6061-T6 on puolijohdetyhjiökammioiden runkojen, pohjalevyjen ja rakennekehysten oletusalumiiniseos. Se yhdistää lämpökäsiteltävän lujuuden 290–310 MPa:n vetolujuuden erinomaiseen työstettävyyteen ja ennustettavaan mittakäyttäytymiseen jännityksenpoiston jälkeen. Tässä oppaassa esitetään sen kemiallinen koostumus, mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet, neljä ominaisuutta, jotka ratkaisevat kammion rakenteen, sekä laitteet, joissa sitä käytetään, jotta seosta voidaan tarkistaa omien spesifikaatioiden mukaisesti.

Miksi 6061-T6:sta tuli oletusarvoinen kammioseos

6061 on erkautuskarkenevaalumiini-magnesium-piiseosSen lujuus tulee T6-käsittelyn, liuoslämpökäsittelyn ja sitä seuraavan keinotekoisen vanhentamisen aikana muodostuneista Mg₂Si-saostumista, ei kylmämuokkauksesta. Tällä erolla on kaupallinen merkitys: lujuuden määrää myllyn lämpökäsittely, joten lujuuden ostat sen sijaan, että koneistaisit sen.

Kolme käytännön ominaisuutta pitää 6061:n spesifikaatiolomakkeen yläosassa:

• Lastuttavuus. Se leikkaa vapaasti suurilla aineenpoistonopeuksilla, mikä on kammiorungon vaatimus. 200 mm:n levyn jyrsintä 60 mm:n seinämään asti on rouhintatyö, ei viimeistely.
• Saatavuus paksulevystä. Kammiorungot koneistetaan usein yhdestä monoliittisesta lohkosta, ja 6061-terästä varastossa on suurina paksuuksina – 1,5 tonnin painoinen runko ei vaadi valua tai hitsausta.
• Hitsattavuus. Toisin kuin 2024 tai 7075, 6061 hitsautuu halkeilematta, mikä on tärkeää laippojen, pulttien ja jäähdytyskanavien sisäosien kannalta.

6061-T6 Kemiallinen koostumus

Huomaa kuparin määrä. Se on tarkoituksellinen seosainelisäys, jase on myös yleisin yksittäinenSyy, miksi puolijohdeasiakas hylkää 6061:n prosessille altistuneelta pinnalta, katso alta.

6061-T6 Mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet

Kammiosuunnittelussa lämmönjohtavuus, joka on noin 152 W/(m·K), on useimpien päätösten taustalla oleva luku: riittävän korkea, jotta 6061 soveltuu aktiivisesti jäähdytettyihin kappaleisiin ja jalustan taustalevyihin, mutta riittävän alhainen, jotta suuren kappaleen ylittävät lämpögradientit on silti mallinnettava.

Neljä ominaisuutta, jotka ratkaisevat kammion rakentamisen

1. Mittapysyvyys koneistuksen jälkeen

Valssatun levyn jäännösjännitys purkautuu materiaalia poistettaessa, joten yhdellä kerralla karkeakoneistettu ja sitten viimeistelty kappale liikkuu. Vakiomuotoinen lievennysmenetelmä on T651: liuoslämpökäsittely, jännitystenpoisto venyttämällä ja sitten keinotekoinen vanhentaminen. T651:llä on olennaisesti samat mekaaniset ominaisuudet kuin T6:lla, mutta paljon parempi mittaennustettavuus raskaan aineenpoiston jälkeen.

Jos kappaleen valmiin seinämän paksuus on alle noin puolet lähtölevyn paksuudesta, määritä paksuus T651 ja suunnittele jännitystenpoisto- tai väliviimeistelylastu rouhinnan ja viimeistelyn väliin.

2. Tyhjiöyhteensopivuus ja pintakäsittely

Alumiini itsessään on kohtuullinen tyhjiömateriaali, paljaalla alumiinilla on suhteellisen alhainen luontainen kaasunmuodostus, ja 6061-terästä on käytetty pitkään erittäin korkean tyhjiön kammiorakenteissa. Anodisointi kuitenkin toimii sinua vastaan. Huokoinen anodinen oksidikerros vangitsee vesihöyryä ja lisää huomattavasti sen vapautumista kammioon.

Tyhjiöpuolen pinnat: paljas, kemiallisesti puhdistettu ja passivoitu alumiini. Älä anodisoi prosessitilaan päin olevia pintoja.

Ilmakehän puoleiset ja ei-tyhjiöpinnat: anodisointi on hyvä ja hyödyllinen kulumisen ja käsittelyn suojana.

Jos pinnoite on pakollinen tyhjiöpuolen pinnalle: käsittele sitä kammion käsittelypäätöksenä ja budjetoi ylimääräinen pumppausaika.

3. Kuparipitoisuus prosessille altistuneilla pinnoilla

6061 sisältää 0,15–0,40 % kuparia, ja kupari on kontrolloitu epäpuhtaus useimmissa puolijohdeprosessiympäristöissä. Kun pinta on prosessitilavuutta kohti ja metalli-ionikontaminaatio on kontrolloitu parametri, yleensä valitaan vähän kuparia sisältävä 5000-seos – katso alla olevat 5083- ja 5052-oppaat. Kun pinta on ilmakehän puolella tai ei ole prosessipolulla,6061:n kuparipitoisuus on normaalistiei ongelma. Tämä on pinta-altistusta koskeva kysymys, johon vastataan osa osalta eikä seos seokselta.

4. Hitsaus ja sen todellinen lujuus

6061 hitsautuu hyvin TIG- tai MIG-hitsauksella 4043- tai 5356-lisäaineella. Lämpövaikutusalue menettää tällöin suurimman osan erkautuskovettumisestaan ​​ja käyttäytyy suunnilleen kuten T4-materiaali, lujuushäviö noin 40 %. Ellei kokoonpanoa uudelleenliuotuskäsittelyllä ja vanhenneta (harvoin käytännöllistä suurikammioisessa rungossa), alumiinisuunnittelukäsikirjan suosittelema hitsauksen suunnitteluvara on 165 MPa (24 ksi) hitsin vieressä, ei 240 MPa.

Täyslujuinen 6061-teräs kuuluu siksi kokoonpanon koneistettuihin osiin, ja hitsatut osat tulisi mitoittaa 165 MPa:n lujuuden mukaan. Jos hitsatun liitoksen on kannettava pääkuorma, on harkittava, voidaanko se korvata pulttiliitoksella, O-rengastiivisteellä tai elektronisuihkuhitsauksella.

Missä 6061-T6:ta käytetään puolijohdelaitteissa

Tyhjiökammion rungot, kannet ja päätykannet

Tasaisuutta ja jäykkyyttä vaativat pohjalevyt, kiinnityslevyt ja työkalulevyt

Kuormauslukon ja siirtokammion rakenneosat

Kaasunjakelusarjat, venttiililohkot ja MFC-kiinnitysrungot

Kammiorungot, kiinnikkeet ja alusrakenteiden työt

Taustalevyt ja prosessille altistumattomat elektrodit

Erittäin korkeatyhjiökammiokomponentit, joissa käytetään paljasta (anodisoimatonta) materiaalia

Pyydä tarjous

Lähetä piirustus tai 3D-malli, seos ja päästö sekä harkitsemasi levyn paksuus. MIANDI METAL GROUP toimittaa 6061-T6- ja T651-teräksiä varastosta ja antaa tarjouksen materiaalista, jossa ensimmäinen työvaihe tehdään karkeakoneistuksena yhtenä eränä.