6061-T6 je standardní hliníková slitina pro tělesa polovodičových vakuových komor, základní desky a konstrukční rámy. Kombinuje tepelně zpracovatelnou pevnost v tahu 290~310 MPa s vynikající obrobitelností a předvídatelným rozměrovým chováním po uvolnění pnutí. Tato příručka uvádí její chemické složení, mechanické a fyzikální vlastnosti, čtyři vlastnosti, které skutečně rozhodují o konstrukci komory, a zařízení, ve kterém se používá, takže slitinu lze porovnat s vašimi vlastními specifikacemi.

Proč se 6061-T6 stala výchozí komorovou slitinou

6061 je srážecí vytvrzovacíslitina hliníku, hořčíku a křemíkuJeho pevnost pochází z precipitátů Mg₂Si, které se tvoří během zpracování T6, tedy tepelného zpracování v roztoku následovaného umělým stárnutím, nikoli z tváření za studena. Tento rozdíl je komerčně důležitý: pevnost je dána tepelným zpracováním v mlýně, takže si pevnost kupujete, nikoli ji obrábíte.

Tři praktické vlastnosti udržují ocel 6061 na vrcholu specifikace:

• Obrobitelnost. Volně řeže s vysokým úběrem materiálu, což je přesně to, co vyžaduje těleso komory. Opracování plechu o tloušťce 200 mm na stěnu o tloušťce 60 mm je hrubovací operace, nikoli dokončovací.
• Dostupnost v provedení z tlustých plechů. Tělesa komor se často vyrábějí z jednoho monolitického bloku a ocel 6061 je skladem ve velkých tloušťkách – těleso o hmotnosti 1,5 tuny nevyžaduje odlitek ani svařenec.
• Svařitelnost. Na rozdíl od oceli 2024 nebo 7075 se ocel 6061 svařuje bez praskání, což je důležité pro příruby, nálitky a vložky chladicích kanálů.

6061-T6 Chemické složení

Všimněte si rozsahu mědi. Jedná se o záměrné přidání do legující látky aje to také nejběžnějšíDůvod, proč zákazník s polovodiči odmítá 6061 kvůli povrchu vystavenému technologickému procesu, viz níže.

6061-T6 Mechanické a fyzikální vlastnosti

Pro návrh komory je tepelná vodivost kolem 152 W/(m·K) číslo, které ovlivňuje většinu rozhodnutí: dostatečně vysoká, aby byla ocel 6061 použitelná pro aktivně chlazená tělesa a podstavcové desky, a dostatečně nízká, aby bylo stále nutné modelovat tepelné gradienty napříč velkým tělesem.

Čtyři nemovitosti, které skutečně rozhodují o stavbě komory

1. Rozměrová stabilita po obrábění

Zbytkové napětí ve válcovaném plechu se uvolňuje při odebírání materiálu, takže těleso hrubě obrobené v jednom průchodu a poté dokončené se bude pohybovat. Standardním zmírněním je T651: rozpouštěcí tepelné zpracování, uvolnění napětí natažením a následné umělé stárnutí. T651 má v podstatě stejné mechanické vlastnosti jako T6, ale mnohem lepší rozměrovou předvídatelnost po velkém odebírání materiálu.

Pro jakékoli těleso, kde je konečná tloušťka stěny menší než přibližně polovina počáteční tloušťky desky, zadejte T651 a naplánujte mezi hrubováním a dokončováním průchod pro odlehčení pnutí nebo polodokončovací obrábění.

2. Kompatibilita s vakuem a povrchová úprava

Hliník sám o sobě je rozumný vakuový materiál, holý hliník má relativně nízké vlastní odplyňování a ocel 6061 se již dlouho používá při konstrukci komor pro ultravysoké vakuum. Anodizace však pracuje proti vám. Porézní vrstva anodického oxidu zachycuje vodní páru a podstatně zvyšuje její uvolňování do komory.

Povrchy na straně vakua: holý, chemicky čištěný a pasivovaný hliník. Neeloxujte povrchy, které jsou obráceny k procesnímu objemu.

Povrchy na straně atmosféry a bez vakua: eloxování je v pořádku a užitečné pro ochranu proti opotřebení a manipulaci.

Pokud je na povrchu na straně vakua vyžadován povlak: považujte to za rozhodnutí o úpravě v komoře a započítávejte dodatečnou dobu odčerpávání.

3. Obsah mědi na površích vystavených procesu

Slitina 6061 obsahuje 0,15–0,40 % mědi a měď je ve většině polovodičových procesních prostředí kontrolovaným kontaminantem. Pokud je povrch obrácen k procesnímu objemu a kontaminace kovovými ionty je kontrolovaným parametrem, obvykle se volí slitina 5000 s nízkým obsahem mědi – viz níže uvedené průvodce 5083 a 5052. Pokud je povrch na straně atmosféry nebo není v procesní dráze,Obsah mědi v oceli 6061 je obvyklenepředstavuje problém. Jedná se o otázku týkající se povrchové expozice, na kterou se odpovídá část po části, nikoli slitina po slitině.

4. Svařování a skutečná síla, kterou získáte

Svařování oceli 6061 metodou TIG nebo MIG s přídavnou látkou 4043 nebo 5356 je možné. Tepelně ovlivněná zóna poté ztrácí většinu svého precipitačního zpevnění a chová se zhruba jako materiál T4, což představuje ztrátu pevnosti asi 40 %. Pokud sestava není znovu ošetřena rozpouštěním a stárnuta (což je u tělesa s velkou komorou zřídka praktické), je konstrukční přídavek po svaření doporučený v příručce pro návrh hliníku 165 MPa (24 ksi) v blízkosti svaru, nikoli 240 MPa.

Plně pevná ocel 6061 proto patří mezi obráběné části sestavy a svařované prvky by měly být dimenzovány na 165 MPa. Pokud musí svařovaný spoj nést primární zatížení, zvažte, zda jej lze nahradit šroubovým, O-kroužkem utěsněným nebo elektronovým paprskem.

Kde se 6061-T6 používá v polovodičových zařízeních

Tělesa, víka a koncové kryty vakuových komor

Základní desky, montážní desky a nástrojové desky vyžadující rovinnost a tuhost

Konstrukční prvky nakládacího zámku a překládací komory

Rozdělovače plynu, ventilové bloky a montážní tělesa MFC

Rámy komor, konzoly a podkonstrukce

Podkladové desky a elektrodové příslušenství, které není vystaveno procesu

Součásti komor pro ultravysoké vakuum, kde je specifikován holý (neanodizovaný) materiál

Získejte cenovou nabídku

Zašlete výkres nebo 3D model, slitinu a stav a požadovanou tloušťku plechu. MIANDI METAL GROUP dodává oceli 6061-T6 a T651 ze skladu a materiál s hrubým obráběním první operace nabízí jako jednu položku.