium mempunyai berat kira-kira satu pertiga daripada struktur keluli yang setara.
- Kekuatan mekanikal. Kekuatan hasil menjangkau kira-kira 35 MPa untuk annealed 1100 hingga 500 MPa untuk 7075-T6, dengan gred 6xxx boleh dirawat haba meliputi jalur 145 hingga 270 MPa yang diperlukan oleh kebanyakan projek pembingkaian.
- Rintangan kakisan. Filem oksida semula jadi hanya beberapa nanometer tebal terbentuk semula dalam beberapa minit selepas calar, memberikan aluminium ketahanan khasnya dalam perkhidmatan lembap dan luar.
- Kekonduksian haba dan elektrik. Aloi 6xxx biasa memindahkan kira-kira 200 W/mK haba dan membawa kira-kira 55 peratus IACS, cukup untuk penyejuk haba, bar bas dan elektronik tertutup.
- Kebolehkerjaan. Buku panduan logam seperti dari ASM International meletakkan aluminium antara logam kejuruteraan yang paling mudah untuk diekstrusi, dibentuk dan dimesin, itulah sebabnya keratan rentas slot T yang rumit kekal menjimatkan.
- Tindak balas terhadap rawatan permukaan. Anodizing mengembangkan filem semula jadi menjadi lapisan kejuruteraan 5 hingga 25 mikrometer, menambah rintangan haus, pilihan warna dan permukaan yang stabil untuk persekitaran kilang.
2.70 g/cm3
Ketumpatan biasa bagi profil 6xxx
570 MPa
Kekuatan tegangan puncak, 7075-T6
55%
Kekonduksian IACS 6063-T5
Sifat Aloi Aluminium Dibandingkan: 6063 vs 6061 vs 7075
Untuk pembingkaian T-slot industri, keputusan praktikal turun kepada 6063 untuk profil standard dan 6061 di mana beban yang lebih tinggi atau pemesinan CNC berat terlibat.
Penamaan empat digit mengumumkan unsur pengaloian utama: 1xxx ialah ketulenan komersial, 2xxx kuprum, 3xxx mangan, 5xxx magnesium, 6xxx magnesium ditambah silikon, dan 7xxx zink. Setiap keluarga memperdagangkan kebolehekstrusan terhadap kekuatan dengan cara yang boleh diramalkan, dan jadual di bawah mengumpul nilai suhu bilik biasa.
Anggaran nilai suhu bilik biasa untuk aloi tempa biasa; had tepat bergantung pada standard, bentuk produk dan ketebalan bahagian | Aloi dan perangai | Unsur pengaloian utama | Kekuatan tegangan | Kekuatan hasil | Ketumpatan | Penggunaan biasa |
| 1100-O | 99.0 peratus Al minimum | 90 hingga 130 MPa | 35 MPa | 2.71 g/cm3 | Kerajang, kimia dan peralatan makanan |
| 5052-H32 | 2.5 peratus Mg | 230 MPa | 195 MPa | 2.68 g/cm3 | Lembaran logam, bahagian marin dan pengangkutan |
| 6063-T5 | Mg 0.45 hingga 0.9, Si 0.2 hingga 0.6 | 185 MPa | 145 MPa | 2.70 g/cm3 | Profil T-slot, pembingkaian seni bina |
| 6061-T6 | Mg 0.8 hingga 1.2, Si 0.4 hingga 0.8 | 310 MPa | 270 MPa | 2.70 g/cm3 | Bahagian struktur, komponen mesin CNC |
| 7075-T6 | Zn 5.1 hingga 6.1, Mg 2.1 hingga 2.9, Cu 1.2 hingga 2.0 | 570 MPa | 500 MPa | 2.81 g/cm3 | Aeroangkasa dan alatan tekanan tinggi |
Apabila projek terletak di antara dua kuda kerja 6 siri tersebut, faktor penentu ialah tindak balas pemadam tekan dan volum pemesinan. Kami membandingkannya secara terperinci dalam kami 6061 berbanding 6063 panduan pemilihan teknikal .
