6063-T5 prieš 6061-T6 aliuminį: stiprumas ir išlinkimas

6063-T5 prieš 6061-T6 aliuminio ekstruzijas: kuri tinka jūsų rėmui?

Du įrangos rėmai gali atrodyti beveik identiški, tačiau viename brėžinyje nurodyta 6063-T5 lydinys, o kitame – 6061-T6. Galingesnis lydinys gali pasirodyti saugesniu pasirinkimu. Tačiau ar jis sumažins ilgo skersinio deformaciją? Ar padarys galutinį rėmą tikresnį?

6061-T6 užtikrina didesnę stiprybę. 6063-T5 dažnai yra tinkamas sudėtingų išspaudžiamų profilių ir matomų rėmo paviršių gamybai. Kai ilgas sijos elementas lenkiasi veikiant apkrovai, pirmiausia reikia įvertinti jo skerspjūvį ir tarpo ilgį, o ne lydinio žymėjimą.

Atskyrus stiprybės, standumo ir gamybos reikalavimus, pasirinkimas tampa daug paprastesnis.

Pradėkite nuo lydinio ir kietumo būsenos

6063 ir 6061 – abu yra 6xxx serijos aliuminio lydiniai, kurių pagrindiniai legiruojantys elementai yra magnis ir silicis. Skaičiai nurodo lydinius; T5 ir T6 nurodo jų kietumo būsenas.[1][2]

T5 reiškia, kad medžiaga buvo atvėsinta iš aukštos temperatūros formavimo proceso, o vėliau dirbtinai seninta. T6 reiškia, kad ji buvo tirpalo šiluminio apdorojimo būdu apdorota ir po to dirbtinai seninta. Taigi palyginus 6063-T5 su 6061-T6 keičiamos tiek lydinio rūšis, tiek temperatūra. Klaidinga priskirti visus skirtumus vien tik lydinio numeriui arba apibūdinti T5 ir T6 tiesiog kaip „oro aušinamą“ ir „vandens aušinamą“.[1][2][3]

Kiek stipresnis yra 6061-T6?

Palyginimui „vienodas su vienodu“ žemiau esančioje lentelėje naudojami Hydro Šiaurės Amerikos ekstruzijos duomenys su 2 mm skerspjūvio storiu . Tai yra paskelbti minimalūs reikšmių pavyzdžiai nurodytomis sąlygomis.[1][2]

Savybė	6063-T5	6061-T6
Maksimalioji tempimo stiprybė, Rm	≥150 MPa	≥260 MPa
0,2 % įtempimo riba, Rp0.2	≥110 MPa	≥240 MPa
Ištempimas po lūžio	≥8%	≥8%

Šios reikšmės pateiktos nurodytų gamintojų duomenų lapuose. Tai nebatonų bandymų rezultatai, ne tipinės reikšmės ir ne visuotinai priimtini ribiniai dydžiai pagal Kinijos nacionalinį standartą. Ištempimo reikšmės apskaičiuotos naudojant šaltinio duomenyse nurodytą matavimo ilgio sąvoką: 2 colius arba keturis kartus bandinio skersmenį. Pirkimo užsakyme nurodykite taikomą standartą ir gaminio matmenis.

Ultiminė tempimo stiprybė apibūdina maksimalią tempimo įtempimą, pasiektą atliekant tempimo bandymą. 0,2 % įrodymo stiprybė yra naudingiau naudoti, kai svarbu išvengti nuolatinės deformacijos veikiant apkrovai.

Remiantis šiais minimaliais skaičiais, 6061-T6 turi apytiksliai 1,73 karto didesnę tempimo stiprybę ir 2,18 karto didesnę įrodymo stiprybę nei 6063-T5. Tai gali būti svarbu, kai vietos ribojamos ir medžiagos stiprybė yra lemiamasis reikalavimas.

Jis daro ne tai ne reiškia, kad visiškai 6061-T6 rėmas išlaiko 1,73 arba 2,18 karto didesnę apkrovą. Jungtys, vietinės apkrovos aplink plyšius, išlinkimas ir išlinkimas gali būti pirmieji konstrukcijos veiksniai.

Didesnė stiprybė neprivalo reikšti mažesnio išlinkimo

Stiprybė ir standumas atsako į skirtingus klausimus. Elastinis modulis įtakoja, kiek elementas išsilenkia, likdamas tamprumo ribose. „Aluminium Extrusion Manual“ nurodo tamprumo modulį apie 69 GPa tiek 6061, tiek 6063 lyginamųjų lyginių.[3]

Tuo pačiu skerspjūviu, tarpu, apkrova ir atramų sąlygomis 6061-T6 sijos ir 6063-T5 sijos todėl turi beveik tokį patį apskaičiuotą tamprųjį išlinkimą.

Įsivaizduokime paprastai atramintą siją su 1000 mm tarpu ir 500 N apkrova jos centre. Tarkime, kad jos antrasis inercijos momentas yra I = 100 000 mm⁴, o tamprumo modulis E = 69 000 MPa. Nepaisant savosios masės, šlyties deformacijos ir sąvarų judėjimo, mažojo išlinkimo sijos formulė duoda:[4]

Centrinis išlinkimas = FL³/(48EI) ≈ 1,51 mm.

