Уголок из анодированного алюминия 6061: прочность и устойчивость к коррозии

6061 Анодированный равный угол с первого взгляда

Уголок из анодированного алюминия 6061 представляет собой экструдированный профиль Al-Mg-Si L-, поставляемый в состоянии T6 или T651 и покрытый анодной пленкой из серной кислоты. В сплаве номинально содержится 0,8–1,2 % Mg и 0,4–0,8 % Si, а для измельчения зеренной структуры и компенсации вредного воздействия примесей железа добавляется 0,04–0,35 % Cr. Равные полки производятся в широком диапазоне размеров, обычно от 10×10 мм до 150×150 мм, с толщиной стенки от 1 мм до 20 мм и длиной проката 3000–6000 мм. Термически-обрабатываемая матрица обеспечивает путь нагрузки; твердая оксидная оболочка обеспечивает защиту от истирания и коррозии. Именно это сочетание является причиной того, что этот профиль выбирают для ограждений машин, рам конвейеров, опор шин, внутренних конструкций рельсов, морского оборудования и подрамников кузовов грузовиков, где голая отделка прокатного стана покрывается пятнами и истирается в течение нескольких месяцев эксплуатации.

Механические свойства 6061 Equal Angle в зависимости от состояния

Минимальные значения соответствуют требованиям ASTM B221 к экструдированным пруткам и форме; типичными значениями являются те, которые обычно измеряются на коммерческих-закаленных прессом и состаренных экструзиях. Отожженный отпуск характеризуется максимальной прочностью, поэтому формовка и изгиб остаются практичными, поэтому угол отпуска O-покупается для валковой-формовки или работы с плотным-радиусом, а угол T6 для структурных работ.

Практика экструзии, закалки и старения

Сплав 6061 заметно более чувствителен к закалке-, чем обедненный сплав 6063, поэтому скорость охлаждения, измеряемая с момента выхода профиля из матрицы, устанавливает потолок конечной прочности. Заготовку нагревают примерно до 450–500 градусов и экструдируют при температуре контейнера 400–480 градусов; Затем профиль в течение нескольких секунд проходит через линейный распылитель воды или желоб с водой, падая ниже 200 градусов достаточно быстро, чтобы удерживать Mg и Si в перенасыщенном твердом растворе. Медленное охлаждение на воздухе может стоить 20–30 % достижимой прочности на разрыв, даже если последующий цикл старения правильный, и потери невозможно компенсировать повторным-старением. После закалки отрезки растягивают или выпрямляют, разрезают, а затем искусственно состаривают при температуре примерно 175 градусов в течение 8 часов для достижения Т6. Там, где стабильность размеров после механической обработки имеет решающее значение - длинные рельсы рамы, зажимные пластины, роботизированные направляющие, оптические столы - вместо этого указывается отпуск T651: тот же цикл старения с последующим контролируемым растяжением примерно на 1–3 %, который снимает остаточное напряжение и ограничивает искажения во время фрезерования.

Образование анодной пленки-и коррозионное поведение

Анодирование серной кислотой типа II проводится при напряжении 15–20 В постоянного тока в электролите серной кислоты с концентрацией 165–200 г/л и выдерживаемом при температуре 18–22 градуса. Стандартная защитно-декоративная пленка имеет толщину 10–25 мкм и достигает 400–600 HV по шкале микро-твердости, поэтому поверхность устойчива к истиранию и повреждениям при обработке гораздо лучше, чем фрезерная обработка, в то время как подложка под ней сохраняет свою пластичность. Покрытие образует столбчатую пористую структуру, которую необходимо герметизировать: герметизация горячей деионизированной водой или ацетатом никеля закрывает поры, и именно герметичное состояние соответствует требованиям MIL-A-8625 Type II. Герметичные покрытия на профилях 6061 обычно проверяются на 336 часов нейтрального соляного тумана по ASTM B117 без выкрашивания, а масса покрытия на единицу площади проверяется по ASTM B137. Со стороны подложки Mg₂Фаза Si придает сплаву естественную стойкость к воздействию атмосферы и морской воды, а сплав 6061 в состоянии Т6 не считается подверженным коррозионному растрескиванию под напряжением при нормальной эксплуатации конструкций. Следы хрома от 0,04 до 0,35 % повышают устойчивость к точечной коррозии в средах, содержащих хлориды-. Для прибрежных и морских зон рекомендуется использовать пленку толщиной 15 мкм или более с надлежащим уплотнением; эксплуатация в зоне брызг- и постоянный контакт со средами с уровнем pH 4–9 оправдывают использование более толстой пленки и периодическую проверку.

Выбор закалки и покрытия в зависимости от условий эксплуатации

Внутренние каркасы, ограждения и рабочие столы: T6 с пленкой типа II толщиной 10 мкм, прозрачной или окрашенной в черный цвет.

Наружная архитектурная отделка, химическая среда с pH 4–9: T6 с пленкой толщиной 15–25 мкм и герметизацией из горячей воды или ацетата никеля.

Морское и морское оборудование: T6 с пленкой толщиной не менее 20 мкм или твердое анодирование типа III, при котором абразивное воздействие и солевой туман действуют совместно.

Сварные узлы: спланируйте снижение прочности примерно на 15 % в зоне термического-воздействия, затем повторно-локально анодируйте сварной шов или нанесите эпоксидное или полиэфирное покрытие для восстановления барьерного слоя.

Прецизионно обработанные рамы: T651 для сохранения плоскостности и длины в пределах допуска после фрезерования.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Что означает «равный» в равном алюминиевом уголке?
Это означает, что обе полки профиля L- имеют одинаковую ширину и толщину, поэтому сечение симметрично и может быть ориентировано независимо от длинной или короткой полки. Неравный угол, напротив, имеет ножки разной ширины.

Вопрос: Снижает ли анодирование прочность уголка 6061?
Анодный процесс не меняет предел прочности подложки, но сам оксидный слой становится твердым и хрупким. Поэтому работы по формованию, изгибу и сжатию-радиусов должны быть завершены до анодирования, поскольку изгиб профиля с покрытием может повредить пленку и обнажить блестящий металл.

Вопрос: Должен ли я указать T6 или T651?
Выберите T6 для общего несущего каркаса, детали которого обрезаются по длине и скрепляются болтами. Выбирайте T651 всякий раз, когда угол будет подвергаться механической обработке, сверлению в длинных центрах или сварке прецизионного узла, поскольку отпуск,-снимающий напряжение, ограничивает движение после удаления материала.

Вопрос: Какой толщины должна быть анодная пленка для наружного использования?
Для большинства наружных и архитектурных работ достаточно герметичной пленки толщиной 15 мкм или более. Морская, морская и промышленная атмосфера требует твердого анодирования толщиной 20–25 мкм или типа III, когда также требуется стойкость к истиранию.

Вопрос: Можно ли сваривать угол 6061?
Да. Он сваривается присадочной проволокой 4043 или 5356, и зона термического-влияния теряет примерно 15 % своей прочности при отпуске Т6. Располагайте сварные швы вдали от областей пиковых-напряжений и после этого восстановите защиту от коррозии в зоне сварного шва, поскольку сварка локально разрушает анодную пленку.

Вопрос: Можно ли снять и обновить изношенную или обесцвеченную анодную пленку?
Да. Покрытие удаляют в щелочной или кислотной ванне, профиль обесцвечивают и наносят свежее анодирование. Подложка теряет небольшую толщину с каждым циклом, поэтому повторное зачистка обычно ограничено на тонкостенных участках.