Aluminio 6063: propiedades, usos y especificaciones

El aluminio es el segundo metal más utilizado después del hierro. El aluminio tiene más de 500 aleaciones y el Al 6063 es una de ellas. Dado que el aluminio se utiliza en todas las industrias, es importante analizar las propiedades, los usos y las especificaciones de sus aleaciones. Por ello, en este artículo se aborda la información relacionada con el aluminio y sus aleaciones, en general, pero específicamente con el Al 6063.

¿Qué es el aluminio 6063?

Existen más de 500 aleaciones de aluminio registradas, algunas de las cuales son aleaciones forjadas y otras de fundición. El Al 6063 pertenece a la serie 6xxx y es un aluminio forjado. Los principales elementos de aleación son Mg y Si. Se utiliza habitualmente para el proceso de extrusión y tiene una resistencia media. Es soldable y tratable térmicamente. Se considera aluminio arquitectónico debido a su uso excesivo en la industria arquitectónica.

¿Qué significa el temperamento T6?

La serie TX proporciona información sobre la aleación que se está tratando térmicamente a una temperatura determinada. El temple T6 significa que la aleación primero se trata térmicamente a altas temperaturas y luego se realiza el proceso de envejecimiento para lograr la dureza por precipitación en la aleación respectiva. Este proceso también produce superficies lisas.

Ventajas y desventajas del aluminio 6063

Esta sección es una guía para comprender las ventajas y desventajas del Al 6063.

Beneficios del aluminio 6063

1. Al 6063 forma una capa pasiva de Al₂O₃Cuando se expone al aire, por eso es resistente a la corrosión y al óxido. Su alta resistencia a la corrosión lo hace adecuado para aplicaciones en exteriores.
2. Se puede extruir fácilmente en formas complejas debido a sus propiedades dúctiles.
3. La conductividad térmica del Al 6063 es superior a la de muchos metales, por lo que se utiliza en muchas aplicaciones en las que la disipación del calor es importante, como sistemas de refrigeración, etc.
4. Su gradiente de conductividad térmica es significativamente menor, lo que hace que el calor no genere tensiones en el producto y se distribuya de manera uniforme, por lo que es fácil de soldar. Su soldabilidad lo hace común para las industrias manufactureras.
5. Es una aleación de aluminio ligera, reciclable y más económica.

Desventajas y limitaciones del aluminio 6063

1. También tiene algunas limitaciones que se detallan a continuación:
2. Sus propiedades mecánicas no son muy buenas, lo que significa que su resistencia máxima es de 28,000 psi, lo que no es suficiente para aplicaciones de alta resistencia como componentes aeroespaciales.
3. La resistencia del Al 6063 es muy baja, por lo que necesitamos realizar un proceso adicional como el envejecimiento artificial, lo que añade más costo al producto.
4. Puede ser fácilmente propenso al agrietamiento por corrosión bajo tensión, lo que significa que no se puede utilizar en aplicaciones bajo presión.

Productos comunes fabricados con aluminio 6063

El proceso de extrusión se realiza comúnmente en Al 6063 para fabricar componentes complejos.

Extrusiones: formas y tamaños

Se producen varias formas de Al 6063 a través del proceso de extrusión, como tubos, barras, ángulos, canales, secciones de caja cuadrada, etc. Los tamaños de diferentes Al 6063 T6 se detallan a continuación:

1. Si tiene un producto de “sección de caja cuadrada”, el rango es de 1/3” x 3/8” x 15swg a 4” x 4” x 1/5”.
2. Las dimensiones de una barra plana varían desde ³/₈"x¹/₈" hasta 6” x 1”.
3. Si tiene un tubo, sus dimensiones varían desde 3/8” x OD x 15swg hasta OD x 1/4”.
4. Las dimensiones de un canal varían desde 3/8” x 3/8” x 1/17” hasta 10” x 3” x 3/8” x 1/2”.
5. Las dimensiones de un ángulo igual varían de 3/8” x 3/8” x 1/16” a 6” x 6” x 1/2”.
6. Las dimensiones de un ángulo desigual varían desde 3/4" x 1/4" x 1/16" hasta 6" x 3.5" x 3/8".

Tubos, barras y ángulos

Se producen tubos, barras y ángulos a partir de la extrusión de Al 6063.

Estos productos se utilizan en industrias manufactureras como:

Los marcos, intercambiadores de calor, etc. están formados por tubos.

Las barras se utilizan en barandillas, asideros, etc.

Para hacer soportes, molduras y marcos arquitectónicos, se necesitan ángulos.

Perfiles personalizados

Debido a la viabilidad del proceso de extrusión, es posible producir piezas personalizadas de Al 6063.

