ما هو الألومنيوم 6063؟ دليل كامل للخصائص والاستخدامات والتشغيل والتشطيب السطحي

6063 الألومنيوم سبيكة الألومنيوم هذه هي أيضًا جزء من عائلة الألومنيوم والمغنيسيوم والسيليكون (Al-Mg-Si)، وهي سبيكة قابلة للمعالجة الحرارية، مصممة خصيصًا للبثق. من أهم مزاياها قابلية ممتازة للبثق، وتشطيب سطحي فائق، ومقاومة عالية للتآكل. بعد المعالجة، تُضفي مظهرًا موحدًا وجذابًا، مما يجعلها مادة مفضلة للمقاطع المعمارية والمكونات الزخرفية. كما تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة التأطير الصناعية وهياكل المعدات الإلكترونية.

من خلال درجات الحرارة مثل T5 وT6، يحقق 6063 توازنًا بين القوة المتوسطة وقابلية التشكيل الجيدة، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لإنتاج كميات كبيرة من مقاطع المقطع العرضي المعقدة.

1.0لماذا يعتبر سبائك الألومنيوم 6063 شائعًا جدًا في التصنيع؟

لقد أصبح 6063 أحد أكثر سبائك الألومنيوم استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لتحسين أدائه في التطبيقات التشكيلية والزخرفية:

• القدرة على البثق: تتيح القدرة المتميزة على البثق إنتاج أشكال معقدة من المقاطع بكفاءة عالية
• تشطيب السطح: جودة سطح ممتازة مع لون موحد وعالي الجودة بعد الأكسدة
• مقاومة التآكل: مقاومة قوية للتآكل والأكسدة، مثالية للمكونات الهيكلية والزخرفية الخارجية
• قابلية اللحام: أداء لحام جيد مع الحد الأدنى من التشوه، ودعم التجميع السهل
• كفاءة التكلفة: تكلفة معتدلة، وإمدادات مستقرة على نطاق واسع، وقيمة إجمالية قوية
• قابلية التصنيع: صعوبة قطع منخفضة ومعالجة لاحقة مريحة

إن محتواها المنخفض من الشوائب وبنيتها المعدنية الموحدة تسمح لها بإيجاد توازن مثالي بين الجمال والاستقرار الهيكلي، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات مثل واجهات المباني وأنظمة النوافذ والأبواب حيث يكون المظهر ومقاومة الطقس أمرًا بالغ الأهمية.

2.0الخصائص الميكانيكية لسبائك الألومنيوم 6063

(ملاحظة: تختلف القيم المحددة حسب الحالة المزاجية.)

• قوة الشد (T6): 210-260 ميجا باسكال
• قوة الخضوع (T6): ~170 ميجا باسكال
• الاستطالة: 12–18%
• الصلابة: 70–85 HB
• الكثافة: 2.70 جم/سم³
• نطاق الانصهار: 607–650 درجة مئوية

اختلافات الملكية حسب المزاج

• 6063-O: أقل قوة (قوة الشد ≈ 110 ميجا باسكال) مع ليونة ممتازة؛ مناسبة للثني العميق والتمدد وغيرها من عمليات التشكيل الثقيلة
• 6063-T5: قوة متوسطة مع كفاءة إنتاج أعلى بسبب الشيخوخة عبر الإنترنت؛ مناسب للمقاطع المنتجة بكميات كبيرة
• 6063-T6: أعلى قوة تم تحقيقها من خلال الشيخوخة الاصطناعية؛ تُستخدم في التطبيقات التي تتطلب أداءً هيكليًا مُحسَّنًا

3.0التركيب الكيميائي لسبائك الألومنيوم 6063

يدعم تركيب 6063 تعزيز ترسب Mg₂Si، مع أن نسبة Mg:Si قد تختلف قليلاً من دفعة لأخرى. يُعدّ انخفاض مستويات الحديد والنحاس عاملين أساسيين يساهمان في جودة سطحه الممتازة.

