6061-T6 เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียมมาตรฐานสำหรับตัวถังห้องสุญญากาศ แผ่นฐาน และโครงสร้างเฟรมในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ มันรวมเอาความแข็งแรงที่สามารถอบชุบความร้อนได้ (ความแข็งแรงดึงสูงสุด 290~310 MPa) เข้ากับความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีเยี่ยมและพฤติกรรมเชิงมิติที่คาดการณ์ได้หลังจากการคลายความเครียด คู่มือนี้จะอธิบายถึงองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ คุณสมบัติสี่ประการที่สำคัญในการสร้างห้องสุญญากาศ และอุปกรณ์ที่ใช้โลหะผสมนี้ เพื่อให้สามารถตรวจสอบโลหะผสมนี้เทียบกับข้อกำหนดของคุณเองได้

เหตุใด 6061-T6 จึงกลายเป็นโลหะผสมมาตรฐานสำหรับห้องเผาไหม้

6061 เป็นเหล็กเสริมความแข็งแรงเมื่อถูกฝนโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม-ซิลิคอนความแข็งแรงของเหล็กชนิดนี้มาจากการตกตะกอนของ Mg₂Si ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการ T6 ซึ่งเป็นการอบชุบด้วยความร้อนตามด้วยการบ่มเทียม ไม่ได้มาจากการขึ้นรูปเย็น ความแตกต่างนี้มีความสำคัญในเชิงพาณิชย์ เพราะความแข็งแรงถูกกำหนดโดยการอบชุบด้วยความร้อนของโรงงาน ดังนั้นคุณจึงซื้อความแข็งแรงนั้น ไม่ใช่การซื้อโดยการกลึงขึ้นรูป

คุณสมบัติเชิงปฏิบัติสามประการทำให้ 6061 อยู่ในอันดับต้น ๆ ของเอกสารข้อมูลจำเพาะ:

• ความสามารถในการขึ้นรูป สามารถตัดได้อย่างอิสระด้วยอัตราการกำจัดวัสดุที่สูง ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับตัวถังห้องเผาไหม้ การตัดแผ่นโลหะหนา 200 มม. ให้เหลือความหนา 60 มม. เป็นการขึ้นรูปหยาบ ไม่ใช่การขึ้นรูปละเอียด
• มีจำหน่ายในแผ่นเหล็กหนา ตัวถังห้องเผาไหม้มักจะขึ้นรูปจากบล็อกโลหะชิ้นเดียว และเหล็กกล้าไร้สนิม 6061 มีจำหน่ายในความหนาหลายระดับ – ตัวถังขนาด 1.5 ตันไม่จำเป็นต้องใช้การหล่อหรือการเชื่อม
• ความสามารถในการเชื่อม แตกต่างจาก 2024 หรือ 7075 โลหะผสม 6061 สามารถเชื่อมได้โดยไม่แตกร้าว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับหน้าแปลน ตัวยึด และชิ้นส่วนแทรกในช่องระบายความร้อน

องค์ประกอบทางเคมีของ 6061-T6

โปรดสังเกตช่วงของทองแดง นี่คือการเติมโลหะผสมโดยเจตนา และนอกจากนี้ยังเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุดเพียงอย่างเดียวเหตุผลที่ลูกค้าผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ปฏิเสธเหล็กกล้าไร้สนิม 6061 เนื่องจากพื้นผิวที่สัมผัสกับกระบวนการผลิต โปรดดูรายละเอียดด้านล่าง

คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของ 6061-T6

สำหรับการออกแบบห้องทดสอบ ค่าการนำความร้อนประมาณ 152 W/(m·K) เป็นตัวเลขที่ส่งผลต่อการตัดสินใจส่วนใหญ่: สูงพอที่จะทำให้โลหะผสม 6061 เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนที่ระบายความร้อนด้วยระบบแอคทีฟและแผ่นรองฐาน แต่ก็ต่ำพอที่จะต้องจำลองการไล่ระดับความร้อนทั่วทั้งชิ้นส่วนขนาดใหญ่

คุณสมบัติสี่ประการที่ใช้ตัดสินการสร้างหอการค้า

1. ความคงตัวของขนาดหลังการกลึง

ความเค้นตกค้างในแผ่นเหล็กรีดจะถูกปลดปล่อยเมื่อวัสดุถูกกำจัดออกไป ดังนั้นชิ้นงานที่ผ่านการกลึงหยาบในครั้งเดียวแล้วจึงทำการกลึงละเอียดจะเกิดการเคลื่อนตัว วิธีการแก้ไขมาตรฐานคือ T651: ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนแบบละลาย คลายความเค้นโดยการยืด แล้วจึงบ่มด้วยวิธีเทียม T651 มีคุณสมบัติทางกลพื้นฐานเหมือนกับ T6 แต่มีความแม่นยำในการคาดการณ์ขนาดได้ดีกว่ามากหลังจากการกำจัดวัสดุจำนวนมาก

สำหรับชิ้นงานใดๆ ที่ความหนาของผนังสำเร็จรูปน้อยกว่าประมาณครึ่งหนึ่งของความหนาของแผ่นเหล็กเริ่มต้น ให้ระบุ T651 และวางแผนการทำผิวลดความเค้นหรือผิวกึ่งสำเร็จรูประหว่างการขึ้นรูปหยาบและการขึ้นรูปละเอียด