Kekuatan Tegangan Muktamad Biasa oleh Aloi dan Temper
Angka jarak pertengahan biasa yang disusun daripada lembaran data aloi awam
Bawa pulang
Kekuatan mengikut kandungan pengaloian, manakala kebolehsemperitan mengikuti ketulenan. 7075-T6 memberikan kira-kira tiga kali ganda kekuatan tegangan 6063-T5, tetapi kandungan zink dan tembaganya tidak membenarkan tulang rusuk yang nipis dan rumit bagi cetakan T-slot, dan ketumpatan 2.81 g/cm3nya secara senyap-senyap memberikan kembali sebahagian daripada kelebihan berat.
Mengapa Aloi 6-Siri Boleh Dirawat Haba Menguasai Penyemperitan Industri
Keluarga 6xxx mendominasi penyemperitan industri kerana magnesium dan silikon membentuk Mg2Si memendakan yang bertindak balas kepada rawatan haba, jadi aloi memperoleh kekuatan sebenar sambil kekal cukup lembut untuk menolak acuan kompleks pada 450 hingga 500 darjah Celsius.
Logam meninggalkan cetakan lembut, dan apa yang berlaku dalam beberapa jam akan datang menetapkan sifat aloi aluminium akhir. Dalam temper T5, profil disejukkan pada mesin penekan dengan udara paksa dan kemudiannya menjadi tua, yang mengekalkan herotan rendah pada anggota rangka yang panjang dan langsing. Dalam tempera T6, profil dipadamkan air dan berumur buatan pada kira-kira 180 darjah Celsius, yang meningkatkan kekuatan tetapi juga mengunci lebih banyak tekanan sisa, pertimbangan sebenar pada dinding nipis.
6063-T5
- Penyejukan udara paksa di pintu keluar akhbar
- Penuaan buatan semula jadi atau satu peringkat
- Kira-kira 185 MPa tegangan, 145 MPa hasil
- Herotan rendah, pilihan standard untuk profil T-slot
6063-T6
- Pelindapkejutan air, kemudian penuaan hampir 180 darjah Celsius
- Kira-kira 240 MPa tegangan, 215 MPa hasil
- Kira-kira 20 hingga 30 peratus lebih kuat daripada T5
- Diutamakan untuk rangka beban tinggi dan bahagian mesin
Inilah sebabnya mengapa julat standard profil penyemperitan aluminium industri dari kilang pakar dibina hampir sepenuhnya pada 6063, dengan 6061 dikhaskan untuk anggota struktur berat dan plat mesin CNC.
Temper bukan nota kaki pada pesanan pembelian. T5 dan T6 bermula dari bilet yang sama dan die yang sama, dan laluan penyejukan sahaja menggerakkan kekuatan hasil sehingga 30 peratus.
Memadankan Sifat Aloi Aluminium dengan Ketebalan Dinding dan Kelas Beban
Setelah aloi dan temper ditetapkan, ketebalan dinding dan saiz siri menjadi tuas praktikal untuk menala kapasiti beban, kekakuan dan kos.
Dua profil 4040 dengan dimensi luar yang sama boleh berbeza lebih daripada 60 peratus dalam ketebalan dinding, daripada dinding jimat 2.0mm kepada dinding berkekuatan tinggi 3.2mm. Pesongan dikawal oleh momen inersia keratan rentas, jadi dinding yang lebih tebal memegang penjajaran dengan ketara lebih lama di bawah beban yang sama.
