6063鋁合金型材是一種以鋁為主要原材料,加入硅、鎂、錳等合金元素制成的可熱處理強化鋁材料。主要應用為建筑合金型材與工業(yè)鋁型材,它的合金成分與尺寸公差等參數(shù)要符合國家規(guī)定的標準GB/T5237.1-2008,不同材質(zhì)的鋁型材由不同的化學成分組成,其抗拉強度、抗屈服強度與硬度等性能都有差別,下面將6063鋁合金型材的各個工業(yè)參數(shù)作一個系統(tǒng)的介紹。
表1:合金元素的化學含量 | ||||||||||
合金牌號 | 硅Si | 鐵Fe | 銅Cu | 鎂Mg | 鉻Cr | 錳Mn | 鋅Zn | 鈦Ti | 其它元素 | 鋁Al |
6063 | 0.2-0.6 | ≤0.35 | ≤0.1 | ≤0.49-0.9 | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.1 | 單個≤0.05全部≤0.15 | 余量 |
經(jīng)過擠壓成型的鋁型材,要標明合金牌號、化學成分、產(chǎn)品規(guī)格尺寸、供應狀態(tài)以及執(zhí)行標準。鋁擠壓型材的執(zhí)行標準分為建筑型材GB/T5237-2008,工業(yè)鋁型材為GB/T6892-2006,總的來講GB/T5237-2008的執(zhí)行標準更為嚴格。6063系列的鋁型材的化學成分主要有鋁、鎂、硅、錳、鋅、鈦、鉻、鐵、銅以及其它的少量合金元素組成,其具體含量如上圖所示,定尺長度為6000mm/根,其主要參數(shù)可以表示為:6063-T5
421001×6000
GB/T5237-2008,如果檢驗出一根化學成分不合格的產(chǎn)品,則此整批的鋁型材產(chǎn)品都視為不合格產(chǎn)品,不可流入市場使用。
表2:執(zhí)行標準GB/T5237-2008 | |||||||||
合金牌號 | 供應狀態(tài) | 壁厚/mm | 抗拉強度(MPa) | 規(guī)定非比例抗拉強度(MPa) | 斷后延伸率/% | 試樣厚度mm | 維氏硬度HV | 韋氏硬度HW | |
A | A 50mm | ||||||||
6063
|
T5 | 所有 | 160 | 110 | 8 | 8 | 0.8 | 58 | 8 |
T6 | 所有 | 205 | 180 | 8 | 8 |
6063鋁合金型材的供應狀態(tài)主要為T5,也有部分T6狀態(tài)的,T5與T6都是熱處理狀態(tài),T5表示擠壓出來的鋁型材經(jīng)過高溫冷卻,然后再進行人工時效的過程,不再經(jīng)過冷加工,但可以進行矯直,通常采用風冷的方法使鋁型材的溫度慢慢降低,以達到它的硬度,穩(wěn)定它的物理性能,這種方法以稱自然冷卻,材料變形系數(shù)較小,力學性能不受影響;T6狀態(tài)是指鋁型材經(jīng)過高溫成型,再置入水中使其迅速冷卻,以增加材料的塑料和韌性,也稱人工時效,6063合金牌號的鋁型材通常為T5的狀態(tài),其抗拉強度與硬度更高,力學性能更加穩(wěn)定。
表3:壁厚尺寸公差范圍(單位mm) | |||||||
級別 | 公稱壁厚mm | 對應于下列外接圓直徑的型材壁厚尺寸允許偏差/mm (a,b,c,d) | |||||
≤100 | >100∽250 | >250∽300 | |||||
A | B、C | A | B、C | A | B、C | ||
高級 | ≤1.50 | 0.13 | 0.21 | 0.15 | 0.23 | 0.30 | 0.35 |
>1.50~3.00 | 0.13 | 0.21 | 0.15 | 0.25 | 0.36 | 0.38 | |
>3.00~6.00 | 0.15 | 0.25 | 0.18 | 0.30 | 0.38 | 0.45 | |
>6.00~10.00 | 0.17 | 0.51 | 0.20 | 0.60 | 0.41 | 0.90 | |
>10.00~15.00 | 0.17 | — | 0.20 | — | 0.41 | — | |
>15.00~20.00 | 0.20 | — | 0.23 | — | 0.43 | — | |
>20.00~30.00 | 0.21 | — | 0.25 | — | 0.46 | — | |
>30.00~40.00 | 0.26 | — | 0.30 | — | 0.48 | — | |
超高精級 | ≤1.50 | 0.09 | 0.10 | 0.10 | 0.12 | 0.15 | 0.25 |
