6063-T5 vs 6061-T6 alumiinium: tugevus ja läbikummine

6063-T5 vs. 6061-T6 alumiiniumprofiliid: milline sobib teie raamile?

Kaks seadme raami võivad olla välimuselt peaaegu identseid, kuid ühes joonisel on märgitud 6063-T5 ja teises 6061-T6. Tugevam sulam võib tunduda turvalisem valik. Kuid kas see vähendab pika ristpuu läbipõhjustatud kõrvalekaldumist? Kas see muudab valmisraami täpsemaks?

6061-T6 pakub kõrgemat tugevust. 6063-T5 sobib sageli hästi keerukate profiilide ja nähtavate raamipindade jaoks. Kui pikk puik on koormuse all läbi painduv, siis tuleks enne sulami tähistust tähelepanu pöörata selle ristlõikele ja sirgjoonelisele ulatusele.

Tugevuse, jäikuse ja tootmistähtaegade eraldamine muudab valiku palju lihtsamaks.

Alustage sulami ja termilise töötlemisega

6063 ja 6061 on mõlemad 6xxx-seeria alumiiniumsulamid, mille peamised legiiriv elemendid on magneesium ja ränis. Numbrid tähistavad sulameid; T5 ja T6 tähistavad nende termilist töötlemist.[1][2]

T5 tähendab, et materjal on jahtunud kõrgema temperatuuri juures toimunud kujundamisprotsessist ja seejärel kunstlikult vananenud. T6 tähendab, et materjal on lahustussoojendatud ja seejärel kunstlikult vananenud. Seega muudab 6063-T5 võrdlemine 6061-T6 nii sulamit kui ka temperatuuri. On eksitav omistada kõik erinevused üksnes sulaminumbritele või kirjeldada T5 ja T6 lihtsalt kui „õhuga jahtunud“ ja „veega jahtunud“.[1][2][3]

Kui palju tugevam on 6061-T6?

Võrdluse tegemiseks kasutab allolev tabel Hydro North American extrusion andmeid 2 mm paksusega sektsioonile . Need on avaldatud miinimumväärtused antud tingimustes.[1][2]

Omadus	6063-T5	6061-T6
Maksimaalne tõmbetugevus, Rm	≥150 MPa	≥260 MPa
0,2% piirtugevus, Rp0.2	≥110 MPa	≥240 MPa
Pikkusmuutus murdumisel	≥8%	≥8%

Need väärtused pärinevad viidatud tootja andmelehtedest. Need ei ole partii testimise tulemused, tüüpilised väärtused ega üleüldiselt kehtivad piirväärtused Hiina riikliku standardi kohaselt. Pikkusmuutuse väärtused kasutavad lähtematerjalis märgitud mõõtmispikkuse konventsiooni: 2 tolli või neljakordne proovi läbimõõt. Määrake ostutellimuses kohaldatav standard ja toote mõõtmed.

Maksimaalne tõmbetugevus kirjeldab maksimaalset tõmmetugevust, mille proov saavutab tõmbetesti ajal. 0,2-protsendiline tugevus on kasulikum, kui probleemiks on koormuse all püsiv deformatsioon.

Nendel miinimumväärtustel on 6061-T6 umbes 1,73 korda suurem tõmbetugevus ja 2,18 korda suurem 0,2-protsendiline tugevus kui 6063-T5-l. See võib olla oluline, kui ruumipiirangud piiravad profiili ristlõike suurust ja materjali tugevus on otsustav nõue.

See ei ei tähenda, et täielik 6061-T6 raam kannab 1,73 või 2,18 korda suuremat koormust. Ühendused, paugude ümbruses esinevad kohalikud koormused, paindumine, põrkumine ja läbipõikumine võivad olla koormuse jaoks esmane piirang.

Suurem tugevus ei pruugi tähendada vähemat lähenemist

Tugevus ja jäikus vastavad erinevatele küsimustele. Elastsusmoodul mõjutab seda, kui palju liige paindub, säilitades samas elastse ulatuse. Alumiiniumi ekstrudeerimise käsiraamat sisaldab elastset moodulit umbes 69 GPa nii 6061 kui ka 6063 puhul.[3]

Sama ristlõike, siru, koormuse ja toetustingimuste korral on seega 6061-T6 ja 6063-T5 talade arvutatud elastne lähenemine peaaegu sama.

Vaatleme lihtsalt toetatud tala, mille siru pikkus on 1000 mm ja keskel mõjuv koormus 500 N. Olgu selle teine pindalamoments I = 100 000 mm⁴ ja elastne moodul E = 69 000 MPa. Omakaalu, nihke deformatsiooni ja ühendustes toimuvat liikumist ignoreerides annab väikese lähenemise talavalem:[4]

Keskmine lähenemine = FL³/(48EI) ≈ 1,51 mm.

