คุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียม: ข้อมูลสำคัญสำหรับการเลือกโปรไฟล์ T-Slot อุตสาหกรรม

หมายเหตุทางวิศวกรรมวัสดุ ซีรีส์กรอบอุตสาหกรรม

แท่ง 6063-T5 ที่ถูกอัดรีดที่อุณหภูมิประมาณ 480 องศาเซลเซียส และเย็นลงในอากาศนิ่งทำให้ได้ความแข็งแรงของผลผลิตใกล้ 145 เมกะปาสคาล ในขณะที่มีน้ำหนักเพียง 2.70 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร หรือประมาณหนึ่งในสามของความหนาแน่นของเหล็ก ตัวเลขสองตัวนี้อธิบายการตัดสินใจส่วนใหญ่ในโครงการวางเฟรมทางอุตสาหกรรม ซึ่งครอบคลุมถึงฐานเครื่องจักร การป้องกัน สถานีงาน และโครงสร้างสายพานลำเลียง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นไม่เคยมีตัวเลขเดียวบนแผ่นข้อมูล สิ่งเหล่านี้คือชุดของการต้องแลกกันระหว่างความแข็งแกร่ง น้ำหนัก ความต้านทานการกัดกร่อน การนำไฟฟ้า และความสามารถในการผลิต และความสมดุลที่ไม่ถูกต้องจะปรากฏขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นเฟรมที่เบี่ยงเบนไปภายใต้น้ำหนักบรรทุกหรือพื้นผิวที่เป็นคราบในโรงปฏิบัติงานที่เปียก ที่ Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd. การสนทนาในการเลือกโปรไฟล์เริ่มต้นจากคุณสมบัติเหล่านี้ เนื่องจากโลหะผสมและเทมเปอร์ที่เลือกในขั้นตอนการดายจะตัดสินทุกสิ่งที่ตามมา: ตัวเลือกความหนาของผนัง ระดับการรับน้ำหนัก คุณภาพการตกแต่ง และต้นทุนขั้นสุดท้าย คู่มือนี้จะอธิบายคุณสมบัติที่สำคัญ เปรียบเทียบตระกูลโลหะผสมทั่วไปกับตัวเลขจริง และเปลี่ยนตัวเลขเหล่านั้นให้เป็นรายการตรวจสอบลำดับที่ใช้งานได้จริง

คุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียมมีความหมายต่อผู้ซื้อโปรไฟล์อุตสาหกรรมอย่างไร

คุณสมบัติของโลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นคุณลักษณะที่สามารถวัดได้ของโลหะผสมที่กำหนด รวมถึงความหนาแน่น ความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน การนำไฟฟ้า และความสามารถในการใช้งานได้ ซึ่งเป็นตัวตัดสินว่าจะทนทานต่อการใช้งานเฉพาะหรือไม่

อลูมิเนียมบริสุทธิ์มีความนุ่มและเหนียว เหมาะสำหรับสายเคเบิลแบบฟอยล์และตัวนำ แต่แทบไม่มีประโยชน์สำหรับโครงที่รับน้ำหนัก โลหะผสมเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น การเติมแมกนีเซียม ซิลิคอน ทองแดง แมงกานีส หรือสังกะสีที่ได้รับการควบคุม ผสมผสานกับการทำงานที่เหมาะสมและการบำบัดความร้อน ช่วยเพิ่มความต้านทานแรงดึงสูงสุดจากประมาณ 90 MPa ในความบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ 1100 เป็นประมาณ 570 เมกะปาสคาล ใน 7075-T6 ในขณะที่ความหนาแน่นยังคงอยู่ใกล้เคียง 2.70 ก./ซม.3 ตลอดเกือบทั้งช่วง

คำนิยาม. อลูมิเนียมอัลลอยด์คืออะลูมิเนียมที่ผสมกับองค์ประกอบตั้งแต่หนึ่งองค์ประกอบขึ้นไปที่ควบคุมได้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแมกนีเซียม ซิลิคอน ทองแดง แมงกานีส หรือสังกะสี เพื่อปรับปรุงความแข็งแรง การขึ้นรูปได้ และความต้านทานการกัดกร่อน นอกเหนือจากอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ที่ให้มา

