6063-T5 Aluminium: Härten, Eigenschaften, Schweißen & Bearbeiten

6063 T5 ist eine vielseitige Aluminiumlegierung, die aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer guten Verarbeitbarkeit und ihrer hervorragenden Oberflächengüte in vielen Branchen geschätzt wird. Die ausgewogene Kombination aus moderater Festigkeit und erstklassiger Oberflächengüte macht sie zudem zur idealen Wahl für dekorative Anwendungen. Wenn Sie Bau- oder Fertigungsprojekte realisieren, hilft Ihnen das Wissen über 6063 T5, von Anfang an das richtige Material auszuwählen und kostspielige Fehler zu vermeiden.

Was ist die Aluminiumlegierung 6063-T5?

6063-T5 Aluminium ist eine wärmebehandelbare Legierung. Es handelt sich um eine vielseitige Legierung mit mittlerer Festigkeit, die überall dort eingesetzt wird, wo Aussehen und Haltbarkeit wichtig sind, wie beispielsweise bei Architekturrahmen, Fenstern, Türen und dekorativen Zwecken.

Legierung 6063

Die Aluminiumlegierung 6063 enthält Magnesium und Silizium als Hauptlegierungselemente. Diese Elemente tragen nach der Wärmebehandlung zur Erhöhung der Festigkeit bei. Sie wird meist im vergüteten Zustand (z. B. T5 oder T6) geliefert, um Festigkeit, Umformbarkeit und Schweißbarkeit zu verbessern. Dadurch ist sie gut bearbeitbar und kann mit Standardwerkzeugen problemlos in jede beliebige Form geschnitten werden. Die Kombination dieser Eigenschaften macht sie für dekorative und strukturelle Anwendungen geeignet.

Aluminium der Serie 6XXX

Aluminium der 6XXX-Serie enthält Magnesium und Silizium als Hauptbestandteile. Diese bilden Magnesiumsilicid (Mg₂Si ₎ , was die Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit, Strangpressbarkeit, Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit verbessert. Gängige Legierungen der 6XXX-Serie sind 6061, bekannt für seine Festigkeit, und 6063, das sich durch gute Bearbeitbarkeit, glatte Oberflächen und Strangpressbarkeit auszeichnet.

Bedeutung von Temper T5

T5 ist eine Bezeichnung für den Wärmebehandlungszustand von Aluminiumlegierungen nach der Umformung. Konkret bedeutet T5, dass die Legierung nach dem Warmstrangpressen abgekühlt und anschließend künstlich gealtert wurde. Wie bereits erwähnt, sorgt das Anlassen für ein ausgewogenes Verhältnis von mittlerer Festigkeit und exzellenter Oberflächengüte sowie guter Verarbeitbarkeit. Die so erhaltene Oberfläche eignet sich hervorragend für weitere Behandlungen wie das Anodisieren.

6063-T5 Normen und Bezeichnungen

Entsprechende Normen verweisen auf ähnliche Legierungen mit ähnlichen Eigenschaften und Anwendungsbereichen. Für 6063 T5 sind dies die entsprechenden Normen und Bezeichnungen:

Diese Angaben sind nur Richtwerte. Die Liste zeigt funktional ähnliche Werkstoffe und stellt keine verbindliche Gleichwertigkeitsliste dar. Genaue Gleichwertigkeiten müssen mit den Experten von Tuofa CNC-Bearbeitung abgeklärt werden.

Chemische Zusammensetzung von 6063-T5

Die chemische Zusammensetzung von 6063-T5 besteht hauptsächlich aus Aluminium sowie den Elementen Magnesium, Silicium, Eisen, Kupfer und Titan. T5 ist der Anlasszustand; er verändert die chemische Zusammensetzung nicht, führt aber zur Ausscheidung feiner Mg₂Si-Partikel im Mikrogefüge.

