Aluminium 6060
Einführung in Aluminium 6060
Aluminium 6060 ist eine mittelstarke Aluminiumlegierung der 6xxx-Serie, die für ihre ausgezeichnete Extrudierbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und hochwertige optische Oberflächenqualität bekannt ist. Im Vergleich zu 6061 enthält sie weniger Magnesium und Silizium, wodurch sie sich leichter formen, schweißen und eloxieren lässt, während sie dennoch eine ausreichende mechanische Festigkeit für architektonische und strukturelle Anwendungen bietet.
Aluminium 6060 wird häufig in der CNC-Bearbeitung von Profilen, Zierleistenkomponenten, Rohrleitungen und Rahmen für Branchen wie Bauwesen, Automobil und Transport eingesetzt, in denen leichte Präzisionsteile mit dekorativen oder eloxierten Oberflächen benötigt werden.
Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminium 6060
Chemische Zusammensetzung (typisch)
Element | Zusammensetzungsbereich (Gew.-%) | Hauptfunktion |
|---|---|---|
Aluminium (Al) | Rest | Basismetall, bietet Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit |
Silizium (Si) | 0,30–0,60 | Verfestigt die Legierung und verbessert die Extrudierbarkeit |
Magnesium (Mg) | 0,35–0,60 | Erhöht die Festigkeit durch Mischkristallhärtung |
Eisen (Fe) | ≤0,30 | Restbestandteil |
Mangan (Mn) | ≤0,10 | Kornverfeinerung |
Kupfer (Cu) | ≤0,10 | Verbessert die Zerspanbarkeit |
Zink (Zn) | ≤0,15 | Restbestandteil |
Chrom (Cr) | ≤0,05 | Stabilisierung der Kornstruktur |
Sonstige | ≤0,15 (gesamt) | Kombinierte Restbestandteile |
Physikalische Eigenschaften
Eigenschaft | Wert (typisch) | Prüfnorm / Bedingung |
|---|---|---|
Dichte | 2,70 g/cm³ | ASTM B311 |
Schmelzbereich | 610–650°C | ASTM E299 |
Wärmeleitfähigkeit | 200 W/m·K bei 25°C | ASTM E1952 |
Elektrische Leitfähigkeit | 53% IACS bei 20°C | ASTM B193 |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 23,4 µm/m·°C | ASTM E228 |
Spezifische Wärmekapazität | 897 J/kg·K | ASTM E1269 |
Elastizitätsmodul | 69 GPa | ASTM E111 |
Mechanische Eigenschaften (Zustand T6)
Eigenschaft | Wert (typisch) | Prüfnorm |
|---|---|---|
Zugfestigkeit | 190–215 MPa | ASTM E8/E8M |
Streckgrenze (0,2%) | 150–170 MPa | ASTM E8/E8M |
Bruchdehnung | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Härte | 60–70 HB | ASTM E10 |
Ermüdungsfestigkeit | ~80 MPa | ASTM E466 |
Schlagzähigkeit | Mittel | ASTM E23 |
Haupteigenschaften von Aluminium 6060
Überlegene Extrudierbarkeit (EN 573-3): Aluminium 6060 bietet im Vergleich zu anderen 6xxx-Legierungen eine außergewöhnliche Extrudierbarkeit, wodurch komplexe CNC-Profile mit Querschnitten sowie eine nahtlose Integration in architektonische Systeme ermöglicht werden.
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Geeignet für Außenanwendungen in milden bis moderaten Umgebungen. Bildet eine passive Oxidschicht, die Lochfraß und Oxidation in Architektur-, Transport- und maritimen Anwendungen widersteht.
Gute Oberflächenqualität und Eloxal-Reaktion (ISO 7599): Ermöglicht helles oder dekoratives Eloxieren mit gleichmäßigem Farbton und hoher Klarheit – ideal für sichtbare Zierleisten, Paneele und Rahmen.
Moderate Festigkeit für Leichtbaustrukturen: Im Vergleich zu 6061 bietet es eine etwas geringere Festigkeit, jedoch bessere Umformbarkeit und Schweißbarkeit, wodurch es eine starke Option für ästhetische und funktionale Komponenten ist.