อัตราส่วนความหนาแน่นและความแข็งแรงต่อน้ำหนัก โลหะผสมดัดขึ้นรูปส่วนใหญ่จะอยู่ระหว่าง 2.68 ถึง 2.81 ก./ซม.3 ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโครงอะลูมิเนียมจึงมีน้ำหนักประมาณหนึ่งในสามของโครงสร้างเหล็กที่เทียบเท่ากัน
ความแข็งแรงทางกล ความแข็งแรงของผลผลิตครอบคลุมประมาณ 35 เมกะปาสคาล สำหรับการอบอ่อน 1100 ถึง 500 เมกะปาสคาล สำหรับ 7075-T6 โดยมีเกรด 6xxx ที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งครอบคลุมแถบความถี่ 145 ถึง 270 เมกะปาสคาล ที่โครงการจัดเฟรมส่วนใหญ่ต้องการ
ความต้านทานการกัดกร่อน ฟิล์มออกไซด์ธรรมชาติที่มีความหนาเพียงไม่กี่นาโนเมตรจะก่อตัวใหม่ภายในไม่กี่นาทีหลังเกิดรอยขีดข่วน ทำให้อะลูมิเนียมมีความทนทานอันเป็นเอกลักษณ์เฉพาะในการให้บริการในที่ชื้นและกลางแจ้ง
การนำความร้อนและไฟฟ้า โลหะผสม 6xxx ทั่วไปถ่ายโอนความร้อนประมาณ 200 W/mK และนำพา IACS ประมาณ 55 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับฮีทซิงค์ บัสบาร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบปิด
ความสามารถทำงานได้ คู่มือโลหะ เช่น อะลูมิเนียมจาก ASM International ติดอันดับหนึ่งในโลหะวิศวกรรมที่ง่ายที่สุดในการอัดขึ้นรูป ขึ้นรูป และเครื่องจักร ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหน้าตัดช่อง T-slot ที่สลับซับซ้อนจึงยังคงความประหยัด
ตอบสนองต่อการรักษาพื้นผิว อโนไดซ์จะทำให้ฟิล์มธรรมชาติเติบโตเป็นชั้นที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมตั้งแต่ 5 ถึง 25 ไมโครเมตร เพิ่มความต้านทานการสึกหรอ ตัวเลือกสี และพื้นผิวที่มั่นคงสำหรับสภาพแวดล้อมในโรงงาน

2.70 ก./ซม.3

ความหนาแน่นโดยทั่วไปของโปรไฟล์ 6xxx

570 เมกะปาสคาล

ความต้านทานแรงดึงสูงสุด 7075-T6

55%

ค่าการนำไฟฟ้า IACS 6063-T5

คุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียมเปรียบเทียบ: 6063 กับ 6061 กับ 7075

สำหรับการวางกรอบช่องตัว T อุตสาหกรรม การตัดสินใจในทางปฏิบัติจะลดลงเหลือ 6063 สำหรับโปรไฟล์มาตรฐาน และ 6061 เมื่อมีภาระงานสูงกว่าหรือการตัดเฉือน CNC หนัก

การกำหนดตัวเลขสี่หลักประกาศองค์ประกอบการผสมหลัก: 1xxx คือความบริสุทธิ์ทางการค้า, ทองแดง 2xxx, แมงกานีส 3xxx, แมกนีเซียม 5xxx, แมกนีเซียม 6xxx บวกซิลิกอน และสังกะสี 7xxx แต่ละกลุ่มจะแลกเปลี่ยนความสามารถในการอัดขึ้นรูปกับความแข็งแรงด้วยวิธีที่คาดเดาได้ และตารางด้านล่างจะรวบรวมค่าอุณหภูมิห้องโดยทั่วไป

ค่าอุณหภูมิห้องโดยทั่วไปโดยประมาณสำหรับโลหะผสมดัดทั่วไป ขีดจำกัดที่แน่นอนขึ้นอยู่กับมาตรฐาน รูปแบบผลิตภัณฑ์ และความหนาของส่วน
โลหะผสมและอารมณ์	องค์ประกอบการผสมหลัก	ความต้านทานแรงดึง	ความแข็งแรงของผลผลิต	ความหนาแน่น	การใช้งานทั่วไป
1100-อ	ขั้นต่ำ 99.0 เปอร์เซ็นต์อัล	90 ถึง 130 เมกะปาสคาล	35 MPa	2.71 ก./ซม.3	ฟอยล์ เคมี และอุปกรณ์อาหาร
5052-H32	2.5 เปอร์เซ็นต์ มก	230 เมกะปาสคาล	195 เมกะปาสคาล	2.68 ก./ซม.3	โลหะแผ่น ชิ้นส่วนทางทะเลและการขนส่ง
6063-T5	มก. 0.45 ถึง 0.9, ศรี 0.2 ถึง 0.6	185 เมกะปาสคาล	145 MPa	2.70 ก./ซม.3	โปรไฟล์ T-slot กรอบสถาปัตยกรรม
6061-T6	มก. 0.8 ถึง 1.2, ศรี 0.4 ถึง 0.8	310 เมกะปาสคาล	270 MPa	2.70 ก./ซม.3	ชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนประกอบกลึง CNC
7075-T6	สังกะสี 5.1 ถึง 6.1, มก. 2.1 ถึง 2.9, Cu 1.2 ถึง 2.0	570 เมกะปาสคาล	500 MPa	2.81 g/cm3	การบินและอวกาศและเครื่องมือที่มีความเครียดสูง