2. ความเข้ากันได้กับระบบสุญญากาศและการปรับสภาพพื้นผิว

อะลูมิเนียมเองเป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในสุญญากาศ อะลูมิเนียมเปลือยมีการปล่อยก๊าซภายในค่อนข้างต่ำ และอะลูมิเนียมเกรด 6061 ถูกนำมาใช้ในการสร้างห้องสุญญากาศระดับสูงมานานแล้ว อย่างไรก็ตาม การทำอะโนไดซ์กลับเป็นอุปสรรค ชั้นออกไซด์อะโนไดซ์ที่มีรูพรุนจะดักจับไอน้ำและเพิ่มการปล่อยไอน้ำเข้าไปในห้องอย่างมาก

พื้นผิวด้านดูดสุญญากาศ: อะลูมิเนียมเปล่าที่ผ่านการทำความสะอาดทางเคมีและเคลือบผิวป้องกันการกัดกร่อนแล้ว ห้ามทำการชุบอะโนไดซ์พื้นผิวที่หันเข้าหาบริเวณที่มีการทำงานของกระบวนการ

พื้นผิวที่สัมผัสกับบรรยากาศและพื้นผิวที่ไม่ใช่สุญญากาศ: การชุบอะโนไดซ์นั้นเหมาะสมและมีประโยชน์สำหรับการป้องกันการสึกหรอและการใช้งาน

หากจำเป็นต้องมีการเคลือบผิวบนพื้นผิวด้านสุญญากาศ ให้ถือว่าเป็นข้อกำหนดในการปรับสภาพห้องสุญญากาศ และจัดสรรเวลาเพิ่มเติมสำหรับการดูดอากาศออกเพื่อลดความดัน

3. ปริมาณทองแดงบนพื้นผิวที่สัมผัสกับกระบวนการผลิต

6061 มีทองแดงเป็นส่วนประกอบ 0.15-0.40% และทองแดงเป็นสารปนเปื้อนที่ต้องควบคุมในสภาพแวดล้อมกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่ ในกรณีที่พื้นผิวหันเข้าหาปริมาตรของกระบวนการและปริมาณการปนเปื้อนของไอออนโลหะเป็นพารามิเตอร์ที่ต้องควบคุม โดยทั่วไปแล้วจะเลือกใช้โลหะผสม 5000 ที่มีทองแดงต่ำ – ดูคู่มือ 5083 และ 5052 ที่ลิงก์ไว้ด้านล่าง ในกรณีที่พื้นผิวอยู่ด้านบรรยากาศหรือไม่ได้อยู่ในเส้นทางของกระบวนการปริมาณทองแดงใน 6061 โดยปกติคือไม่ใช่ปัญหาอะไร นี่เป็นคำถามเกี่ยวกับการสัมผัสกับพื้นผิว ซึ่งจะตอบทีละส่วน ไม่ใช่ทีละโลหะผสม

4. การเชื่อม และความแข็งแรงที่คุณได้รับจริง

โลหะผสม 6061 เชื่อมได้ดีด้วยวิธี TIG หรือ MIG โดยใช้ลวดเชื่อม 4043 หรือ 5356 บริเวณที่ได้รับความร้อนจะสูญเสียความแข็งจากการตกตะกอนไปเกือบทั้งหมด และมีพฤติกรรมคล้ายกับวัสดุ T4 ซึ่งความแข็งแรงลดลงประมาณ 40% เว้นแต่ว่าชิ้นส่วนประกอบจะได้รับการอบชุบและบ่มใหม่ (ซึ่งไม่ค่อยทำได้จริงในตัวถังขนาดใหญ่) ค่าเผื่อการออกแบบตามแบบเชื่อมที่แนะนำโดยคู่มือการออกแบบอลูมิเนียมคือ 165 MPa (24 ksi) บริเวณใกล้กับรอยเชื่อม ไม่ใช่ 240 MPa

ดังนั้น เหล็กกล้าไร้สนิม 6061 ที่มีความแข็งแรงสูงจึงเหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึงในชิ้นส่วนประกอบ และชิ้นส่วนที่เชื่อมควรมีขนาดเทียบกับ 165 MPa ในกรณีที่รอยเชื่อมต้องรับภาระหลัก ควรพิจารณาว่าสามารถเปลี่ยนไปใช้การยึดด้วยสลักเกลียว การซีลด้วยโอริง หรือการเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนแทนได้หรือไม่

6061-T6 ถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใดบ้าง

ตัวถังห้องสุญญากาศ ฝาปิด และแผ่นปิดด้านท้าย

แผ่นฐาน แผ่นยึด และแผ่นเครื่องมือที่ต้องการความเรียบและความแข็งแรง

ส่วนประกอบโครงสร้างล็อคโหลดและห้องถ่ายโอน

ท่อส่งก๊าซ บล็อกวาล์ว และตัวยึด MFC

โครงห้อง, ตัวยึด และโครงสร้างย่อย

แผ่นรองและอุปกรณ์อิเล็กโทรดที่ไม่สัมผัสกับกระบวนการผลิต

ชิ้นส่วนห้องสุญญากาศระดับสูงพิเศษ ซึ่งระบุให้ใช้วัสดุเปลือย (ไม่ผ่านกระบวนการอะโนไดซ์)

ขอใบเสนอราคา

ส่งแบบร่างหรือโมเดล 3 มิติ โลหะผสมและกรรมวิธีอบชุบ และความหนาของแผ่นเหล็กที่คุณต้องการพิจารณา MIANDI METAL GROUP มีเหล็ก 6061-T6 และ T651 พร้อมจำหน่าย และเสนอราคาวัสดุพร้อมการกลึงหยาบขั้นต้นเป็นรายการเดียว