Profil Aluminium HS-8-4040F Jimat 4040 T-Slot dengan Dinding 2.0mm Dengan keratan rentas 40x40mm, dinding 2.0mm dan slot 8.2mm, profil jimat ini sesuai dengan binaan yang sensitif kos. Ia berbeza dengan varian 4040 dinding tebal yang dibincangkan berdekatan, menawarkan pilihan mesra bajet untuk bingkai ringan. Lihat Produk → 
Profil HS-8-4040D Kekuatan Tinggi 4040 dengan Dinding Tebal 3.2mm Profil 4040 dinding 3.2mm ini mempunyai berat 1.88kg/m dan menahan pesongan di bawah beban berat, secara langsung menggambarkan kelebihan dinding tebal yang diterangkan di atas. Reka bentuk tanpa lubang membolehkan penggerudian fleksibel untuk bingkai tugas berat tersuai. Lihat Produk → Lebar slot juga penting: slot lebar 10.2mm membawa kacang t dan bolt yang lebih berat daripada slot 6mm, itulah sebabnya profil siri 45 dan 50 menambat kebanyakan binaan rentang besar dan tugas berat tambahan. Di hujung skala yang lain, makmal dan kandang ringan mengutamakan berat dan pengendalian bersih berbanding kapasiti mentah, di mana varian 3030 dinding nipis mendapat tempat mereka.
HS-8-3030QL Profil T-Slot 3030 Ringan untuk Struktur Makmal Pada hanya 0.58kg/m dengan dinding 1.4mm, profil 30x30mm ini sesuai dengan makmal ringan dan aplikasi penutup yang disebut berdekatan, di mana penjimatan berat dan pengendalian bersih lebih penting daripada kapasiti beban maksimum. Lihat Produk → 60%
Ketebalan dinding merebak antara versi ekonomi dan kekuatan tinggi profil luar 4040 yang sama, dan cara terpantas untuk menambah rizab beban tanpa menukar siri.
- Tentukan beban, rentang dan persekitaran operasi sebelum membuka katalog.
- Lalai kepada 6063-T5 untuk pembingkaian standard; naik ke T6 atau 6061-T6 apabila beban atau permintaan pemesinan meningkat.
- Pilih siri mengikut lebar slot dan kelas beban dan bukannya mengikut saiz luar sahaja.
- Pilih ketebalan dinding paling ringan dalam siri itu yang masih memenuhi sasaran pesongan anda.
- Tentukan perak atau hitam teranod pada masa yang sama dengan profil, kerana keputusan penamat lewat adalah punca biasa kerja semula.
Soalan Lazim Mengenai Sifat Aloi Aluminium
Apakah sifat utama aloi aluminium?
Ciri-ciri tajuk adalah ketumpatan rendah pada kira-kira 2.70 g/cm3, kekuatan tegangan antara kira-kira 90 dan 570 MPa bergantung pada siri dan suhu, rintangan kakisan yang kuat daripada filem oksida yang membaiki sendiri, kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi, dan kebolehsemperitan dan kebolehmesinan yang sangat baik.
Aloi aluminium manakah yang terbaik untuk profil T-slot industri?
6063 dalam T5 atau T6 temper ialah lalai industri kerana ia menyemperit bersih ke dalam slot yang nipis, tepat dan teranod secara sekata. 6061-T6 ialah pilihan peningkatan untuk bingkai beban tinggi dan bahagian yang memerlukan pemesinan CNC yang besar.
Apakah perbezaan antara 6063-T5 dan 6063-T6?
Kedua-duanya bermula sebagai penyemperitan yang sama. T5 adalah udara yang disejukkan pada akhbar dan berumur, mencapai kekuatan tegangan kira-kira 185 MPa, manakala T6 adalah air yang dipadamkan dan berumur buatan, mencapai kira-kira 240 MPa. Tukar ganti adalah risiko herotan yang lebih tinggi sedikit dengan T6 pada bahagian nipis.
Adakah anodisasi mengubah sifat mekanikal aluminium?
Tidak. Anodizing menukar permukaan menjadi lapisan oksida 5 hingga 25 mikrometer yang meningkatkan rintangan kakisan dan kekerasan permukaan, tetapi ia tidak mengubah kekuatan pukal profil.
Bottom Line
Menentukan mengikut nombor berfungsi: ketumpatan 2.70 g/cm3, jalur hasil 145 hingga 270 MPa dalam keluarga 6xxx, dan filem anodik 5 hingga 25 mikrometer meliputi sebahagian besar keputusan pembingkaian industri.