เมื่อโครงการตั้งอยู่ระหว่างม้างานซีรีส์ 6 สองตัวนั้น ปัจจัยในการตัดสินใจคือการตอบสนองการกดดับและปริมาณการตัดเฉือน เราเปรียบเทียบอย่างละเอียดในของเรา คู่มือการเลือกทางเทคนิค 6061 กับ 6063 .

ความต้านทานแรงดึงสูงสุดโดยทั่วไปโดยอัลลอยด์และเทมเปอร์

1100-อ

110 เมกะปาสคาล

5052-H32

230 เมกะปาสคาล

6063-T5

185 เมกะปาสคาล

6061-T6

310 เมกะปาสคาล

7075-T6

570 เมกะปาสคาล

ตัวเลขระดับกลางโดยทั่วไปรวบรวมจากเอกสารข้อมูลโลหะผสมสาธารณะ

ซื้อกลับบ้าน

ความแข็งแกร่งเป็นไปตามปริมาณการผสม ในขณะที่ความสามารถในการอัดขึ้นรูปเป็นไปตามความบริสุทธิ์ 7075-T6 ให้ความต้านทานแรงดึงมากกว่า 6063-T5 ประมาณสามเท่า แต่มีสังกะสีและทองแดงเป็นส่วนประกอบ ยกเว้นส่วนซี่โครงที่บางและซับซ้อนของแม่พิมพ์ T-slot และความหนาแน่น 2.81 g/cm3 ทำให้ส่วนหลังของข้อได้เปรียบด้านน้ำหนักเงียบลง

เหตุใดโลหะผสมซีรีส์ 6 ที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนจึงครองการอัดขึ้นรูปทางอุตสาหกรรม

กลุ่มผลิตภัณฑ์ 6xxx เป็นผู้นำในการอัดขึ้นรูปทางอุตสาหกรรม เนื่องจากแมกนีเซียมและซิลิคอนก่อตัวเป็น Mg2Si ที่ตกตะกอนซึ่งตอบสนองต่อการบำบัดความร้อน ดังนั้นโลหะผสมจึงมีความแข็งแกร่งอย่างแท้จริงในขณะที่ยังคงความอ่อนตัวพอที่จะดันผ่านแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนที่อุณหภูมิ 450 ถึง 500 องศาเซลเซียส

โลหะจะทำให้แม่พิมพ์นิ่ม และสิ่งที่เกิดขึ้นในอีกไม่กี่ชั่วโมงข้างหน้าจะกำหนดคุณสมบัติของโลหะผสมอะลูมิเนียมขั้นสุดท้าย ในอุณหภูมิ T5 โปรไฟล์จะถูกระบายความร้อนด้วยการอัดอากาศ จากนั้นจึงบ่ม ซึ่งช่วยให้การบิดเบือนต่ำตลอดทั้งชิ้นเฟรมที่ยาวและเรียว ในอุณหภูมิ T6 โปรไฟล์จะถูกดับด้วยน้ำและบ่มที่อุณหภูมิประมาณ 180 องศาเซลเซียส ซึ่งจะเพิ่มความแข็งแกร่ง แต่ยังล็อคความเครียดที่ตกค้างมากขึ้น ซึ่งถือเป็นการพิจารณาอย่างแท้จริงบนผนังบาง

6063-T5

บังคับอากาศเย็นที่ทางออกกด
การแก่ชราตามธรรมชาติหรือขั้นตอนเดียว
แรงดึงประมาณ 185 MPa, ผลผลิต 145 MPa
ความบิดเบี้ยวต่ำ ตัวเลือกมาตรฐานสำหรับโปรไฟล์ T-slot