4.0التطبيقات الشائعة لسبائك الألومنيوم 6063

• الأبواب والنوافذ المعمارية، ومقاطع الجدران الستارية، وتأطير الغرف المشمسة
• الملامح الزخرفية الداخلية (الأسقف، الأقسام، القواعد)
• هياكل خطوط النقل الصناعية وحراس السلامة للمعدات
• مكونات الأثاث (إطارات الطاولة والكراسي، وحواف الخزانة)
• العلب الإلكترونية وملفات تعريف المشتت الحراري
• زخارف السيارات ورفوف السقف
• هياكل المعرض وإطارات صندوق الضوء

5.0كيف تتم مقارنة 6063 مع سبائك الألومنيوم الشائعة الأخرى؟

تتمثل الميزة الأساسية لـ 6063 في قابليتها للضغط واللمسة النهائية للسطح، والتي تتفوق بشكل كبير على السبائك الأخرى، مما يجعلها لا يمكن الاستغناء عنها في التطبيقات المعمارية والديكورية.

6.0الاستعدادات الرئيسية قبل التشغيل: التحكم في الإجهاد المتبقي

ينشأ الإجهاد المتبقي في مقاطع 6063 المبثوقة بشكل رئيسي من التبريد بعد البثق. المقاطع المعقدة أو رقيقة الجدران معرضة للتشوه عند تخفيف الإجهاد أثناء التشغيل. الممارسات الموصى بها:

• السماح بالشيخوخة الطبيعية أو الاصطناعية بعد البثق لتقليل الضغط الداخلي
• اترك الملفات الشخصية لترتاح لمدة 24 ساعة بعد التشغيل الخشن قبل الانتهاء
• استخدم نقاط متعددة وموزعة بالتساوي لتجنب الضغط الموضعي
• اتبع نهج "التشغيل الآلي المتماثل" لتقليل قوى القطع من جانب واحد

7.0كيفية تصنيع (قطع) سبائك الألومنيوم 6063 بكفاءة

مع صلابة أقل ومرونة أعلى من 6061يوفر 6063 مقاومة أقل للقطع، ولكنه أكثر عرضة لتراكم التصاق الحواف والأدوات. لتحقيق أداء ثابت، خاصةً عند استخدام آلة قطع الألومنيوم - يجب تحسين اختيار الأدوات ومعلمات القطع بعناية

7.1الأدوات والملحقات الموصى بها:

• أدوات الكربيد (المفضلة):
  مطاحن نهاية ذات 2 أو 3 فلوتات بزاوية أشعل عالية (15 درجة - 20 درجة) وشرائح رقاقة مكبرة.
• الطلاءات:يوفر TiB₂ وDLC خصائص ممتازة لمنع الالتصاق. TiN أكثر عرضة للالتصاق، ولكنه يبقى فعالاً في عمليات التشغيل ذات الأحمال الخفيفة أو دورات التشغيل القصيرة.
  تعتبر سرعات القطع العالية والحواف الحادة والتبريد الكافي أمرًا ضروريًا، وخاصةً في الآلات الآلية آلات قطع الألومنيوم.
• أدوات HSS:
  مناسب للعمليات الخفيفة مثل الحفر الأساسي
• التدريبات:
  تعمل هندسة الفلوت المكافئ على تحسين إخلاء الرقائق وتقليل الانسداد.

7.2معلمات القطع الموصى بها (النطاق المرجعي):

تعمل هذه النطاقات بشكل جيد لكل من الإعدادات اليدوية والمجهزة بـ CNC آلات قطع الألومنيوم، مما يضمن جودة التشغيل المستقرة.