Muutmine	Arvutatud keskmine lähenemine
Algne lõike 6063-T5	Umbes 1,51 mm
Sama lõikepind 6061-T6 sulamis	Umbes 1,51 mm
Kahekordne I, samal ajal kui E jääb muutmata	Umbes 0,75 mm

Siin tähistab I põiklõike vastupanu painutamisele. Painutamise suunas kõrgem lõikepind või seinte ja sisemiste õõnsuste parem jaotus suurendavad I väärtust. Toetamata ulatuse vähendamine vähendab ka lähenemist.

Kui töölaud läheb läbi või inspektsiooniseade liigub koorma all liiga palju, tuleb esmalt kontrollida lõikepinda, ulatust ja ühenduste jäikust. Kui element jääb koorma eemaldamise järel painutatud olekusse, tuleb kontrollida pinge taseme ja seda, kas on vaja kõrgema tugevusega materjali. See lihtsustatud näide illustreerib seost; see ei ole mingi kindla profiili koormusreiting.

Kus 6063-T5 on otstarbekas

Tööstuslikud raamiprofiilid sisaldavad sageli mitmeid sooni, suhteliselt õhukest seinu ja sisemisi õõnsusi. 6063 sobib hästi selliste kujundite ekstrudeerimiseks ja tagab hea pinnakvaliteedi. Need omadused selgitavad selle kasutamist nähtavates raamides ning arhitektoonilistes või dekoratiivsetes profiilides.[1][3]

6063 sobib sageli kasutusel ka siis, kui tähtis on dekoratiivne anodiseeritud välimus. Ka 6061 saab anodiseerida, sealhulgas kõva anodiseerimisega, kuid ühtlase välimuse saavutamiseks tuleb materjalile ja protsessile pöörata tähelepanu. Hydro 6061 andmeleht suunab lugemist 6063 poole, kui dekoratiivne välimus on eriti oluline.[1][2]

Kui avatud masinakaitse disain juba vastab tugevus- ja lähenemisnõuetele, siis on keerukate lõikega 6063-T5 mõistlik valik. Kõrgem tugevusarv ise ei ole põhjus sulguda teisele sulamile üle.

Kus tuleks 6061-T6-lt tähelepanu pöörata

Koormust kandvate ühenduste või masinaosade puhul, mida tuleb oluliselt freesida, puurida või sisse keerata, pakub 6061-T6 atraktiivse kombinatsiooni tugevusest ja töödeldavusest. Kuid töödeldavus üksi ei taga täpsemat lõplikku detaili. Mõõtmete ja kõrvalekaldumise mõjutavad ka fikseerimine, tööriistad, õlgade eemaldamine ning jääkpinged.[2][5]

6063-T5 sobib ka tavalise raami valmistamiseks lõikamiseks, puurimiseks ja sisekõõrutamiseks.

Keermeid tuleb eraldi kontrollida. Mõlemat sulamit saab keevitada sobivate protseduuridega, kuid soojuslikult töödeldava alumiiniumi sulmkeevitamine võib soojamõju tsooni pehmeneda. Keevitatud konstruktsiooni hindamisel tuleb kasutada keevitusliite omadusi, mitte eeldada, et alusmetalli T5- või T6-väärtused kehtivad ka seal.[6]

Praktiline valikukontrollnimekiri

Töölauad, seadmete korpused ja kaitseklappid: Kontrollige tegelikke koormusi, profiili, pikkust ja ühendusi. Kui nii tugevus kui ka läbipõhjumine on piisavad, hinnake esmalt 6063-T5, eriti siis, kui olulised on soonide ühilduvus ja nähtav pind.

Piiratud ruumiga koormusega osad: Kui lubatud profiilisuurus on piiratud ja arvutused näitavad, et materjali tugevus ei ole piisav, hinnake 6061-T6. Kontrollige ka ühendusi ja kohalikku stabiilsust.

Pikad ristpuud ja inspektsiooniseadmed: Arvuta läbikõverdumine. Võrdle suuremat pindala teist momenti, lühemat vahekaugust või täiendavat toetust. Üksnes 6061-T6-le üleminek ei anna sama tulemust.

Märgi joonisel täielik sulam ja kuumtöötlemise liik, näiteks 6061-T6 , ja veendu, et materjalitunnistused vastavad tarnitud partiiile. Mõõtesuudel kontrollitakse mõõtmeid; välimus annab teada pinnakvaliteedist. Mõlemad ei kindlusta sulami ega kuumtöötlemise liiki. Materjali identifitseerimiseks on vajalikud keemilise koostise ja mehaaniliste omaduste tõendid.

Kasulik küsimus on see, mis piirab projektis: vastupanu püsivale deformatsioonile, elastse läbikõverdumise reguleerimine või sobivus ekstrudeerimiseks, töötlemiseks ja pinnatöötluseks. Kui see on selge, saad otsustada, kas kulutada oma eelarvet teise sulami, parema profiiliga või muu raamikorraga.