Aluminium 6063 : propriétés, utilisations et spécifications

L'aluminium est le deuxième métal le plus utilisé après le fer. L'aluminium compte plus de 500 alliages, et l'Al 6063 en fait partie. L'aluminium étant utilisé dans tous les secteurs, il est important de discuter des propriétés, des utilisations et des spécifications de ses alliages. Cet article aborde donc les informations relatives à l'aluminium et à ses alliages, en général, mais plus particulièrement à l'Al 6063.

Qu'est-ce que l'aluminium 6063 ?

Il existe plus de 500 alliages d'aluminium enregistrés, dont certains sont des alliages forgés et d'autres des alliages de moulage. L'Al 6063 appartient à la série 6xxx et est un alliage d'aluminium forgé. Les principaux éléments d'alliage sont le magnésium et le silicium. Il est couramment utilisé pour le processus d'extrusion et présente une résistance moyenne. Il est soudable et peut être traité thermiquement. Il est considéré comme de l'aluminium architectural en raison de son utilisation excessive dans l'industrie architecturale.

Que signifie le tempérament T6 ?

La série TX fournit des informations sur l'alliage traité thermiquement à une certaine température. L'état T6 signifie que l'alliage est d'abord traité thermiquement à haute température, puis que le processus de vieillissement est effectué pour obtenir une dureté de précipitation dans l'alliage respectif. Ce processus produit également des surfaces lisses.

Avantages et inconvénients de l'aluminium 6063

Cette section est un guide pour la compréhension des avantages et des inconvénients de l'Al 6063.

Avantages de l'aluminium 6063

1. Al 6063 forme une couche passive d'Al₂O₃lorsqu'il est exposé à l'air, il résiste à la corrosion et à la rouille. Sa haute résistance à la corrosion le rend adapté aux applications extérieures.
2. Il peut être facilement extrudé en formes complexes grâce à ses propriétés ductiles.
3. La conductivité thermique de l'Al 6063 est supérieure à celle de nombreux métaux, c'est pourquoi il est utilisé dans de nombreuses applications dans lesquelles la dissipation thermique est importante, comme les systèmes de refroidissement, etc.
4. Son gradient de conductivité thermique est nettement plus faible, ce qui signifie que la chaleur ne provoque pas de contraintes dans le produit et se répartit uniformément, ce qui explique sa facilité de soudage. Sa soudabilité le rend courant dans les industries manufacturières.
5. Il est léger, recyclable et constitue un alliage d'aluminium moins cher.

Inconvénients et limites de l'aluminium 6063

1. Il présente également quelques limitations qui sont indiquées ci-dessous :
2. Ses propriétés mécaniques ne sont pas très bonnes, ce qui signifie que sa résistance ultime est de 28,000 XNUMX psi, ce qui n'est pas suffisant pour les applications à haute résistance telles que les composants aérospatiaux.
3. La résistance de l'Al 6063 est très faible, nous devons donc effectuer un processus supplémentaire tel que le vieillissement artificiel, ce qui augmente encore le coût du produit.
4. Il peut facilement être sujet à la fissuration par corrosion sous contrainte, ce qui signifie qu'il ne peut pas être utilisé dans des applications sous pression.

Produits courants fabriqués à partir d'aluminium 6063

Le processus d'extrusion est généralement effectué sur l'Al 6063 pour fabriquer des composants complexes.

Extrusions : formes et tailles

Différentes formes d'Al 6063 sont produites par le processus d'extrusion, telles que des tubes, des barres, des angles, des canaux, des sections carrées, etc. Les tailles des différents Al 6063 T6 sont indiquées ci-dessous :

1. Si vous avez un produit à « section carrée », la gamme va de 1/3” x 3/8” x 15swg à 4” x 4” x 1/5”.
2. Les dimensions d'une barre plate varient de ³/₈" X¹/₈" à 6" x 1".
3. Si vous avez un tube, ses dimensions varient de 3/8" x OD x 15swg à OD x 1/4".
4. Les dimensions d’un canal varient de 3/8” x 3/8” x 1/17” à 10” x 3” x 3/8” x 1/2”.
5. Les dimensions d'un angle égal varient de 3/8" x 3/8" x 1/16" à 6" x 6" x 1/2".
6. Les dimensions d'un angle inégal varient de 3/4" x 1/4" x 1/16" à 6" x 3.5" x 3/8".

Tubes, barres et angles

Les tubes, barres et cornières sont produits à partir de l'extrusion d'Al 6063.

Ces produits sont utilisés dans les industries manufacturières telles que :

Les cadres, les échangeurs de chaleur, etc. sont constitués de tubes.

Les barres sont utilisées dans les balustrades, les poignées, etc.

Pour réaliser des supports, des moulures et des cadres architecturaux, il faut des angles.

Profils personnalisés

Grâce à la faisabilité du processus d’extrusion, il est possible de produire des pièces personnalisées en Al 6063.

