6063铝合金型材是一种以铝为主要原材料,加入硅、镁、锰等合金元素制成的可热处理强化铝材料。主要应用为建筑合金型材与工业铝型材,它的合金成分与尺寸公差等参数要符合国家规定的标准GB/T5237.1-2008,不同材质的铝型材由不同的化学成分组成,其抗拉强度、抗屈服强度与硬度等性能都有差别,下面将6063铝合金型材的各个工业参数作一个系统的介绍。
表1:合金元素的化学含量 | ||||||||||
合金牌号 | 硅Si | 铁Fe | 铜Cu | 镁Mg | 铬Cr | 锰Mn | 锌Zn | 钛Ti | 其它元素 | 铝Al |
6063 | 0.2-0.6 | ≤0.35 | ≤0.1 | ≤0.49-0.9 | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.1 | 单个≤0.05全部≤0.15 | 余量 |
经过挤压成型的铝型材,要标明合金牌号、化学成分、产品规格尺寸、供应状态以及执行标准。铝挤压型材的执行标准分为建筑型材GB/T5237-2008,工业铝型材为GB/T6892-2006,总的来讲GB/T5237-2008的执行标准更为严格。6063系列的铝型材的化学成分主要有铝、镁、硅、锰、锌、钛、铬、铁、铜以及其它的少量合金元素组成,其具体含量如上图所示,定尺长度为6000mm/根,其主要参数可以表示为:6063-T5
421001×6000
GB/T5237-2008,如果检验出一根化学成分不合格的产品,则此整批的铝型材产品都视为不合格产品,不可流入市场使用。
表2:执行标准GB/T5237-2008 | |||||||||
合金牌号 | 供应状态 | 壁厚/mm | 抗拉强度(MPa) | 规定非比例抗拉强度(MPa) | 断后延伸率/% | 试样厚度mm | 维氏硬度HV | 韦氏硬度HW | |
A | A 50mm | ||||||||
6063
|
T5 | 所有 | 160 | 110 | 8 | 8 | 0.8 | 58 | 8 |
T6 | 所有 | 205 | 180 | 8 | 8 |
6063铝合金型材的供应状态主要为T5,也有部分T6状态的,T5与T6都是热处理状态,T5表示挤压出来的铝型材经过高温冷却,然后再进行人工时效的过程,不再经过冷加工,但可以进行矫直,通常采用风冷的方法使铝型材的温度慢慢降低,以达到它的硬度,稳定它的物理性能,这种方法以称自然冷却,材料变形系数较小,力学性能不受影响;T6状态是指铝型材经过高温成型,再置入水中使其迅速冷却,以增加材料的塑料和韧性,也称人工时效,6063合金牌号的铝型材通常为T5的状态,其抗拉强度与硬度更高,力学性能更加稳定。
表3:壁厚尺寸公差范围(单位mm) | |||||||
级别 | 公称壁厚mm | 对应于下列外接圆直径的型材壁厚尺寸允许偏差/mm (a,b,c,d) | |||||
≤100 | >100∽250 | >250∽300 | |||||
A | B、C | A | B、C | A | B、C | ||
高级 | ≤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 | — | |
超高精级 | ≤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 | — |
一个合格的铝型材产品,对尺寸公差的范围要求是非常严格的,尺寸公差范围分为高精级和超高精级,二者的参数存在一定的差别,如上图所示,级别越高,所允许存在的误差就会越小,产品的尺寸精度越高。6063系列的铝型材尺寸公差范围一般为高精级,具体可以采用精确度高的卡尺和专用的仪器来测量。如果检验出一根尺寸公差不合格的铝型材,则整批材料都视为不合格产品,可逐一进行检测,合格的产品可以单独挑出,作为合格产品使用。
表4:允许的平面间隙(单位mm) | |||
型材公称 宽度 (W) | 平面间隙 ,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宽度上 | 0.20 | 0.15 | 0.10 |
表5:允许的弯曲度(单位mm) | |||||||
接圆直径 | 最小壁厚 | 弯曲度,不大于 | |||||
普通级 | 高精级 | 超高精级 | |||||
任意300mm 长度上 h |
全长L米h |
任意300mm 长度上 h |
全长L米h |
任意300mm 长度上 h |
全长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 |
铝型材允许的弯曲度也是衡量材料尺寸精度的一个参数,允许的弯曲度应该符合表5中的数值,如果没有特别说明,6063-T5型材的允许弯曲度应按照高精级标准来执行,其它型材可按普通级标准来执行。
弯曲度的测量方法:将材料放于水平面上,待型材自然稳定下来后,沿材料的长度方向测量与台面之间的最大间隙值,这个数值就代表一定长度内铝型材的弯曲值。
表6:型材表面缺陷允许深度(单位mm) | ||
状态 | 缺陷允许深度 | |
装饰面 | 非装饰面 | |
T5 | ≤0.03 | ≤0.07 |
T6 | ≤0.06 | ≤0.10 |
铝型材在生产和运输的过程中,难免会发生碰撞、摩擦等情况,只要不出现明显的裂纹与气泡等外观不良,表面缺陷的深度在允许的范围内,如上图所示,都是可以的。在这个规定的范围内,表面干净、无橘皮、点腐蚀等严重缺陷的铝型材才是合格的产品,外观不良的产品即视为不合格产品,不可投入使用,检查时一定要严格挑出,以免次品流入市场,影响铝型材的使用性能,甚至造成安全隐患。
表7:模具挤压痕的允许深度(单位mm) | |
合金牌号 | 模具挤压痕深度 |
6063 | ≤0.03 |
铝型材在挤压时模具的使用也很关键,取出模具时可能会对型材的表面造成一定程度的压痕,只要这个数值在0.03mm以下,就是合格的产品,要对材料进行逐一检查并测量,若超出这个值,对铝型材的尺寸会造成很大的偏差,导致外观不良或力学性能差,要检查模具的质量并及时进行修模,若只有若微的压痕,可进行后期修补措施,如果出现明显很深的压痕,则要对此批次的铝型材产品进行报废处理。