>1.50~3.00 | 0.09 | 0.13 | 0.10 | 0.15 | 0.15 | 0.25 | |
>3.00~6.00 | 0.10 | 0.21 | 0.12 | 0.25 | 0.18 | 0.35 | |
>6.00~10.00 | 0.11 | 0.34 | 0.13 | 0.40 | 0.20 | 0.70 | |
>10.00~15.00 | 0.12 | — | 0.14 | — | 0.22 | — | |
>15.00~20.00 | 0.13 | — | 0.15 | — | 0.23 | — | |
>20.00~30.00 | 0.15 | — | 0.17 | — | 0.25 | — | |
>30.00~40.00 | 0.17 | — | 0.20 | — | 0.30 | — |
一個合格的鋁型材產(chǎn)品,對尺寸公差的范圍要求是非常嚴格的,尺寸公差范圍分為高精級和超高精級,二者的參數(shù)存在一定的差別,如上圖所示,級別越高,所允許存在的誤差就會越小,產(chǎn)品的尺寸精度越高。6063系列的鋁型材尺寸公差范圍一般為高精級,具體可以采用精確度高的卡尺和專用的儀器來測量。如果檢驗出一根尺寸公差不合格的鋁型材,則整批材料都視為不合格產(chǎn)品,可逐一進行檢測,合格的產(chǎn)品可以單獨挑出,作為合格產(chǎn)品使用。
表4:允許的平面間隙(單位mm) | |||
型材公稱 寬度 (W) | 平面間隙 ,不大 于 | ||
≤25 | 0.20 | 0.15 | 0.10 |
>25∽100 | 0.80%×W | 0.80%×W | 0.80%×W |
>100∽350 | 0.80%×W | 0.80%×W | 0.80%×W |
任意25mm寬度上 | 0.20 | 0.15 | 0.10 |
表5:允許的彎曲度(單位mm) | |||||||
接圓直徑 | 最小壁厚 | 彎曲度,不大于 | |||||
普通級 | 高精級 | 超高精級 | |||||
任意300mm 長度上 h |
全長L米h |
任意300mm 長度上 h |
全長L米h |
任意300mm 長度上 h |
全長L米h | ||
≤38 | ≤2.4 | 1.5 | 4×L | 1.3 | 3×L | 0.3 | 0.6×L |
>2.4 | 0.5 | 2×L | 0.3 | 1×L | 0.3 | 0.6×L | |
>38 | — | 0.5 | 1.5×L | 0.3 | 0.8×L | 0.3 | 0.5×L |
鋁型材允許的彎曲度也是衡量材料尺寸精度的一個參數(shù),允許的彎曲度應該符合表5中的數(shù)值,如果沒有特別說明,6063-T5型材的允許彎曲度應按照高精級標準來執(zhí)行,其它型材可按普通級標準來執(zhí)行。
彎曲度的測量方法:將材料放于水平面上,待型材自然穩(wěn)定下來后,沿材料的長度方向測量與臺面之間的最大間隙值,這個數(shù)值就代表一定長度內(nèi)鋁型材的彎曲值。
表6:型材表面缺陷允許深度(單位mm) | ||
狀態(tài) | 缺陷允許深度 | |
裝飾面 | 非裝飾面 | |
T5 | ≤0.03 | ≤0.07 |
T6 | ≤0.06 | ≤0.10 |
鋁型材在生產(chǎn)和運輸?shù)倪^程中,難免會發(fā)生碰撞、摩擦等情況,只要不出現(xiàn)明顯的裂紋與氣泡等外觀不良,表面缺陷的深度在允許的范圍內(nèi),如上圖所示,都是可以的。在這個規(guī)定的范圍內(nèi),表面干凈、無橘皮、點腐蝕等嚴重缺陷的鋁型材才是合格的產(chǎn)品,外觀不良的產(chǎn)品即視為不合格產(chǎn)品,不可投入使用,檢查時一定要嚴格挑出,以免次品流入市場,影響鋁型材的使用性能,甚至造成安全隱患。
表7:模具擠壓痕的允許深度(單位mm) | |
合金牌號 | 模具擠壓痕深度 |
6063 | ≤0.03 |
鋁型材在擠壓時模具的使用也很關(guān)鍵,取出模具時可能會對型材的表面造成一定程度的壓痕,只要這個數(shù)值在0.03mm以下,就是合格的產(chǎn)品,要對材料進行逐一檢查并測量,若超出這個值,對鋁型材的尺寸會造成很大的偏差,導致外觀不良或力學性能差,要檢查模具的質(zhì)量并及時進行修模,若只有若微的壓痕,可進行后期修補措施,如果出現(xiàn)明顯很深的壓痕,則要對此批次的鋁型材產(chǎn)品進行報廢處理。