Hauptlegierungselemente in 6063

Die Hauptbestandteile der Aluminiumlegierungen der 6xxx-Serie sind Magnesium und Silizium, die, wie bereits erwähnt, auch in 6063 enthalten sind. Diese Elemente tragen zu den wichtigsten Eigenschaften von 6063 bei, wie Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, mäßiger Bearbeitbarkeit, ausgezeichneter Extrudierbarkeit und Oberflächengüte.

Zusammensetzungsbereich 6063-T5

Die folgenden Tabellen geben Aufschluss über die Mengen der einzelnen Elemente in der Zusammensetzung 6063-T5:

6063-T5 Mechanische und physikalische Eigenschaften

Aluminium 6063-T5 ist aufgrund seines guten Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses, seiner mittleren Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit in der Architektur gefragt. Weitere wichtige mechanische und physikalische Eigenschaften von 6063-T5 sind:

6063-T5 Dichte

Aluminiumlegierungen weisen meist eine geringere Dichte auf. Die Dichte von 6063-T5 beträgt 2.7 g/cm³^.

Festigkeit und Härte von 6063-T5

Aluminium 6063-T5 besitzt eine mittlere Festigkeit. Die typische Zugfestigkeit liegt bei etwa 186 MPa, die Streckgrenze bei 145 MPa. Bei 6063-T5 wurde eine mittlere Härte von 60 HBN bzw. 70 HV festgestellt.

Duktilität und Umformbarkeit von 6063-T5

6063-T5 zeichnet sich durch gute Duktilität aus. Der T5-Zustand bietet ausreichend Dehnbarkeit für die Formgebung und sorgt für ein optimales Verhältnis zwischen Flexibilität und Festigkeit. Die Umformbarkeit und Extrudierbarkeit sind sowohl bei warmen als auch bei kalten Bedingungen hervorragend. 6063-T5 lässt sich problemlos in komplexe und präzise Formen bringen.

Thermische Eigenschaften von 6063-T5

Aluminium 6063-T5 bietet hervorragende Wärmeleistung für architektonische Anwendungen. Es zeichnet sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen moderaten Wärmeausdehnungskoeffizienten aus.

CNC-Bearbeitungsprozess 6063-T5

Die Aluminiumlegierung 6063-T5 ist ein gängiger Werkstoff für die CNC-Bearbeitung. Aufgrund ihrer günstigen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften wird sie insbesondere für leichte Strukturbauteile CNC-bearbeitet.

Bearbeitbarkeit von 6063-T5

6063-T5 ist gut zerspanbar und relativ duktil. Die beim Zerspanen entstehenden Späne sind lang und durchgehend. Allerdings kann das Material Schneidkanten bilden und so zu Aufbauschneiden führen, was den Werkzeugverschleiß erhöht.

CNC-Fräsen 6063-T5-Prozess

Für die Fräsbearbeitung von 6063-T5 werden Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall verwendet. TiN-beschichtete Bohrer verbessern die Abtragsrate, und eine optimierte Spindeldrehzahl, ein optimierter Vorschub und eine optimierte Schnitttiefe führen zu einer optimalen Oberflächenrauheit. Bei tiefen Bohrungen sind jedoch Werkzeuge mit Innenkühlung erforderlich, um die Wärmeentwicklung bei längeren Bearbeitungszeiten zu reduzieren.

CNC-Drehverfahren 6063-T5

Das Drehen ähnelt dem CNC-Fräsen. Es erfordert geeignete Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe für einen guten Spanbruch und die Herstellung sauberer und präziser Teile. Die Genauigkeit bei komplexen Profilen zu gewährleisten und Werkzeugverschleiß zu vermeiden, ist jedoch eine Herausforderung.

Kundenspezifische CNC-Bearbeitung 6063-T5 Lösungen

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Ist 6063 zum Biegen geeignet?

