Aluminium 6063
Introduction à l’aluminium 6063
Aluminium 6063 est un alliage d’aluminium traitable thermiquement, reconnu pour son excellente aptitude à l’extrusion, son état de surface supérieur et sa résistance à la corrosion. Comparé à l’aluminium 6061, le 6063 offre une résistance mécanique plus faible, mais excelle dans les applications esthétiques et les profils de formes complexes. Il est largement utilisé pour les composants architecturaux, l’électronique grand public et les pièces structurelles de précision.
Grâce à sa facilité de mise en forme et à ses caractéristiques de finition de surface, l’aluminium 6063 est un matériau idéal pour l’usinage CNC dans les projets privilégiant l’apparence, la compatibilité avec les traitements de surface et une structure légère.
Propriétés chimiques, physiques et mécaniques de l’aluminium 6063
Composition chimique (typique)
Élément | Plage de composition (wt.%) | Rôle clé |
|---|---|---|
Aluminium (Al) | Équilibre | Métal de base à forte résistance à la corrosion |
Magnésium (Mg) | 0.45–0.9 | Augmente la résistance et le taux d’écrouissage |
Silicium (Si) | 0.2–0.6 | Améliore l’extrudabilité et augmente la résistance |
Fer (Fe) | ≤0.35 | Élément résiduel |
Cuivre (Cu) | ≤0.10 | Réduit la résistance à la corrosion si la teneur est trop élevée |
Manganèse (Mn) | ≤0.10 | Améliore la résistance à la corrosion |
Chrome (Cr) | ≤0.10 | Améliore la ténacité et la résistance à la corrosion |
Zinc (Zn) | ≤0.10 | Élément résiduel |
Titane (Ti) | ≤0.10 | Affine la structure du grain |
Propriétés physiques
Propriété | Valeur (typique) | Norme/condition d’essai |
|---|---|---|
Densité | 2.70 g/cm³ | ASTM B311 |
Point de fusion | 615–655°C | ASTM E299 |
Conductivité thermique | 201 W/m·K à 25°C | ASTM E1952 |
Conductivité électrique | 53% IACS à 20°C | ASTM B193 |
Coefficient de dilatation | 23.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacité calorifique spécifique | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Module d’élasticité | 69 GPa | ASTM E111 |
Propriétés mécaniques (états T5/T6)
Propriété | Valeur (typique) | Norme d’essai |
|---|---|---|
Résistance à la traction | 205–240 MPa (T5/T6) | ASTM E8/E8M |
Limite d’élasticité (0,2%) | 160–200 MPa (T5/T6) | ASTM E8/E8M |
Allongement | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Dureté | 75–90 HB | ASTM E10 |
Résistance à la fatigue | 70 MPa (T6) | ASTM E466 |
Résistance aux chocs | Modérée | ASTM E23 |
Caractéristiques clés de l’aluminium 6063
Excellent état de surface : L’aluminium 6063 est l’alliage privilégié pour l’anodisation et les finitions décoratives grâce à sa surface lisse et à son grain uniforme. Une rugosité de surface Ra ≤0,8 µm est atteignable avec un usinage et un polissage adaptés.
Aptitude à l’extrusion supérieure : Connu comme l’« alliage architectural », le 6063 est idéal pour les profils à section complexe et les pièces creuses, en maintenant des tolérances serrées même sur des structures à parois minces.
Résistance à la corrosion : Sa forte résistance à la corrosion atmosphérique et aux chlorures rend le 6063 adapté aux structures de qualité marine, en particulier après anodisation.
Formabilité légère : Une faible limite d’élasticité et un bon allongement facilitent le cintrage, la mise en forme ou le soudage sans fissuration, idéal pour les prototypes CNC sur mesure et les assemblages légers.
Applications esthétiques : Son aspect brillant et propre convient parfaitement aux pièces visibles par le consommateur — boîtiers légers, électronique et systèmes d’affichage bénéficient de sa finition de qualité cosmétique.
Défis et solutions d’usinage CNC pour l’aluminium 6063
Défis d’usinage
Faible dureté : Plus tendre que le 6061, il est plus sujet à la déformation ou au broutage lors d’usinages agressifs.
Arête rapportée (BUE) : Tendance à coller aux outils à faible vitesse de coupe en raison de sa ductilité.
Barbouillage de surface : L’état de surface peut se dégrader si la géométrie d’outil ou les avances ne sont pas adaptées.
Stratégies d’usinage optimisées
Sélection des outils
Paramètre | Recommandation | Justification |
|---|---|---|
Matériau de l’outil | Carbure non revêtu ou outils diamant | Empêche l’accumulation de matière, idéal pour l’aluminium tendre |
Géométrie | Angle de coupe très positif, polissage miroir | Minimise le frottement et préserve l’état de surface |
Vitesse de coupe | 300–800 m/min | La grande vitesse évite l’adhérence et le barbouillage |
Avance | 0.10–0.25 mm/tr | Évite le broutage et maintient l’intégrité de surface |
Arrosage | Arrosage abondant ou brouillard | Aide à évacuer les copeaux et à refroidir la zone d’usinage |
Paramètres de coupe de l’aluminium 6063 (conformité ISO 513)
Opération | Vitesse (m/min) | Avance (mm/tr) | Profondeur de passe (mm) | Pression d’arrosage (bar) |
|---|---|---|---|---|
Ébauche | 300–500 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 20–30 (abondant) |
Finition | 500–800 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | 30–50 (brouillard/abondant) |
Traitements de surface pour les pièces CNC en aluminium 6063
Anodisation: Le 6063 est excellent pour les types II et III, avec une teinte de couleur homogène et une résistance à la corrosion renforcée.
Thermolaquage: Fournit une couche de surface durable et colorée, couramment utilisée pour les applications extérieures et les pièces de présentation.
Électropolissage: Améliore l’apparence des pièces très visibles avec une finition miroir et une meilleure résistance à la corrosion.
Passivation: Restaure la couche d’oxyde et élimine les contaminants d’usinage afin de stabiliser la résistance à la corrosion.
Brossage: Une finition mate ou satinée uniforme masque les traces de doigts et les micro-rayures.
Revêtement Alodine: Convertit chimiquement la surface de l’aluminium pour ajouter une protection anticorrosion et une conductivité électrique.
Revêtement UV: Offre une protection transparente à séchage rapide tout en améliorant la clarté optique et la résistance aux rayures.
Vernis: Ajoute une finition brillante ou satinée qui améliore la résistance aux traces de doigts et à la dégradation environnementale.
Applications industrielles de l’aluminium 6063
Architecture: Cadres de fenêtres, murs-rideaux, baguettes décoratives et profilés en aluminium pour une esthétique soignée et une bonne résistance aux intempéries.
Électronique grand public: Boîtiers usinés CNC pour tablettes, haut-parleurs et équipements d’éclairage nécessitant une finition anodisée lisse.
Automobile: Pièces de finition, poignées, rails et supports intérieurs légers.
Marine: Tubes et raccords en aluminium anodisé exposés à l’eau salée et à des environnements très humides.
Affichage & signalétique: Panneaux et supports en aluminium usinés proprement, à l’aspect brillant, pour des dispositifs de marque et de promotion.
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