Aluminium 6063
Einführung in Aluminium 6063
Aluminium 6063 ist eine wärmebehandelbare Aluminiumlegierung, die für ihre hervorragende Extrudierbarkeit, Oberflächenqualität und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Im Vergleich zu Aluminium 6061 bietet 6063 eine geringere mechanische Festigkeit, überzeugt jedoch in ästhetischen Anwendungen und bei komplex geformten Profilen. Es wird широко in der Architektur, der Unterhaltungselektronik sowie für präzise Strukturbauteile eingesetzt.
Dank seiner guten Umformbarkeit und der sehr guten Eignung für Oberflächenveredelungen ist Aluminium 6063 ein idealer Werkstoff für die CNC-Bearbeitung in Projekten, bei denen Optik, Kompatibilität mit Oberflächenbehandlungen und ein geringes Gewicht im Vordergrund stehen.
Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminium 6063
Chemische Zusammensetzung (typisch)
Element | Zusammensetzungsbereich (Gew.-%) | Hauptfunktion |
|---|---|---|
Aluminium (Al) | Rest | Basismetall mit hoher Korrosionsbeständigkeit |
Magnesium (Mg) | 0,45–0,9 | Erhöht Festigkeit und Kaltverfestigungsrate |
Silizium (Si) | 0,2–0,6 | Verbessert Extrudierbarkeit und erhöht die Festigkeit |
Eisen (Fe) | ≤0,35 | Restelement |
Kupfer (Cu) | ≤0,10 | Verringert bei zu hohem Anteil die Korrosionsbeständigkeit |
Mangan (Mn) | ≤0,10 | Verbessert die Korrosionsbeständigkeit |
Chrom (Cr) | ≤0,10 | Erhöht Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit |
Zink (Zn) | ≤0,10 | Restelement |
Titan (Ti) | ≤0,10 | Verfeinert die Kornstruktur |
Physikalische Eigenschaften
Eigenschaft | Wert (typisch) | Prüfnorm / Bedingung |
|---|---|---|
Dichte | 2,70 g/cm³ | ASTM B311 |
Schmelzpunkt | 615–655°C | ASTM E299 |
Wärmeleitfähigkeit | 201 W/m·K bei 25°C | ASTM E1952 |
Elektrische Leitfähigkeit | 53% IACS bei 20°C | ASTM B193 |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 23,5 µm/m·°C | ASTM E228 |
Spezifische Wärmekapazität | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Elastizitätsmodul | 69 GPa | ASTM E111 |
Mechanische Eigenschaften (T5/T6-Zustand)
Eigenschaft | Wert (typisch) | Prüfnorm |
|---|---|---|
Zugfestigkeit | 205–240 MPa (T5/T6) | ASTM E8/E8M |
Streckgrenze (0,2%) | 160–200 MPa (T5/T6) | ASTM E8/E8M |
Bruchdehnung | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Härte | 75–90 HB | ASTM E10 |
Dauerfestigkeit | 70 MPa (T6) | ASTM E466 |
Schlagzähigkeit | Mittel | ASTM E23 |
Wesentliche Merkmale von Aluminium 6063
Hervorragende Oberflächenqualität: Aluminium 6063 ist aufgrund seiner glatten Oberfläche und gleichmäßigen Kornstruktur die bevorzugte Legierung für Eloxal- und dekorative Oberflächen. Mit geeigneter Bearbeitung und Politur ist eine Oberflächenrauheit Ra ≤0,8 µm erreichbar.
Überlegene Extrudierbarkeit: Als „Architekturlegierung“ bekannt, ist 6063 ideal für komplexe Querschnittsprofile und Hohlteile und ermöglicht enge Toleranzen selbst bei dünnwandigen Strukturen.
Korrosionsbeständigkeit: Die hohe Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und Chloride macht 6063 geeignet für marine Strukturen, insbesondere nach dem Eloxieren.
Leichte Umformbarkeit: Geringe Streckgrenze und gute Dehnung erleichtern Biegen, Formen oder Schweißen ohne Rissbildung – ideal für CNC-Prototypen und Leichtbaugruppen.