6063-T6

ดับแล้วแก่ที่อุณหภูมิใกล้ 180 องศาเซลเซียส
แรงดึงประมาณ 240 MPa, ผลผลิต 215 MPa
แข็งแกร่งกว่า T5 ประมาณ 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์
เหมาะสำหรับเฟรมรับน้ำหนักสูงและชิ้นส่วนกลึง

ด้วยเหตุนี้ช่วงมาตรฐานของ โปรไฟล์การอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมอุตสาหกรรม จากโรงงานผู้เชี่ยวชาญสร้างขึ้นเกือบทั้งหมดในปี 6063 โดย 6061 สงวนไว้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างหนักและแผ่นกลึง CNC

การควบคุมอารมณ์ไม่ใช่เชิงอรรถในใบสั่งซื้อ T5 และ T6 เริ่มต้นจากแท่งเหล็กเดียวกันและแม่พิมพ์เดียวกัน และเส้นทางการทำความเย็นเพียงอย่างเดียวจะเคลื่อนกำลังของผลผลิตได้ถึง 30 เปอร์เซ็นต์

การจับคู่คุณสมบัติของอลูมิเนียมอัลลอยด์กับความหนาของผนังและระดับการรับน้ำหนัก

เมื่อโลหะผสมและอุณหภูมิได้รับการแก้ไขแล้ว ความหนาของผนังและขนาดซีรีส์จะกลายเป็นตัวช่วยที่ใช้งานได้จริงในการปรับแต่งความสามารถในการรับน้ำหนัก ความแข็ง และต้นทุน

โปรไฟล์ 4040 สองโปรไฟล์ที่มีขนาดภายนอกเหมือนกันอาจมีความหนาของผนังที่แตกต่างกันมากกว่า 60 เปอร์เซ็นต์ ตั้งแต่ผนังราคาประหยัด 2.0 มม. ไปจนถึงผนังที่มีความแข็งแรงสูง 3.2 มม. การโก่งตัวถูกควบคุมโดยโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัด ดังนั้นผนังที่หนากว่าจึงจัดแนวได้นานกว่าอย่างเห็นได้ชัดภายใต้ภาระเดียวกัน

HS-8-4040F โปรไฟล์อลูมิเนียม T-Slot ประหยัด 4040 พร้อมผนัง 2.0 มม. ด้วยหน้าตัดขนาด 40x40 มม. ผนัง 2.0 มม. และช่องขนาด 8.2 มม. โปรไฟล์ราคาประหยัดนี้เหมาะกับงานสร้างที่คำนึงถึงต้นทุน ซึ่งแตกต่างกับรุ่น 4040 ที่มีผนังหนากว่าซึ่งมีการกล่าวถึงในบริเวณใกล้เคียง โดยเสนอตัวเลือกที่ประหยัดงบสำหรับกรอบไฟ ดูผลิตภัณฑ์ →

HS-8-4040D โปรไฟล์ 4040 ความแข็งแรงสูงพร้อมผนังหนา 3.2 มม. โครงสร้าง 4040 ผนังหนา 3.2 มม. นี้มีน้ำหนัก 1.88กก./ม. และทนทานต่อการโก่งตัวภายใต้ภาระหนัก แสดงให้เห็นโดยตรงถึงข้อดีของผนังที่หนากว่าที่อธิบายไว้ข้างต้น การออกแบบแบบไม่มีรูช่วยให้เจาะได้อย่างยืดหยุ่นสำหรับโครงงานหนักแบบกำหนดเอง ดูผลิตภัณฑ์ →

ความกว้างของช่องก็มีความสำคัญเช่นกัน: ช่องกว้าง 10.2 มม. มีทีน็อตและโบลต์ที่หนักกว่าช่อง 6 มม. ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโปรไฟล์ซีรีส์ 45 และ 50 จึงยึดเข้ากับโครงสร้างที่มีช่วงกว้างและงานหนักพิเศษส่วนใหญ่ ที่อีกด้านหนึ่งของเครื่องชั่ง ห้องปฏิบัติการและตู้น้ำหนักเบาจะให้ความสำคัญกับน้ำหนักและการจัดการที่สะอาดมากกว่ากำลังการผลิตดิบ ซึ่งเป็นจุดที่รุ่น 3030 ที่มีผนังบางเข้ามาแทนที่