Composición química del aluminio 6063

La composición química de cualquier aleación afecta a sus propiedades mecánicas y físicas. La composición del aluminio 6063 se muestra a continuación:

Los principales elementos de aleación son el Mg y el Si, ya que el Mg forma precipitados de Mg₂Si _, lo que aumenta la resistencia del Al 6063 mediante el endurecimiento por precipitación.

Propiedades físicas del aluminio 6063

Las propiedades físicas son de gran importancia en términos de aplicación, las cuales se abordan aquí:

Densidad

La densidad del Al 6063 es de 2.70 g/cm³ ^, razón por la cual se considera un metal ligero.

Conductividad Térmica

El Al 6063 tiene una conductividad térmica superior a la de muchos metales, es decir, 201 – 218 W/[mk]. Es la razón detrás de su uso común en intercambiadores de calor.

Conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica del Al 6063 es de 3.32 x 10⁻⁶ ^ohm -cm.

Resistencia a la Corrosión:

_{Este grado presenta una} buena resistencia a la corrosión gracias a la capa pasiva de Al₂O₃ _, por lo que puede utilizarse en aplicaciones marinas y costeras.

Propiedades mecánicas del aluminio 6063

Las propiedades mecánicas de un metal deciden dónde se puede utilizar para obtener el mejor rendimiento, por eso es importante discutirlas.

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción del Al 6063 después del tratamiento térmico y el envejecimiento artificial es de 241 MPa. Es la carga máxima que puede soportar el Al 6063.

5052 vs 6063: En las aleaciones de aluminio, la resistencia depende principalmente del tipo de temple, pero generalmente el 6063 Al es más fuerte que el 5052 Al.

6005 t5 vs 6063 t5: 6005 Al es más fuerte (250 – 310 MPa) que 6063 Al (160 – 210 MPa).

6060 vs 6063: 6063 es más fuerte que 6060 Al.

Fuerza de rendimiento

Significa el valor de la carga después de la cual se produce una deformación permanente, es decir, 214 MPa.

Dureza

La dureza del Al 6063 T6 es 73 dureza Brinell.

Alargamiento

Elongación significa cuánto se puede alargar antes de romperse. Es una propiedad importante en la extrusión. Su elongación en la rotura es del 12%.

Cómo se comporta el aluminio 6063 bajo tensión

 Es un grado dúctil de Al, es decir, un alargamiento de rotura del 12 %. No es un metal rígido, por lo que se puede decir que tiene un rendimiento adecuado bajo tensión. Su resistencia media es adecuada para componentes arquitectónicos, pero no para componentes aeroespaciales.

Cuadro de propiedades mecánicas del aluminio 6063

Diferentes temples de aluminio 6063

Los diferentes temples de Al 6063 implican diferentes temperaturas de temple y tiempos de mantenimiento para producir diferentes propiedades mecánicas para diferentes aplicaciones.

6063-O: Forma recocida

Para producir Al 6063-O, se somete a un recocido a 413 ^° C. A esta temperatura ^, se mantiene durante 2 a 3 horas y luego se enfría a razón de 50 ^° F por hora desde 775 °F hasta 500 ^° F. Tras este tratamiento térmico, se puede alcanzar una resistencia de 89.6 MPa.

6063-T1: Forma endurecida por deformación

Dado que se trata de una aleación termotratable, no se puede endurecer por deformación. Para obtener el temple Al 6063-T1, primero se somete a un tratamiento térmico de solución a 520-540 ^° C y luego se deja a temperatura ambiente para su envejecimiento natural. Tras este tratamiento, se puede alcanzar una resistencia de 152 MPa.

6063-T4: Tratamiento térmico en solución

Para obtener el temple Al 6063-T4, el Al 6063 se somete primero a un tratamiento térmico de solución (520-540 ^° C), se enfría y luego se deja envejecer de forma natural. Este temple produce una resistencia de 172 MPa.

6063-T5: Envejecido y estirado

En este tipo de temple, el estiramiento se realiza para aliviar las tensiones internas. Para obtener el temple Al 6063-T5, primero se extruye a (480-500 ^° C), se enfría, se estira entre un 3 % y un 5 % y luego se somete a un envejecimiento artificial calentándolo a 175-200 ^° C. Esta forma de temple tiene una resistencia a la tracción de 186 MPa.

6063-T6: Solución tratada térmicamente y envejecida artificialmente

El procedimiento es el mismo que el de la primera solución: tratamiento térmico, enfriamiento y envejecimiento artificial a 175-200 ^° C. Este temple presenta propiedades mecánicas superiores a las de los temples mencionados anteriormente. Este tratamiento térmico da como resultado superficies lisas.

6063 T52 Aluminio

Es un temple de aluminio 6063 envejecido artificialmente. Tiene propiedades mecánicas superiores al aluminio 6063 t6, resistencia a la corrosión y excelente capacidad de extrusión. Se utiliza para fabricar marcos de ventanas, muros cortina, etc.