Ja, 6063-Aluminium eignet sich hervorragend zum Biegen. Es bietet eine ausgezeichnete Umformbarkeit und erfordert kleinere Biegeradien als härtere Metalle. Es kann problemlos komplexe Formen annehmen, da weichere Legierungen wie 6063-O oder -T5 besser gebogen werden können als härtere Legierungen wie 6063-T6.

Ist 6063 leicht zu schweißen?

Ja, Aluminium 6063 lässt sich gut schweißen. Es erzielt hervorragende Ergebnisse beim WIG-Schweißen und anderen Lichtbogenschweißverfahren. Die gute Schweißnahtqualität und die geringe Verformung machen es ideal für Anwendungen, bei denen die Ästhetik eine Rolle spielt. Allerdings verringert das Schweißen die Festigkeit in der Wärmeeinflusszone, die jedoch häufig durch eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen wiederhergestellt werden kann.

Schweißverfahren 6063-T5

Das Schweißen von Aluminium 6063-T5 ist in der Architektur und im Stahlbau weit verbreitet. Dabei kommen vorwiegend MIG- (GMAW) oder WIG-Schweißverfahren (GTAW) mit ER-5356-Zusatzwerkstoff zum Einsatz. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminium sind eine gründliche Reinigung zur Entfernung von Oxidation, Argon-Schutzgas und eine sorgfältige Wärmekontrolle unerlässlich. Beim WIG-Schweißen wird häufig Wechselstrom verwendet, um die Oxidschicht aufzubrechen, während beim MIG-Schweißen Gleichstrom für eine gute Verschmelzung und die Festigkeit der Verbindungen sorgt.

Gängige CNC-Teile und Anwendungen aus 6063-T5

6063-T5 wird häufig in der Automobilindustrie, im Strukturbau und in der Elektronik eingesetzt, da es eine hohe Oberflächengüte, gute Korrosionsbeständigkeit, einfache Extrusion, mittlere Festigkeit und ein geringes Gewicht aufweist.

Autoteile

6063-T5 wird für Kühlkörper von LED-Beleuchtung, Motorkühlsystemen und Radiatoren verwendet. Es verfügt über leichte Träger für verschiedene Komponenten wie Halterungen und Befestigungen.

Strukurelle Komponenten

Am häufigsten wird 6063-T5 für architektonische Bauteile wie Fenster- und Türrahmen, Vorhangfassaden, Geländer und Zierleisten verwendet. Es kommt auch bei Solarmodulrahmen und Möbeln wie Regalträgern und -gestellen zum Einsatz. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit wird 6063-T5 auch für Bewässerungsschläuche verwendet.

Elektronik und Konsumgüter

Die hohe Wärmeleitfähigkeit macht es ideal für Kühlkörper zur Wärmeableitung in Elektronikgeräten. Es findet Verwendung in Konsumgütern wie Gerätegehäusen und anderen Elektronikprodukten, die eine hochwertige Oberfläche erfordern. 6063-T5 wird außerdem für kundenspezifische Bauteile in der Beleuchtungs-, Haushaltsgeräte- und Luxusbranche eingesetzt.

6063-T5 vs 6063-T6 vs 6061-T6

Die Legierung 6063 ist optisch ansprechender, während 6061 hervorragend für strukturelle Anwendungen geeignet, aber teurer ist. Ein kurzer Vergleich zwischen 6063-T5, 6063-T6 und 6061-T6 folgt:

Eigenschaften von 6063-T5 vs. 6063-T6

Der Unterschied zwischen T5 und T6 in ihrer:

Verarbeitung: T5 wird von hoher Temperatur abgekühlt und künstlich gealtert, während T6 lösungsgeglüht oder abgeschreckt und anschließend bei höheren Temperaturen künstlich gealtert wird.

Festigkeit: T6 ist fester und härter als T5. T5 hingegen lässt sich besser umformen und leichter bearbeiten. T6 ist schwer zu bearbeiten.

Oberfläche: T5 wird aus ästhetischen Gründen bevorzugt, aber auch T6 weist eine gute Oberflächenqualität auf.

