Pourquoi le 6061-T6 est choisi pour les composants de raccords électriques
Le 6061 est un alliage Al-traitable thermiquement-Mg-Si fourni sous forme de plaque, de feuille, de barre extrudée et de tube sans soudure. La solution de trempe T6 - traitée thermiquement puis vieillie artificiellement - offre un mélange équilibré de limite d'élasticité, de rigidité et de stabilité dimensionnelle qui survit au perçage, au taraudage, au fraisage et au filetage sans distorsion. Les pièces usinées typiques comprennent les panneaux de boîtier, les corps de boîtes de jonction, les supports de bornes, les supports de rail DIN, les serre-câbles et les plaques de mise à la terre.
Limite d'élasticité 276 MPa minimum et résistance à la traction 310 MPa typique dans l'état T6
Dureté Brinell d'environ 95 HB avec un allongement proche de 12 %
Densité 2,70 g/cm3 et module élastique 68,9 GPa
Comportement d'usinage-libre avec des copeaux courts et des filetages taraudés stables
Profil de composition et normes régissant
Les limites de composition suivent l'enregistrement 6061 de l'Aluminium Association et sont reproduites dans la norme ASTM B209 pour les feuilles et les plaques et dans la norme ASTM B221 pour les barres, tiges et formes extrudées. Les mêmes limites sont enregistrées dans GB/T 3190 et EN 573-3, de sorte qu'un composant peut passer des dessins métriques aux dessins en pouces sans requalifier le matériau.
| Élément | Contenu, % en poids |
|---|---|
| Silicium | 0.40 - 0.80 |
| Fer | 0,70 maximum |
| Cuivre | 0.15 - 0.40 |
| Manganèse | 0,15 maximum |
| Magnésium | 0.80 - 1.20 |
| Chrome | 0.04 - 0.35 |
| Zinc | 0,25 maximum |
| Titane | 0,15 maximum |
| Autres éléments, chacun / total | 0,05 maximum / 0,15 maximum |
| Aluminium | Équilibre |
Les désignations de température utilisées ici suivent ANSI H35.1. T6 signifie traitement thermique en solution suivi d'un vieillissement artificiel jusqu'à une résistance sensiblement maximale grâce à la précipitation de fines particules de Mg2Si, une condition stable aux températures normales de service.
Données mécaniques et physiques utilisées dans la conception
| Propriété | Valeur pour le 6061-T6 à température ambiante |
|---|---|
| Résistance à la traction | 310 MPa |
| Limite d'élasticité, compensation de 0,2 % | 276 MPa |
| Élongation | Environ 12% |
| Dureté Brinell | 95 HB |
| Module élastique | 68,9 GPa |
| Coefficient de Poisson | 0.33 |
| Densité | 2,70 g/cm3 |
| Conductivité thermique | 167 W/m-K à 25 °C |
| Conductivité électrique | 43 % de SIGC à volume égal- |
| Chaleur spécifique | 896 J/kg-K |
| Dilatation thermique, 20-100 C | 23,6 um/m-K |
| Plage de fusion | 582 - 652 C |
Ces valeurs sont représentatives des tôles et des supports extrudés à l'état T6. Les minimums dépendant de l'épaisseur sont répertoriés dans la norme de produit concernée et sont vérifiés avant la finalisation d'une section de mur.
Performances électriques et thermiques
Sur une base de volume égal-, le 6061-T6 conduit environ 43 % d'IACS, bien en dessous des 61 % d'IACS de l'aluminium de qualité conductrice 1 350, mais plus que suffisant pour les plaques de mise à la terre, les plaques de liaison, les rails de montage et les supports qui transportent également un courant modeste. Là où une pièce doit à la fois conduire et supporter une charge, le 6061-T6 permet à un seul matériau de remplir les deux fonctions et évite un joint de transition aluminium-acier.
Deux règles d'interface régissent les performances. Tout d'abord, les surfaces de contact sont nettoyées jusqu'au métal nu et assemblées à un couple contrôlé afin que la résistance de contact reste stable tout au long du cycle thermique. Deuxièmement, les revêtements anodiques sont diélectriques, de sorte que les faces de mise à la terre, les filetages et les zones de contact des barres omnibus sont masquées avant l'anodisation ou recouvertes d'un revêtement de conversion au chromate.
Une conductivité thermique proche de 167 W/m-K évacue la chaleur des jeux de barres, des panneaux de relais et des modules d'alimentation fermés. Étant donné que l'alliage offre également une rigidité de 68,9 GPa, les plaques de base du dissipateur thermique peuvent être fraisées plus finement que leurs équivalents en acier tout en conservant la planéité nécessaire au contact de l'interface.
Usinage, finition et durabilité environnementale
Les tolérances CNC de plus ou moins 0,05 mm sont courantes sur les poches fraisées et de plus ou moins 0,02 mm sur les faces et alésages de contact.
Sections de paroi à partir de 2,5 mm et engagement du filetage de 1,5 fois le diamètre nominal limite la déformation en stock T6
L'anodisation selon la norme ISO 7599 à 10 - 25 um, ou revêtement de conversion au chromate, couvre la plupart des tâches intérieures et extérieures.
Le revêtement en poudre est spécifié pour les atmosphères côtières ou industrielles lorsqu'une couverture complète de la surface et un contrôle des couleurs sont requis
Le Bare 6061 forme un film d'oxyde inerte dans l'air, offrant de bonnes performances dans des conditions humides et légèrement salines, tandis qu'une longue immersion nécessite une anodisation.
Pour les boîtiers extérieurs, une couche anodique dure résiste à l'abrasion, tandis qu'une version avec revêtement de conversion maintient la conductivité au niveau du joint. Les deux finitions s'appliquent à la même ébauche usinée, de sorte que le revêtement peut être sélectionné une fois que la disposition des raccords est figée et que l'interface électrique est définie.
Foire aux questions
Q : Le 6061-T6 est-il suffisamment résistant pour les boîtiers électriques porteurs ?
Oui. Une limite d'élasticité de 276 MPa combinée à un module de 68,9 GPa permet à la plaque 6061-T6 de supporter des panneaux, des supports et des supports qui doivent également résister aux vibrations et aux chocs.
Q : Comment le 6061-T6 se compare-t-il à l'acier pour les pièces de mise à la terre ?
L'aluminium pèse environ un tiers de celui de l'acier et le 6061-T6 conduit environ 43 % de l'IACS, donc une section légèrement plus grande correspond normalement à une plaque de mise à la terre en acier à une fraction de la masse.
Q : Les pièces anodisées 6061 peuvent-elles toujours être utilisées comme conducteurs ?
Uniquement là où la couche anodique est masquée ou usinée au niveau de la face de contact, car le film d'oxyde est un isolant électrique.
Q : Quelle trempe convient le mieux aux raccords électriques CNC ?
T6 donne la résistance la plus élevée aux pièces usinées, T4 est utilisé lorsque les pièces sont formées avant vieillissement et la trempe O s'applique aux pièces pliées puis traitées thermiquement.
Q : Le 6061-T6 se corrode-t-il dans les installations extérieures ?
Il résiste bien à l'exposition atmosphérique, humide et légèrement saline, et les sites côtiers ou chimiquement agressifs sont normalement spécifiés avec une anodisation ou un revêtement en poudre.
Q : Quelles formes de produits sont disponibles pour l’usinage ?
Les tôles à partir de 1 mm vers le haut, les barres extrudées, les tubes et les profils d'extrusion quasi--net sont produits en 6061-T6 dans les limites des normes ASTM B209 et ASTM B221.