Pakeisti	Apskaičiuotas centrinis išlinkimas
Pradinis 6063-T5 profilio pjūvis	Apie 1,51 mm
Tas pats skyrius iš 6061-T6	Apie 1,51 mm
Dvigubinkite I, palikdami E nepakitę	Apie 0,75 mm

Čia I reiškia skerspjūvio pasipriešinimą lenkimui. Aukštesnis skerspjūvis lenkimo kryptimi arba geriau išdėstyti sienos ir vidiniai ertminiai gali padidinti I. Nepalaikomos atramos ilgio sumažinimas taip pat sumažina išlinkimą.

Jei darbo paviršius nusėda arba tikrinimo įrenginys per daug juda veikiamas apkrovos, pirmiausia patikrinkite skerspjūvį, atramos ilgį ir sujungimų standumą. Jei elementas lieka išlenktas po apkrovos pašalinimo, patikrinkite įtempimų lygį ir ar reikia stipresnio medžiagos.

Ten, kur tikslinga naudoti 6063-T5

Pramoniniai rėminiai profiliai dažnai sujungia kelis griovelius, santykinai plonas sienas ir vidinius ertminius. 6063 puikiai ekstruduojamas į tokius profilius ir gali užtikrinti gerą paviršiaus baigtį. Šios savybės paaiškina jo naudojimą matomuose rėmuose bei architektūriniuose ar dekoratyviniuose profilizuotuose gaminiuose.[1][3]

6063 taip pat dažnai renkamas, kai svarbus dekoratyvus anodizuotas išvaizdos aspektas. 6061 taip pat gali būti anodizuojamas, įskaitant kietąjį anodavimą, tačiau nuoseklios išvaizdos pasiekimui gali prireikti tikslaus medžiagos ir proceso stebėjimo. „Hydro“ 6061 duomenų lapas nukreipia skaitytojus į 6063, kai ypač svarbi dekoratyvi išvaizda.[1][2]

Jeigu eksponuoto mašinos apsauginio įtaiso su sudėtingomis plyšimis konstrukcija jau atitinka stiprumo ir deformacijos reikalavimus, tada 6063-T5 yra protingas pasirinkimas. Aukštesnis stiprumo skaičius pats savaime nėra pagrindas keisti lydinį.

Kur 6061-T6 reikalauja dėmesio

Kai reikia nešančiųjų jungčių arba mašinų detalių, kurios reikalauja didelio frezavimo, gręžimo ar rėžimo, 6061-T6 siūlo patrauklią stiprumo ir apdirbamosios savybės kombinaciją. Tačiau vien tik geriau apdirbama savybė dar nepatvirtina, kad galutinis gaminys bus tikslus. Matmenis ir išlinkimą taip pat veikia tvirtinimo būdai, įrankiai, šukų pašalinimas bei likutiniai įtempimai.[2][5]

6063-T5 taip pat gali būti pjaučiamas, gręžiamas ir įpjaučiamas įprastai rėmo gamybai.

Suvirintos jungtys reikalauja atskiro tikrinimo. Abi lydinio rūšys gali būti suvirintos tinkamomis procedūromis, tačiau šilumą apdorojančio aliuminio suvirinimas gali suminkštinti šilumos paveiktą zoną. Įvertinkite suvirintą konstrukciją remdamiesi suvirintos jungties savybėmis, o ne prielaida, kad bazinės medžiagos T5 arba T6 reikšmės vis dar galioja toje vietoje.[6]

Praktiškas pasirinkimo sąrašas

Darbastaliai, įrangos korpusai ir apsauginiai gaubtai: Patikrinkite tikruosius apkrovos dydžius, skerspjūvio matmenis, tarpo ilgį ir jungčių konstrukciją. Jei tiek stiprumas, tiek deformacija yra priimtini, pirmiausia įvertinkite 6063-T5, ypač tada, kai svarbi slotų suderinamumas ir matomas paviršiaus baigiamasis apdailos sluoksnis.

Vietoje ribotų apkrovas nešančių detalių: Kai leistinas skerspjūvio dydis ribojamas ir skaičiavimai rodo, kad medžiagos stiprumas nepakankamas, įvertinkite 6061-T6. Taip pat patikrinkite jungtis ir vietinę stabilumą.

Ilgiems skersiniams strypams ir patikrinimo įrenginiams: Apskaičiuokite deformaciją. Palyginkite didesnį antrąjį paviršiaus momentą, trumpesnį tarpo ilgį ar papildomą atramą. Tik pakeitus į 6061-T6 lydinį nepasieksite tos pačios naudos.

Nurodykite visą lydinio ir kietumo žymėjimą brėžinyje, pvz., 6061-T6 , ir įsitikinkite, kad medžiagos sertifikatai atitinka pristatytą partiją. Skriestukais tikrinami matmenys; iš išvaizdos galima spręsti apie paviršiaus būklę. Ne vienas, ne kitas metodas nustato lydinio rūšį ar kietumą. Medžiagos identifikavimui reikia atitinkamų cheminio sudėties ir mechaninių savybių duomenų.

Naudingiausias klausimas yra: kas riboja projektą – atsparumas nuolatiniam deformavimuisi, tampraus deformavimosi kontrolė ar tinkamumas ekstruzijai, apdirbimui ir baigiamajam apdorojimui. Kai tai aišku, galėsite nuspręsti, ar savo biudžetą skirti kitam lydinio tipui, geriau suprojektuotai profilio formai ar kitam rėmo išdėstymui.