¿Para qué se utiliza el aluminio 6063?

Es un aluminio arquitectónico y se utiliza principalmente para fabricar componentes arquitectónicos como marcos de ventanas, perfiles estructurales, barandillas, etc. Otras aplicaciones incluyen intercambiadores de calor debido a su excelente conductividad térmica, barcos, tuberías, etc. También se utiliza para crear un acabado estético debido a sus superficies lisas.

Soldadura y fabricación de aluminio 6063

El Al 6063 se destaca por su excelente soldabilidad y fabricación. Sus piezas de fácil fabricación incluyen marcos de ventanas, soportes, etc. Para su fabricación, el mecanizado CNC es una buena opción debido a su automatización y confiabilidad.

Soldabilidad del aluminio 6063

Este grado de aluminio se puede soldar fácilmente debido a su buena formabilidad. Tiene una alta resistencia a la corrosión y es dúctil, lo que elimina el riesgo de agrietamiento durante la soldadura. Cualquier técnica de soldadura, como la soldadura por arco, la soldadura por gas, etc., es aplicable para soldar este grado.

Mecanizado CNC de aluminio 6063

Como ya sabes, el aluminio 6063 tiene una maquinabilidad muy buena, por lo que se puede mecanizar fácilmente en una máquina CNC. Puedes realizar operaciones como roscado, taladrado, fresado, etc. con mucha facilidad. Las siguientes imágenes son conectores, sujetadores y soportes de aluminio 6063 producidos mediante mecanizado CNC.

Especificaciones y normas del aluminio 6063

En esta sección se dan algunas de las especificaciones y normas Al 6063:

Normas ASTM para el aluminio 6063

ASTM significa Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales. A continuación se muestran las normas ASTM de Al 6063.

Especificaciones AMS para aluminio 6063

AMS significa Especificación de Materiales Aeroespaciales. Estas especificaciones incluyen materiales de grado aeroespacial. Para la aleación Al 6063, la especificación pertinente es la AMS 4156 .

Otros estándares relevantes

Otras normas relevantes de Al 6360 incluyen:

Resumen del aluminio 6063-T6

Si resumimos lo relacionado con el Al 6360, se trata de un aluminio arquitectónico que posee una resistencia media y una ductilidad fina, es decir, un 12 % de alargamiento a la rotura. Contiene Mg y Si como principales elementos de aleación y es tratable térmicamente. El envejecimiento artificial es un proceso para aumentar la resistencia. No se puede utilizar para aplicaciones de alta resistencia.

Resumen de las propiedades clave

Un resumen de las propiedades clave es que el Al 6063 tiene buena resistencia a la corrosión y es liviano. Su conductividad térmica es superior a la de muchos metales y se utiliza principalmente en intercambiadores de calor. Tiene una resistencia media, por lo que se utiliza en la fabricación de componentes arquitectónicos.

Por qué el aluminio 6063-T6 es una opción popular

El Al 6063 – T6 es una opción popular porque es resistente a la corrosión gracias a la capa pasiva y proporciona una resistencia media. Es fácil de soldar y mecanizar, por eso se utiliza en las industrias manufactureras.

Aluminio 6005 t5 frente a 6063 t5

El 6005 t5 ofrece mejores propiedades mecánicas que el 6063 t5. El 6063 ofrece una resistencia a la tracción de 160-250 MPa, mientras que el 6005 t5 tiene una resistencia a la tracción de 250-310 MPa. Ambos son tratables térmicamente, pero el 6005 t5 se utiliza en aplicaciones de alta resistencia.

Aluminio 5052 vs 6063

El Al 5052 tiene mayor resistencia que el Al 6063. El Al 5052 pertenece a la serie 5xxx y no se puede tratar térmicamente. Su resistencia aumenta mediante el proceso de endurecimiento por deformación.

Aluminio 6060 vs 6063

El 6063 es más resistente (160-250 MPa) que el 6060 (140-160 MPa). Ambos son tratables térmicamente y se pueden extruir para producir formas complejas.

Preguntas frecuentes sobre el aluminio 6063

¿Cuál es la diferencia entre el aluminio 6063-T6 y el 6061-T6?

T6 significa que el mecanismo de fortalecimiento de ambas aleaciones es el envejecimiento artificial. El límite elástico de Al 6061-T6 es mayor que el de 6063-T6.

¿Se puede utilizar el aluminio 6063-T6 para aplicaciones exteriores?

Sí, es la mejor opción debido a su buena resistencia a la corrosión y su buena solidez. Es una opción rentable debido al menor costo de mecanizado.

¿Cuáles son los mejores métodos de soldadura para aluminio 6063?

El Al 6063 es fácil de soldar. Las técnicas de soldadura TIG y MIG se consideran los mejores métodos de soldadura para el Al 6064.