6061-T6 – це алюмінієвий сплав за замовчуванням для корпусів напівпровідникових вакуумних камер, опорних плит та конструкційних каркасів. Він поєднує в собі міцність на розтяг, що піддається термічній обробці, 290~310 МПа з чудовою оброблюваністю та передбачуваною розмірною поведінкою після зняття напруги. У цьому посібнику викладено його хімічний склад, механічні та фізичні властивості, чотири властивості, які фактично визначають конструкцію камери, та обладнання, на якому вона використовується, щоб сплав можна було перевірити на відповідність вашим власним специфікаціям.

Чому 6061-T6 став стандартним камерним сплавом

6061 – це матеріал, що твердне дисперсійним способом.алюмінієво-магнієво-кремнієвий сплавЙого міцність походить від осаду Mg₂Si, що утворюється під час обробки T6, термічної обробки на розчин з подальшим штучним старінням, а не від холодної обробки. Ця відмінність має комерційне значення: міцність встановлюється термічною обробкою на стані, тому ви купуєте міцність, а не нарощуєте її на обробці.

Три практичні властивості дозволяють сталі 6061 бути на вершині списку специфікацій:

• Оброблюваність. Він вільно ріже з високою швидкістю видалення матеріалу, що і вимагає корпус камери. Обробка пластини діаметром 200 мм до стінки 60 мм є чорновою, а не чистовою обробкою.
• Доступність у товстолистовому виконанні. Корпуси камер часто виготовляються з єдиного монолітного блоку, а сталь 6061 постачається у великих товщинах – корпус вагою 1,5 тонни не потребує лиття чи зварювання.
• Зварюваність. На відміну від 2024 або 7075, 6061 зварюється без розтріскування, що важливо для фланців, бобишок та вставок каналів охолодження.

6061-T6 Хімічний склад

Зверніть увагу на діапазон вмісту міді. Це навмисне додавання легуючих речовин, іце також найпоширенішийПричину, з якої замовник напівпровідника відхиляє 6061 через поверхню, що піддавалася впливу технологічного процесу, дивіться нижче.

6061-T6 Механічні та фізичні властивості

Для проектування камер теплопровідність близько 152 Вт/(м·K) є числом, яке визначає більшість рішень: достатньо високим, щоб зробити 6061 придатним для використання в активно охолоджуваних корпусах та опорних плитах п'єдесталу, і достатньо низьким, щоб все ще доводилося моделювати теплові градієнти по великому корпусу.

Чотири об'єкти нерухомості, які фактично визначають будівництво торгової палати

1. Стабільність розмірів після механічної обробки

Залишкові напруження в прокатаному листі знімаються під час видалення матеріалу, тому тіло, яке було грубо оброблено за один прохід, а потім оброблено чистою обробкою, рухатиметься. Стандартним способом пом'якшення напружень є T651: термічна обробка на твердий розчин, зняття напружень розтягуванням, а потім штучне старіння. T651 має по суті ті ж механічні властивості, що й T6, але набагато кращу передбачуваність розмірів після видалення великої кількості матеріалу.

Для будь-якого тіла, у якого товщина готової стінки менше приблизно половини товщини початкової пластини, вкажіть T651 та заплануйте прохід для зняття напружень або напівчистовий прохід між чорновою та чистовою обробкою.

2. Сумісність з вакуумом та обробка поверхні

Алюміній сам по собі є прийнятним вакуумним матеріалом, чистий алюміній має відносно низьке власне газовиділення, а сталь 6061 вже давно використовується в конструкції камер надвисокого вакууму. Однак анодування працює проти вас. Пористий анодний оксидний шар затримує водяну пару та значно збільшує її виділення в камеру.

Поверхні з боку вакууму: голий, хімічно очищений та пасивований алюміній. Не анодуйте поверхні, що звернені до технологічного об'єму.

Поверхні з боку атмосфери та без вакууму: анодування є прийнятним і корисним для захисту від зносу та обробки.

Якщо покриття обов'язкове для поверхні з боку вакууму: розглядайте це як рішення щодо кондиціонування в камері та враховуйте додатковий час відкачування.

3. Вміст міді на поверхнях, що піддавалися впливу процесу

Сталь 6061 містить 0,15-0,40% міді, а мідь є контрольованим забруднювачем у більшості середовищ для виробництва напівпровідників. Якщо поверхня звернена до об'єму процесу, а забруднення іонами металів є контрольованим параметром, зазвичай вибирають сплав 5000 з низьким вмістом міді – див. посібники 5083 та 5052, посилання на які наведено нижче. Якщо поверхня знаходиться з боку атмосфери або не входить до технологічного шляху,Вміст міді в 6061 зазвичайне є проблемою. Це питання щодо впливу поверхні, на яке потрібно відповісти частково, а не сплав за сплавом.

4. Зварювання та фактична міцність, яку ви отримуєте

Сталь 6061 добре зварюється методом TIG або MIG з наповнювачем 4043 або 5356. Зона термічного впливу потім втрачає більшу частину свого дисперсійного твердіння та поводиться приблизно як матеріал T4, втрата міцності становить близько 40%. Якщо збірка не пройшла повторну обробку на твердіння та старіння (що рідко практично для корпусів з великою камерою), рекомендований Посібником з проектування алюмінію припуск на зварювання становить 165 МПа (24 ksi) поруч зі зварним швом, а не 240 МПа.

Таким чином, повноміцна сталь 6061 належить до оброблюваних деталей вузла, а зварні елементи повинні бути розраховані на міцність 165 МПа. Якщо зварне з'єднання має витримувати основне навантаження, розгляньте, чи можна його замінити болтовим, кільцевим ущільненням ущільнювача або електронно-променевим зварюванням.

Де 6061-T6 використовується в напівпровідниковому обладнанні

Корпуси, кришки та торцеві кришки вакуумних камер

Опорні плити, монтажні плити та інструментальні плити, що вимагають площинності та жорсткості

Структурні компоненти шлюзів та передавальних камер

Газорозподільні колектори, блоки клапанів та монтажні корпуси MFC

Каркаси камер, кронштейни та конструкційні роботи з підфабрик

Опорні пластини та електродні елементи, що не піддаються впливу процесу

Компоненти камер надвисокого вакууму, де зазначено голий (неанодований) матеріал

Отримати цінову пропозицію

Надішліть креслення або 3D-модель, тип сплаву та відмову, а також товщину пластини, яку ви розглядаєте. MIANDI METAL GROUP постачає 6061-T6 та T651 зі складу та надає цінову пропозицію на матеріал з першою операцією чорнової обробки як єдину позицію.