HS-8-3030QL โปรไฟล์ T-Slot 3030 น้ำหนักเบาสำหรับโครงสร้างห้องปฏิบัติการ ด้วยน้ำหนักเพียง 0.58 กก./ม. ด้วยผนัง 1.4 มม. โปรไฟล์ขนาด 30x30 มม. นี้เหมาะกับห้องปฏิบัติการน้ำหนักเบาและการใช้งานในตู้ปิดที่กล่าวถึงในบริเวณใกล้เคียง ซึ่งการลดน้ำหนักและการจัดการที่สะอาดมีความสำคัญมากกว่าความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุด ดูผลิตภัณฑ์ →

60%

ความหนาของผนังกระจายระหว่างโปรไฟล์ภายนอก 4040 แบบเดียวกันในเวอร์ชันประหยัดและมีความแข็งแรงสูง และเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการเพิ่มการสำรองโหลดโดยไม่ต้องเปลี่ยนซีรีส์

กำหนดโหลด ช่วง และสภาพแวดล้อมการทำงานก่อนเปิดแค็ตตาล็อก
ค่าเริ่มต้นเป็น 6063-T5 สำหรับการจัดเฟรมมาตรฐาน ก้าวขึ้นเป็น T6 หรือ 6061-T6 เมื่อความต้องการโหลดหรือการตัดเฉือนเพิ่มขึ้น
เลือกซีรีส์ตามความกว้างของช่องและคลาสโหลด แทนที่จะเลือกตามขนาดภายนอกเพียงอย่างเดียว
เลือกความหนาของผนังที่เบาที่สุดในซีรีส์นั้นซึ่งยังคงตรงตามเป้าหมายการโก่งตัวของคุณ
ระบุสีเงินหรือสีดำแบบอะโนไดซ์พร้อมกับโปรไฟล์ เนื่องจากการตัดสินใจเสร็จช้าเป็นสาเหตุของการทำงานซ้ำ

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียม

คุณสมบัติหลักของโลหะผสมอลูมิเนียมคืออะไร?

คุณสมบัติพาดหัวมีความหนาแน่นต่ำที่ประมาณ 2.70 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ความต้านทานแรงดึงระหว่างประมาณ 90 ถึง 570 MPa ขึ้นอยู่กับอนุกรมและอารมณ์ ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งจากฟิล์มออกไซด์ที่ซ่อมแซมตัวเองได้ การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง ตลอดจนความสามารถในการอัดขึ้นรูปและความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม

อลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดใดดีที่สุดสำหรับโปรไฟล์ T-slot อุตสาหกรรม

6063 ในเทมเปอร์ T5 หรือ T6 เป็นค่าเริ่มต้นของอุตสาหกรรม เพราะมันอัดขึ้นรูปอย่างหมดจดลงในช่องที่บางและแม่นยำ และชุบอโนไดซ์อย่างสม่ำเสมอ 6061-T6 เป็นตัวเลือกแบบขั้นบันไดสำหรับเฟรมและชิ้นส่วนรับน้ำหนักสูงที่ต้องใช้เครื่องจักร CNC จำนวนมาก

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง 6063-T5 และ 6063-T6?

ทั้งสองเริ่มต้นจากการอัดขึ้นรูปเดียวกัน T5 ระบายความร้อนด้วยอากาศที่แท่นพิมพ์และบ่ม โดยมีความต้านทานแรงดึงประมาณ 185 MPa ในขณะที่ T6 ระบายความร้อนด้วยน้ำและบ่มที่อุณหภูมิประมาณ 240 MPa ข้อเสียคือมีความเสี่ยงต่อการบิดเบือนที่สูงขึ้นเล็กน้อยด้วย T6 บนส่วนที่บาง

อโนไดซ์เปลี่ยนคุณสมบัติทางกลของอลูมิเนียมหรือไม่?

ไม่ อโนไดซ์จะแปลงพื้นผิวเป็นชั้นออกไซด์ขนาด 5 ถึง 25 ไมโครเมตร ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งของพื้นผิว แต่จะไม่เปลี่ยนแปลงความแข็งแรงรวมของโปรไฟล์

บรรทัดล่าง

การระบุตามตัวเลขใช้งานได้: ความหนาแน่น 2.70 g/cm3, ย่านอัตราผลตอบแทน 145 ถึง 270 MPa ในตระกูล 6xxx และฟิล์มขั้วบวกขนาด 5 ถึง 25 ไมโครเมตร ครอบคลุมการตัดสินใจด้านการจัดเฟรมทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่