Ästhetische Anwendungen: Die helle, saubere Optik eignet sich für sichtbare Bauteile – leichte Gehäuse, Elektronik und Displaysysteme profitieren von der kosmetikfähigen Oberfläche.
CNC-Bearbeitungsherausforderungen und Lösungen für Aluminium 6063
Bearbeitungsherausforderungen
Geringe Härte: Weicher als 6061, dadurch anfällig für Verformung oder Rattern bei aggressiver Zerspanung.
Aufbauschneide (BUE): Neigt aufgrund der Duktilität bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten zum Anhaften am Werkzeug.
Oberflächenschmieren: Die Oberflächengüte kann sich verschlechtern, wenn ungeeignete Werkzeuggeometrien oder Vorschübe verwendet werden.
Optimierte Bearbeitungsstrategien
Werkzeugauswahl
Parameter | Empfehlung | Begründung |
|---|---|---|
Werkzeugmaterial | Unbeschichtetes Hartmetall oder Diamantwerkzeuge | Verhindert Materialaufbau, ideal für weiches Aluminium |
Geometrie | Hoher positiver Spanwinkel, spiegelpoliert | Minimiert Reibung und erhält die Oberflächenqualität |
Schnittgeschwindigkeit | 300–800 m/min | Hohe Geschwindigkeit verhindert Anhaften und Schmieren |
Vorschub | 0,10–0,25 mm/U | Vermeidet Rattern und erhält die Oberflächenintegrität |
Kühlschmierstoff | Flut- oder Nebelkühlung | Hilft bei Spanabfuhr und kühlt die Bearbeitungszone |
Aluminium 6063 Schnittparameter (ISO 513 Konformität)
Operation | Geschwindigkeit (m/min) | Vorschub (mm/U) | Schnitttiefe (mm) | Kühlmitteldruck (bar) |
|---|---|---|---|---|
Schruppen | 300–500 | 0,15–0,25 | 2,0–4,0 | 20–30 (Flut) |
Schlichten | 500–800 | 0,05–0,15 | 0,2–1,0 | 30–50 (Nebel/Flut) |
Oberflächenbehandlung für Aluminium-6063-CNC-Teile
Eloxieren: 6063 eignet sich hervorragend für Typ II und Typ III, mit gleichmäßigem Farbton und erhöhter Korrosionsbeständigkeit.
Pulverbeschichtung: Bietet eine langlebige und farbige Oberflächenschicht, die häufig in Außen- und Display-Anwendungen eingesetzt wird.
Elektropolieren: Verbessert die Optik hochsichtbarer Teile durch eine spiegelähnliche Oberfläche und bessere Korrosionsbeständigkeit.
Passivierung: Stellt die Oxidschicht wieder her und entfernt Bearbeitungsrückstände, um die Korrosionsbeständigkeit zu stabilisieren.
Bürsten: Eine gleichmäßige matte oder satinierte Oberfläche kaschiert Fingerabdrücke und leichte Kratzer.
Alodine-Beschichtung: Wandelt die Aluminiumoberfläche chemisch um und erhöht Korrosionsbeständigkeit sowie elektrische Leitfähigkeit.
UV-Beschichtung: Bietet schnell trocknenden transparenten Schutz und verbessert optische Klarheit sowie Kratzfestigkeit.
Klarlackbeschichtung: Fügt ein glänzendes oder satiniertes Finish hinzu und erhöht die Beständigkeit gegen Fingerabdrücke und Umwelteinflüsse.
Industrieanwendungen von Aluminium 6063
Architektur: Fensterrahmen, Vorhangfassaden, Zierleisten und Aluminiumprofile für saubere Optik und Witterungsbeständigkeit.
Unterhaltungselektronik: CNC-gefertigte Gehäuse für Tablets, Lautsprecher und Beleuchtungsgeräte erfordern eine glatte, eloxierfähige Oberfläche.
Automobil: Zierteile, Griffe, Schienen und leichte Innenraumhalterungen.
Marine: Eloxierte Aluminiumrohre und -fittings für Umgebungen mit Salzwasser und hoher Luftfeuchtigkeit.
Display & Beschilderung: Helle, sauber bearbeitete Aluminiumplatten und Ständer für Branding- und Promotion-Installationen.
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