7.3ملاحظات حول التصنيع:

• التبريد/التزييت:
  استخدم المستحلبات أو سوائل القطع المخصصة للألمنيوم مع إضافات EP لتقليل التصاق الأداة وإطالة عمرها - وهو أمر مهم بشكل خاص لمعدات قطع الألومنيوم عالية الدورات في الدقيقة.
• حالة الأداة:
  احرص على إبقاء حواف القطع حادة وإعادة طحنها عند الحاجة لمنع تلطيخ أو ضغط مادة 6063 الناعمة.
• طريقة القطع:
  يفضل استخدام تقنية الطحن المتسلق لتقليل تكوين النتوءات والخدوش السطحية.
• تجنب توقف الأداة:
  لا تترك الأداة تتوقف على سطح قطعة العمل لمنع ظهور علامات الانبعاج.
• الأجزاء ذات الجدار الرقيق:
  استخدم فكوكًا ناعمة أو تجهيزات فراغية أو دعامات إضافية لمنع التشوه أثناء القطع، وخاصةً عند المعالجة باستخدام التغذية السريعة آلات قطع الألومنيوم.

8.0كيفية لحام سبائك الألومنيوم 6063 بشكل صحيح

يوفر 6063 قابلية لحام أفضل من 6061مع تشوه أقل في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ). ومع ذلك، يمكن أن يصل فقدان القوة في اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة إلى 20-50% (عادةً حوالي 30%)، وذلك حسب طراوة المادة الأساسية، وطريقة اللحام، ومدخلات الحرارة. قد يلزم تصميم خاص بمقاومة الشيخوخة بعد اللحام أو تعويض القوة.

8.1طرق اللحام الشائعة

• لحام TIG: مفضل للحصول على مظهر لحام دقيق ونظيف مع الحد الأدنى من التشوه؛ مثالي للمكونات الزخرفية
• لحام MIG: كفاءة عالية؛ مناسب للمقاطع ذات الجدران السميكة أو الإنتاج الضخم
• أسلاك الحشو الشائعة: ER4043 (سيولة جيدة ومظهر لحام)، ER5356 (قوة أعلى)

8.2تقنيات اللحام

• التحضير المسبق للحام: قم بإزالة طبقة الأكسيد (Al₂O₃) باستخدام فرشاة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مزيل الشحوم الكيميائي حتى يظهر لمعان معدني
• غاز الحماية: الأرجون النقي (≥99.99%)، 8-12 لتر/دقيقة
• التسخين المسبق: بالنسبة للسمك >8 مم، قم بالتسخين المسبق إلى 100-150 درجة مئوية لتجنب التشقق البارد
• معلمات اللحام: استخدم تيارًا منخفضًا وسرعات سفر سريعة لتقليل عرض المنطقة المتأثرة بالحرارة
• معالجة ما بعد اللحام: تسمح بالتبريد الطبيعي؛ يمكن تطبيق إعادة الشيخوخة T6 إذا كانت هناك حاجة إلى قوة أعلى

9.0كيفية المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم 6063

الهدف الأساسي من المعالجة الحرارية لـ 6063 هو تحسين ترسب Mg₂Si، وموازنة القوة مع القدرة على البثق.

9.1معالجة المحلول

• درجة حرارة التسخين: 530-540 درجة مئوية (أقل من 6061 لمنع نمو الحبوب)
• وقت التثبيت: 1-2 ساعة حسب سمك القسم
• التبريد: تبريد بالماء بمعدل تبريد ≥150 درجة مئوية/دقيقة لمنع الترسيب المبكر

9.2علاج الشيخوخة

• الشيخوخة الاصطناعية T6: 170-180 درجة مئوية لمدة 8-12 ساعة، تبريد الهواء
• الشيخوخة عبر الإنترنت T5: يتم التحكم في درجة الحرارة من خلال خزانات التبريد بعد البثق؛ 150-170 درجة مئوية لمدة 4-6 ساعات، كفاءة عالية
• الشيخوخة الطبيعية: 7-14 يومًا في درجة حرارة الغرفة؛ تصل القوة النهائية إلى ~70-80% من T6، وهي مناسبة عندما لا تكون هناك حاجة إلى قوة عالية

10.0كيفية ضمان جودة سطح عالية لسبائك الألومنيوم 6063

يعتبر 6063 ركيزة مثالية للأكسدة، كما أن جودة معالجة السطح تؤثر بشكل مباشر على قيمة المنتج النهائي.