Composition chimique de l'aluminium 6063

La composition chimique de tout alliage affecte ses propriétés mécaniques et physiques. La composition de l'aluminium 6063 est indiquée ci-dessous :

Les principaux éléments d'alliage sont Mg et Si car le Mg forme des précipités de Mg₂Si qui augmente la résistance de l'Al 6063 grâce au durcissement par précipitation.

Propriétés physiques de l'aluminium 6063

Les propriétés physiques sont d’une importance capitale en termes d’application qui sont abordées ici :

Densité

La densité de l'Al 6063 est de 2.70 g/cm³, c'est pourquoi il est considéré comme un métal léger.

Conductivité thermique

L'Al 6063 présente une conductivité thermique supérieure à celle de nombreux métaux, soit 201 à 218 W/[mk]. C'est la raison pour laquelle il est couramment utilisé dans les échangeurs de chaleur.

Conductivité électrique

La conductivité électrique de l'Al 6063 est de 3.32 x 10^-6 ohm-cm.

Résistance à la corrosion

Cette nuance présente une bonne résistance à la corrosion grâce à la couche passive d'Al₂O₃, c'est pourquoi il peut être utilisé pour des applications marines et côtières.

Propriétés mécaniques de l'aluminium 6063

Les propriétés mécaniques d'un métal déterminent où il peut être utilisé pour obtenir les meilleures performances, c'est pourquoi il est important de les discuter.

Résistance à la traction

La résistance à la traction de l'Al 6063 après traitement thermique et vieillissement artificiel est de 241 MPa. C'est la charge maximale que l'Al 6063 peut supporter.

5052 vs 6063 : Dans les alliages d'aluminium, la résistance dépend principalement du type de revenu, mais généralement l'Al 6063 est plus résistant que l'Al 5052.

6005 t5 vs 6063 t5 : l'Al 6005 est plus résistant (250 – 310 MPa) que l'Al 6063 (160 – 210 MPa).

6060 vs 6063 : le 6063 est plus résistant que le 6060 Al.

Résistance au rendement

Cela signifie la valeur de la charge après laquelle la déformation permanente est de 214 MPa.

Dureté

La dureté de l'Al 6063 T6 est de 73 Brinell.

Élongation

L'allongement désigne la mesure dans laquelle un matériau peut être allongé avant la rupture. C'est une propriété importante dans l'extrusion. Son allongement à la rupture est de 12 %.

Comment l'aluminium 6063 se comporte sous contrainte

 Il s'agit d'une nuance d'aluminium ductile, soit 12 % d'allongement à la rupture. Ce n'est pas un métal rigide, c'est pourquoi on peut dire qu'il se comporte correctement sous contrainte. Sa résistance moyenne convient aux composants architecturaux, mais pas aux composants aérospatiaux.

Tableau des propriétés mécaniques de l'aluminium 6063

Différents états de l'aluminium 6063

Différents tempéraments de l'Al 6063 impliquent différentes températures de revenu et différents temps de maintien pour produire différentes propriétés mécaniques pour différentes applications.

6063-O : Forme recuite

Pour produire de l'Al 6063-O, il est recuit à 413^oC. À 413^oC, maintenir pendant 2 à 3 heures puis refroidir à 50^oF par heure de 775 à 500^oF. Après ce traitement thermique, vous pouvez atteindre 89.6 MPa.

6063-T1 : Forme durcie par déformation

Comme il s'agit d'un alliage pouvant être traité thermiquement, il ne peut pas être durci par déformation. Pour produire l'Al 6063-T1, il est d'abord traité thermiquement en solution à 520 - 540^oC puis laissé à température ambiante pour un vieillissement naturel. Après ce traitement, une résistance de 152 MPa peut être atteinte.

6063-T4 : Solution traitée thermiquement

Pour produire l'Al 6063-T4, l'Al 6063 est d'abord traité thermiquement en solution (520 - 540^oC), trempé puis vieilli naturellement. Cet état permet d'obtenir une résistance de 172 MPa.

6063-T5 : Vieilli et étiré

Dans ce type de revenu, l'étirement est effectué pour soulager les contraintes internes. Pour fabriquer le revenu Al 6063-T5, il faut d'abord extruder à (480 500^oC), refroidir, étirer de 3 à 5 %, puis vieillissement artificiel en chauffant à 175 200^oC. Cette forme de revenu a une résistance à la traction de 186 MPa.

6063-T6 : Solution traitée thermiquement et vieillie artificiellement

La même procédure que la première solution consiste en un traitement thermique, un refroidissement et un vieillissement artificiel à 175 – 200^oC. Ce traitement thermique présente des propriétés mécaniques supérieures à celles des traitements thermiques décrits ci-dessus. Il permet d'obtenir des surfaces lisses.

Aluminium 6063 T52

Il s'agit d'un alliage d'aluminium 6063 vieilli artificiellement. Il présente des propriétés mécaniques supérieures à celles de l'aluminium 6063 t6, une résistance à la corrosion et une excellente extrudabilité. Il est utilisé dans la fabrication de cadres de fenêtres, de murs-rideaux, etc.