6063-T5 vs. 6061-T6 Leistung

6063 und 6061 sind beides Al-Mg-Si-Legierungen, wobei 6061 einen höheren Anteil an Magnesium, Silizium und Kupfer (Cu) aufweist. Dadurch ist es härter und teurer, aber auch schwieriger zu extrudieren als 6063.

Festigkeit: 6061-T6 ist fester als 6063-T5.

Bearbeitbarkeit: 6061-T6 weist aufgrund seiner höheren Härte eine höhere Bearbeitbarkeit auf.

Extrudierbarkeit: 6063 lässt sich leichter in komplexe Formen extrudieren als 6061.

Kosten: 6061-T6 ist aufgrund des höheren Anteils an Legierungselementen teurer.

Wann sollte man 6063-T5 wählen?

6063-T5 wird in der Architektur, für Kühlkörper, Rohrleitungen und Möbelgestelle verwendet. Es wird aufgrund seiner hohen Oberflächenqualität, der hervorragenden Anodisierbarkeit, der guten Extrudierbarkeit und der Korrosionsbeständigkeit ausgewählt. Allerdings weist es eine geringere Festigkeit als 6061 auf.

6061-T5 und 6061-T52

6061-T5 wird künstlich gealtert, um eine hohe Festigkeit und ausgewogene Eigenschaften zu erzielen. 6061-T52 hingegen reift natürlich bei Raumtemperatur. Der größte Unterschied besteht darin, dass T5 eine höhere Festigkeit und T52 potenziell eine höhere Duktilität aufweist. Die Eigenschaften beider Werkstoffe liegen jedoch sehr nahe beieinander, und sie sind in vielen strukturellen Anwendungen oft austauschbar.

Worin besteht der Unterschied zwischen 5052 und 6063-T5?

5052 ist eine Magnesiumlegierung und nicht wärmebehandelbar. Sie weist eine bessere Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Dauerfestigkeit als 6063 auf.

6063-T5 ist eine Silizium-Magnesium-Legierung und wärmebehandelbar. Sie weist eine höhere Extrudierbarkeit und Oberflächengüte, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit als 5052 auf. Beide Legierungen besitzen jedoch eine geringere Festigkeit als 6061.

Konstruktionstipps für Teile aus 6063-T5-Aluminium

6063 wird gewählt, wenn eine Kombination aus Umformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und ansprechendem Aussehen erforderlich ist. Es besitzt eine mittlere Festigkeit und ist daher nicht für hochbelastete Bauteile geeignet.

Wandstärke und Eckradius

Die minimale Wandstärke, die bei 6063-T5 für Standardbauteile erreicht werden kann, beträgt 1.5–3 mm. Eine gleichmäßige Wandstärke ist wichtig, um Spannungen und Bearbeitungsschwierigkeiten zu minimieren. Dickere Wände bieten eine höhere Steifigkeit für die Bearbeitung und die Fixierung des Bauteils.

Die Innenradien der Ecken müssen mindestens dem Radius des verwendeten Schaftfräsers entsprechen. Dadurch werden Spannungsspitzen und harte Schnitte vermieden. Ein maximaler Radius von 3–6 mm oder mehr ist vorteilhaft für die Werkzeugstandzeit, den Spanabtransport und die Festigkeit.

Merkmale für die CNC-Bearbeitung

Einige Tipps zu gängigen CNC- Bearbeitungsmerkmalen:

Für Gewindebohrungen wird eine Gewindetiefe von 1.5-2x Gewindedurchmesser und die Gewindeklasse 2B verwendet. Gewindeeinsätze (Heli-Coils) werden für tiefere oder hochzyklische Gewinde eingesetzt.

Um die Montage zu erleichtern und ein Verhaken von Graten zu verhindern, sollten Kanten und Löcher abgeschrägt werden.

Entwerfen Sie Laschen, Taschen oder Dübelstiftlöcher, um die Teile während der Montage präzise zu positionieren.

