Attualmente, la domanda di profili in alluminio continua ad aumentare nei settori dell'edilizia, della produzione industriale, dei nuovi dissipatori di calore energetici, dei telai per l'automazione, dei supporti fotovoltaici e di altri settori. Essendo i gradi tradizionali per i profili estrusi, 6063-T5 e 6061-T6 presentano un controllo preciso della composizione chimica, che regola direttamente l'estrusione, la qualità della superficie anodizzata, la resistenza meccanica, la resistenza alla corrosione e la consistenza del lotto. Serve come punto di controllo di qualità primario per i produttori di profili in alluminio e gli ordini di commercio estero OEM/ODM, in conformità con GB/T 3190-2020Composizione chimica dell'alluminio lavorato e delle leghe di alluminio.
I profili in alluminio sono a base di alluminio (Al), che rappresenta oltre il 97% della massa totale. Gli elementi di lega includono principalmente silicio e magnesio, integrati da rame, manganese, cromo, zinco, titanio e altri oligoelementi. Il ferro è un'impurità convenzionale con limiti rigorosi. L'indurimento per invecchiamento si ottiene attraverso la fase di rafforzamento del Mg₂Si, il principio metallurgico fondamentale delle leghe Al-Mg-Si della serie 6XXX.
Gli intervalli di composizione chimica standard dei due gradi principali sono elencati di seguito:Lega 6063 (qualità primaria per profili architettonici, profili decorativi, dissipatori di calore e modanature decorative):Si: 0,20%~0,60%, Mg: 0,45%~0,90%; Impurità Fe Inferiore o uguale allo 0,35%, Cu Inferiore o uguale allo 0,10%, Mn Inferiore o uguale allo 0,10%, Zn Inferiore o uguale allo 0,10%, Ti Inferiore o uguale allo 0,10%. Impurità residua singola inferiore o uguale allo 0,05%, impurità residue totali inferiore o uguale allo 0,15%. Questa formula offre un'eccellente fluidità di estrusione e una bassa pressione di estrusione, con film anodizzati uniformi e brillanti. È adatto per profili decorativi complessi a pareti sottili e prodotti con finitura superficiale ed è il grado più utilizzato per i profili decorativi in alluminio esportati all'estero.
Lega 6061 (per parti strutturali industriali, custodie per apparecchiature, telai portanti e profili lavorati a CNC):Si: 0,40%~0,80%, Mg: 0,80%~1,20%, Cu: 0,15%~0,40%, Cr: 0,04%~0,35%; Impurità Fe Inferiore o uguale allo 0,70%, Mn Inferiore o uguale allo 0,15%, Zn Inferiore o uguale allo 0,25%. Rispetto al 6063, il contenuto più elevato di magnesio e silicio e la microlega con rame e cromo migliorano notevolmente la resistenza alla trazione e allo snervamento, rendendolo ideale per strutture portanti e componenti industriali lavorati. Gli svantaggi includono una maggiore difficoltà di estrusione e una lucentezza di anodizzazione più debole rispetto al 6063, che richiede un controllo rigoroso sui processi di fusione, omogeneizzazione e invecchiamento.
Funzioni di ciascun elemento: Il silicio e il magnesio formano una classica combinazione di leghe. Il loro rapporto influenza direttamente la precipitazione delle fasi di rinforzo Mg₂Si. Il rapporto sbilanciato Si-Mg porta a resistenza insufficiente, trattamento di invecchiamento fallito e difetti di levigatura superficiale. Il ferro è un'impurità critica; il ferro in eccesso forma fasi grossolane ricche di ferro, causando macchie nere superficiali, vaiolature e crepe da estrusione e riducendo drasticamente il tasso di resa dell'anodizzazione. Il rame aumenta la resistenza ma compromette la resistenza alla corrosione ad alto contenuto. Il cromo e il manganese affinano i grani, frenano la ricristallizzazione e riducono il rischio di tensocorrosione. Il titanio agisce come un affinatore del grano per ottimizzare la microstruttura della billetta ed eliminare gli anelli a grana grossa. Lo zinco è trattato come un'impurità; un eccesso di zinco riduce la resistenza alla corrosione ed è spesso testato negli ordini per Europa e America.
Negli ultimi anni gli acquirenti hanno imposto requisiti sempre più stringenti in merito alla tracciabilità della composizione chimica e alla certificazione dei materiali. I clienti in genere richiedono rapporti di prova basati sull'analisi della spettroscopia di emissione ottica (OES) al ricevimento della merce. Inoltre, vietano severamente la miscelazione di leghe o la presenza di elementi che superano i limiti specificati, problemi spesso causati da un controllo inadeguato sulla rifusione dei rottami riciclati. Per risolvere questo problema, molti stabilimenti di produzione hanno installato sistemi OES in linea, che consentono loro di campionare ciascun lotto di billette di alluminio immediatamente dopo la fusione. Verificando la composizione chimica alla fonte, le aziende possono prevenire reclami relativi alla qualità su larga scala durante le fasi successive, come l'estrusione, il trattamento superficiale e la spedizione finale.
In termini di tendenze del settore, i convenzionali 6063 e 6061 non possono soddisfare pienamente le richieste di nuova energia, stoccaggio di energia e trasporto ferroviario. La ricerca sulle formulazioni di microleghe è diventata un tema caldo. Drogando tracce di zirconio, vanadio o terre rare, i produttori possono migliorare la conduttività termica, la resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione senza sacrificare le prestazioni di estrusione, soddisfacendo estrusioni personalizzate di fascia alta come dissipatori di calore girasole, alloggiamenti per l'accumulo di energia e componenti strutturali leggeri.
Gli esperti del settore ricordano agli acquirenti che la designazione della qualità non equivale a prestazioni fisse. Anche all'interno dello stesso grado, le proprietà finali sono determinate dal rapporto Si-Mg, dal controllo delle impurità, dall'omogeneizzazione della billetta e dal processo di invecchiamento. Molte controversie sul commercio estero derivano da una cattiva gestione degli scarti riciclati e dalla separazione della composizione, con conseguente resistenza e finitura superficiale incoerenti all'interno dello stesso lotto. Andando avanti, la concorrenza nel settore dei profili di alluminio si sposterà dalla rivalità sui prezzi a una concorrenza più raffinata nella formulazione dei materiali, nella stabilità della composizione e nel controllo della qualità dell’intero processo. La gestione della composizione chimica è la competitività fondamentale dei produttori di estrusione di alluminio di fascia alta e dei marchi del commercio estero.