Schweißbar mit Standardverfahren: Sehr gute Ergebnisse beim MIG- und TIG-Schweißen mit ER4045- oder ER5356-Zusatzwerkstoff, mit minimalem Verlust der Korrosionsbeständigkeit in der Wärmeeinflusszone (WEZ).
CNC-Bearbeitungsherausforderungen und Lösungen für Aluminium 6060
Bearbeitungsherausforderungen
Mittelweiche Legierung: Kann bei Hochgeschwindigkeits-Schlichtbearbeitung zu Schmieren oder Gratbildung führen.
Spanabfuhr in dünnwandigen Profilen: Komplexe Extrusionen können Späne einschließen, was zu Werkzeugbruch führen kann, wenn sie nicht zuverlässig entfernt werden.
Risiko von Werkzeuganhaftungen: Ähnlich wie bei anderen 6xxx-Legierungen sind Werkzeugbeschichtungen erforderlich, um Aufbauschneiden zu vermeiden.
Optimierte Bearbeitungsstrategien
Werkzeugauswahl
Parameter | Empfehlung | Begründung |
|---|---|---|
Werkzeugmaterial | DLC- oder TiCN-beschichtete Hartmetallwerkzeuge | Reduziert Aufbauschneiden und Reibung |
Geometrie | Scharfer Spanwinkel, spiegelpolierte Nuten | Sorgt für feine Oberflächen und zuverlässige Spanabfuhr |
Schnittgeschwindigkeit | 250–400 m/min | Verhindert Werkzeugbelastung und thermische Verformung |
Vorschub | 0,10–0,25 mm/U | Sichert Maßhaltigkeit ohne Rattern |
Kühlung | Nebel oder Flut | Reduziert thermische Erweichung und verbessert die Oberfläche |
Schnittparameter für Aluminium 6060 (ISO-513-konform)
Operation | Geschwindigkeit (m/min) | Vorschub (mm/U) | Schnitttiefe (mm) | Kühldruck (bar) |
|---|---|---|---|---|
Schruppen | 250–300 | 0,15–0,25 | 2,0–3,5 | 25–35 (Flut) |
Schlichten | 300–400 | 0,05–0,10 | 0,2–0,8 | 30–50 (Nebel/Flut) |
Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Aluminium 6060
Eloxieren: Ideal für dekorative und funktionale Komponenten. Schichtdicken von 10–25 µm (Typ II) oder 25–50 µm (Harteloxal) erhöhen die Haltbarkeit.
Pulverbeschichtung: Fügt 60–100 µm Schutz für Industrie- und Konsumprodukte hinzu. Kompatibel mit RAL-Farbstandards.
Elektropolieren: Nützlich für kleine Profile oder Halterungen mit hohen Anforderungen an die Oberflächenglätte.
Passivierung: Wird häufig vor dem Lackieren oder Eloxieren eingesetzt, um optimale Haftung der Beschichtung zu erzielen.
Bürsten: Standard-Finish für sichtbare Oberflächen. Erreicht Ra 1,0–1,6 µm für matte Texturen.
Alodine-Beschichtung: Geeignet für elektrische Gehäuse und lackierte Teile, die eine leitfähige Basis benötigen.
UV-Beschichtung: Verhindert Vergilbung oder UV-Abbau bei klar beschichteten Display- oder Rahmenteilen.
Lackbeschichtung: Wird für zusätzliche Oberflächenklarheit oder Glanz auf dekorativen Zierleisten aufgetragen.
Industrielle Anwendungen von Aluminium 6060
Bauwesen und Architektur: CNC-extrudierte und bearbeitete Fensterrahmen, Pfosten-Riegel-Profile und strukturelle Fassaden-/Verkleidungssysteme.
Transportwesen: Innenraum-Zierleisten, Paneele und extrudierte Profile für Schiene und Bus, die enge Toleranzen und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
Konsumgüter: Fahrradkomponenten, tragbare Geräte und Möbelrahmen mit Anforderungen an Leichtbau und hochwertige Optik.
Automatisierung und Elektronik: Kühlkörpergehäuse, Strukturgehäuse und leichte Automatisierungsprofile/Schienen.
Beschilderung und Display: Sonderextrusionen für CNC-bearbeitete Schilderrahmen, Leuchtkästen und modulare Displays.
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