Merkmale für Montage und Verbindung

6063 ist gut schweiß- und lötbar. Ziehen Sie diesen Werkstoff für dauerhafte Verbindungen in Betracht, wenn die maschinelle Bearbeitung nicht die einzige Methode ist.

Welche Oberflächenbeschaffenheit steht für 6063-T5 zur Auswahl?

6063-T5 kann oberflächenveredelt werden mit Walzblank, Anodisieren (Silber, Schwarz, Bronze, Gold, Sonderanfertigungen), Hartanodisieren, Bürsten, Polieren (Spiegelglanz/Hochglanz), Pulverbeschichtung und Holzmaserungseffekten.

Beeinflussende Faktoren

Zu den allgemeinen Einflussfaktoren für die Aluminiumlegierung 6063-T5 zählen Ästhetik, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Anwendungsbereich.

• Für die Ästhetik bietet das Anodisieren eine Reihe von Farboptionen und das Polieren sorgt für Hochglanz.
• Auch Anodisieren und stromloses Vernickeln bieten eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
• Für eine höhere Haltbarkeit bietet die Hartanodisierung eine hohe Verschleißfestigkeit und eignet sich am besten für Funktionsteile.
• Für architektonische Anwendungen wird Anodisieren und für hochverschleißfeste Anwendungen Hartanodisieren eingesetzt.

Anodisieren von 6063-T5 Aluminium

Anodisieren ist ein elektrochemisches Verfahren, das die natürliche Oxidschicht von Aluminium verbessert und so für höhere Haltbarkeit und bessere Oberflächen sorgt. Es gibt verschiedene Anodisierungsarten: naturfarben, farbig und hart. Anodisieren bietet Korrosions- und UV-Beständigkeit sowie Kratzfestigkeit und ist in einer breiten Farbpalette für 6063-T5 erhältlich.

Teile für die stromlose Vernickelung 6063-T5

Die stromlose Vernickelung ist eine chemische Zersetzung einer Nickel-Phosphor-Legierungsschicht. Sie bildet selbst auf komplexen Formen eine gleichmäßige Beschichtung und erhöht so die Härte, Verschleißfestigkeit und den Korrosionsschutz von Bauteilen aus 6063-T5.

Weitere Oberflächenbehandlungen für 6063-T5

Weitere Behandlungsmethoden für 6063-T5 sind Pulverbeschichtung mit Trockenpulver, Polieren oder Glätten, um eine reflektierende und spiegelähnliche Oberfläche zu erzielen, Kugelstrahlen und Sandstrahlen für eine matte oder strukturierte Oberfläche sowie chemisches Aufhellen vor dem Anodisieren für ein helleres, klareres Finish.

Fazit

Aluminium der Legierung 6063-T5 zeichnet sich durch hohe Extrudierbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und eine glatte Oberfläche aus. Es ist mäßig bearbeitbar, neigt jedoch zu Aufbauschneiden. Aufgrund der glatten Oberfläche nach Extrusion und Anodisierung findet es vor allem Anwendung im Architekturbereich, wo ein ansprechendes Erscheinungsbild wichtig ist.

Häufig gestellte Fragen zu 6063-T5

Ist 6063 T5 stark genug?

Ja, die Aluminiumlegierung 6063-T5 besitzt eine mittlere Festigkeit bei gleichzeitig gutem Verhältnis von geringem Gewicht und moderater struktureller Integrität.

Ist 6063 gut zum Biegen geeignet?

Ja, 6063 eignet sich gut zum Biegen und wird aufgrund seiner hervorragenden Umformbarkeit gegenüber der härteren Legierung 6061 bevorzugt.

Welche ist die stärkste Aluminiumsorte?

Die stärksten Aluminiumsorten finden sich in der 7xxx-Serie. Beispielsweise ist 7075 weithin für seine außergewöhnliche Festigkeit bekannt.