10.1المعالجات السطحية الشائعة

• الأكسدة (الشفافة، المصبوغة، الكهربية): الأكثر شيوعًا؛ تعزز مقاومة التآكل والمظهر
• الأكسدة الصلبة: سمك الطلاء 20-50 ميكرومتر لتحسين مقاومة التآكل في التطبيقات الصناعية
• التنظيف بالرمل والفرشاة: يخلق لمسات نهائية غير لامعة أو محببة ويخفي الخدوش البسيطة
• طلاء المسحوق: مجموعة واسعة من الألوان مع مقاومة قوية للعوامل الجوية للمكونات الخارجية
• التلميع: يوفر لمسة نهائية كالمرآة للاستخدامات الزخرفية المتميزة

10.2ملاحظات حول معالجة السطح

• المعالجة المسبقة أمر بالغ الأهمية: إزالة الشحوم بشكل كامل (منظف قلوي)، وتحييد، وتلميع كيميائي لإزالة طبقة الأكسيد والملوثات
• أثناء عملية الأكسدة، تجنب كثافة التيار المفرطة لمنع الطلاء الخشن أو غير المتساوي
• التحكم في درجة حرارة قالب البثق لتجنب عيوب السطح مثل الخطوط الداكنة والخدوش
• تجنب ملامسة المواد المسببة للتآكل أثناء التخزين لتجنب تغير اللون

11.0الأسئلة الشائعة

هل 6063 مناسب لإنتاج أشكال معقدة من الملفات؟

نعم. يتميز السبائك 6063 بخصائص تدفق ممتازة أثناء عملية البثق، ويدعم مقاطع رقيقة الجدران (في بعض العمليات، يقل سمكها عن 1.2 مم). يعتمد السُمك النهائي للجدار وتعقيده على هندسة المقطع، وتصميم القالب، وظروف البثق، مما يجعله من أفضل السبائك للمقاطع المعقدة.

أي سبيكة تتأكسد بشكل أفضل-6063 أم 6061؟

يُظهر 6063 أداءً أفضل. بفضل محتواه المنخفض من الحديد والنحاس، تُنتج طبقة أكسيد أكثر تجانسًا، ولونًا متناسقًا، ولمعانًا فائقًا للسطح، خاصةً للتشطيبات الزخرفية ذات الألوان الفاتحة.

ما هو الفرق الرئيسي بين درجات الحرارة 6063 T5 و T6؟

• T5: الشيخوخة على الإنترنت، كفاءة إنتاج عالية، تكلفة أقل، قوة متوسطة (شد ≈210 ميجا باسكال)؛ مناسبة لمقاطع الأبواب/النوافذ القياسية
• T6: شيخوخة اصطناعية، قوة أعلى (شد ≈260 ميجا باسكال)، تشوه أقل؛ مثالي للتطبيقات الهيكلية أو المكونات ذات القوة الحرجة

كيف يمكن منع التصاق الأدوات عند تشغيل 6063؟

التركيز على سرعة القطع العالية + التبريد الكافي + الأدوات الحادة: سرعة القطع ≥ 300 متر/دقيقة، وسائل القطع المخصص للألمنيوم، والأدوات التي يتم شحذها بانتظام، وتجنب التشغيل بسرعات عالية وحمولات ثقيلة.

هل يمكن استخدام 6063 في البيئات الخارجية؟

نعم. مقاومته للتآكل، بالإضافة إلى الحماية المؤكسدة، تضمن متانة طويلة الأمد لسنوات عديدة. في البيئات الساحلية أو شديدة التلوث، يُنصح بحماية إضافية أو صيانة دورية.

 

مرجع

https://en.wikipedia.org/wiki/6063_aluminium_alloy

https://www.gabrian.com/6063-aluminum-properties/

https://www.metalexchange.com/press/6063-aluminum