À quoi sert l'aluminium 6063 ?

Il s'agit d'un aluminium architectural principalement utilisé pour la fabrication de composants architecturaux tels que des cadres de fenêtres, des profilés structurels, des balustrades, etc. D'autres applications incluent les échangeurs de chaleur en raison de son excellente conductivité thermique, les bateaux, les tuyaux, etc. Il est également utilisé pour créer une finition esthétique grâce à des surfaces lisses.

Soudage et fabrication d'aluminium 6063

L'Al 6063 se distingue par une excellente soudabilité et une excellente fabrication. Ses pièces faciles à fabriquer comprennent des cadres de fenêtre, des supports, etc. Pour sa fabrication, l'usinage CNC est un bon choix en raison de son automatisation et de sa fiabilité.

Soudabilité de l'aluminium 6063

Cette nuance d'aluminium est facilement soudable en raison de sa bonne formabilité. Elle présente une résistance élevée à la corrosion et est ductile, ce qui élimine le risque de fissuration pendant le soudage. Toute technique de soudage telle que le soudage à l'arc, le soudage au gaz, etc. est applicable au soudage sur cette nuance.

Usinage CNC de l'aluminium 6063

Comme vous le savez, l'Al 6063 a une très bonne usinabilité, c'est pourquoi il peut être facilement usiné sur une machine CNC. Vous pouvez effectuer des opérations telles que le taraudage, le perçage, le fraisage, etc. très facilement. Les images suivantes sont des connecteurs, des attaches et des supports en Al 6063 produits par usinage CNC.

Spécifications et normes de l'aluminium 6063

Dans cette section, certaines des spécifications et normes Al 6063 sont données :

Normes ASTM pour l'aluminium 6063

ASTM signifie American Society of Testing and Materials. Voici les normes ASTM pour Al 6063.

Spécifications AMS pour l'aluminium 6063

AMS signifie Aerospace Material Specification. Ces spécifications incluent les matériaux de qualité aérospatiale. Pour Al 6063, AMS 4156 est la spécification pertinente.

Autres normes pertinentes

D’autres normes pertinentes de l’Al 6360 comprennent :

Résumé de l'aluminium 6063-T6

Si l'on résume les caractéristiques de l'Al 6360, on peut dire qu'il s'agit d'un aluminium architectural qui possède une résistance moyenne et une ductilité fine, c'est-à-dire 12 % d'allongement à la rupture. Il contient du Mg et du Si comme principaux éléments d'alliage et peut être traité thermiquement. Le vieillissement artificiel est un procédé permettant d'augmenter la résistance. Il ne peut pas être utilisé pour des applications à haute résistance.

Récapitulatif des propriétés clés

En résumé, les principales propriétés de l'Al 6063 sont sa bonne résistance à la corrosion et son poids léger. Sa conductivité thermique est supérieure à celle de nombreux métaux et il est principalement utilisé dans les échangeurs de chaleur. Il a une résistance moyenne, c'est pourquoi il est utilisé dans la fabrication de composants architecturaux.

Pourquoi l'aluminium 6063-T6 est un choix populaire

L'Al 6063 – T6 est un choix populaire car il résiste à la corrosion grâce à sa couche passive et offre une résistance moyenne. Il est facile à souder et à usiner, c'est pourquoi il est utilisé dans les industries manufacturières.

Aluminium 6005 t5 contre 6063 t5

Le 6005 t5 offre de meilleures propriétés mécaniques que le 6063 t5. Le 6063 offre une résistance à la traction de 160 à 250 MPa tandis que le 6005 t5 a une résistance à la traction de 250 à 310 MPa. Les deux sont traitables thermiquement, mais le 6005 t5 est utilisé dans les applications à haute résistance.

Aluminium 5052 contre 6063

L'Al 5052 est plus résistant que l'Al 6063. L'Al 5052 appartient à la série 5xxx, il ne peut donc pas être traité thermiquement. Sa résistance est augmentée par le processus d'écrouissage.

Aluminium 6060 contre 6063

Le 6063 est plus résistant (160-250 MPa) que le 6060 (140-160 MPa). Les deux sont thermo-traitables et peuvent être extrudés pour produire des formes complexes.

Questions fréquemment posées (FAQ) sur l'aluminium 6063

Quelle est la différence entre l'aluminium 6063-T6 et 6061-T6 ?

T6 signifie que le mécanisme de renforcement des deux alliages est le vieillissement artificiel. La limite d'élasticité de l'Al 6061-T6 est supérieure à celle du 6063-T6.

L'aluminium 6063-T6 peut-il être utilisé pour des applications extérieures ?

Oui, c'est le meilleur choix en raison de sa bonne résistance à la corrosion et de sa bonne solidité. C'est un choix rentable en raison du coût d'usinage inférieur.

Quelles sont les meilleures méthodes de soudage pour l'aluminium 6063 ?

L'Al 6063 est facile à souder. Les techniques de soudage TIG et MIG sont considérées comme les meilleures méthodes de soudage pour l'Al 6064.