Aluminio 6063: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Completa

La aleación 6063 pertenece a la serie 6xxx de aleaciones de aluminio, que son aleaciones de magnesio y silicio (Mg-Si) tratables térmicamente, diseñadas principalmente para extrusión y aplicaciones arquitectónicas. El magnesio y el silicio forman precipitados de Mg2Si durante el envejecimiento que proporcionan el principal mecanismo de fortalecimiento, haciendo que el 6063 sea una aleación tratable térmicamente en lugar de un grado endurecido por trabajo. Los tratamientos térmicos comerciales típicos incluyen O (recocido), T5 (enfriado tras extrusión y envejecido artificialmente) y T6 (tratado térmicamente por solubilización y envejecido artificialmente), que permiten ajustar la conformabilidad y la resistencia para procesos posteriores.

El 6063 presenta una resistencia moderada, muy buena resistencia a la corrosión, excelente extrudabilidad y acabado superficial, y generalmente buenas características de soldabilidad en comparación con otras aleaciones tratables térmicamente. Su conformabilidad en tratamientos más blandos y su capacidad para producir extrusiones de paredes delgadas e intrincadas con propiedades mecánicas uniformes lo convierten en una opción habitual para adornos arquitectónicos, marcos de ventanas y perfiles estructurales. Las industrias que comúnmente especifican 6063 incluyen construcción y edificación, sistemas arquitectónicos, extrusiones de uso general, componentes estructurales ligeros y algunos dispositivos para gestión térmica.

Los ingenieros prefieren el 6063 frente a otras aleaciones cuando se requiere un equilibrio optimizado entre extrudabilidad, acabado superficial, resistencia a la corrosión y desempeño mecánico adecuado, en lugar de la máxima resistencia. En comparación con el 6061, el 6063 normalmente se extruye con esquinas más definidas y acabados más limpios con una manufacturabilidad similar pero con resistencias máximas algo menores. La aleación es preferida donde las tolerancias dimensionales estrictas, la calidad del anodizado y la consistencia en la calidad de la extrusión son preocupaciones principales.

Variantes de Tratamiento

Tratamiento	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta (≈18–28%)	Excelente	Excelente	Estado completamente recocido para conformado y doblado
H14	Baja–Media	Moderada (≈12–18%)	Buena	Excelente	Parcialmente endurecido por deformación para rigidez intermedia
T5	Media	Moderada (≈10–15%)	Buena	Muy buena	Enfriado tras extrusión y envejecido artificialmente; común para extrusiones
T6	Media–Alta	Menor (≈8–12%)	Regular	Muy buena	Tratado por solubilización y envejecido artificialmente para mayor resistencia
T651	Media–Alta	Menor (≈8–12%)	Regular	Muy buena	T6 con alivio de tensiones mediante estirado para reducir esfuerzos residuales

El tratamiento térmico tiene un efecto de primer orden en la microestructura y el rendimiento macroscópico porque los precipitados de envejecimiento controlan el límite elástico y la resistencia a la tracción. Los tratamientos más blandos como el O proporcionan máxima ductilidad y conformabilidad para doblado en frío y formas complejas, mientras que los tratamientos T5/T6 ofrecen mayor resistencia a la tracción y límite elástico adecuados para uso estructural.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.2 – 0.6	Elemento de aleación clave que forma precipitados Mg2Si durante el envejecimiento
Fe	0 – 0.35	Elemento impureza; incrementa ligeramente la resistencia pero degrada el acabado superficial
Mn	0 – 0.1	En menor proporción; típicamente bajo en 6063 para evitar intermetálicos toscos
Mg	0.45 – 0.9	Contribuyente principal para la resistencia junto con Si mediante formación de Mg2Si
Cu	0 – 0.1	Bajo; Cu más alto aumentaría resistencia pero reduciría resistencia a la corrosión
Zn	0 – 0.1	Mantener bajo para preservar resistencia a la corrosión y calidad de extrusión
Cr	0 – 0.1	Niveles traza para control de estructura de grano en algunas especificaciones
Ti	0 – 0.1	Refinador de grano en pequeñas adiciones; mejora fundibilidad y arranque de extrusión
Otros	Cada uno ≤0.05, Total ≤0.15	Residuos y elementos traza controlados para mantener propiedades predecibles

Los contenidos de Mg y Si están equilibrados para formar precipitados de Mg2Si durante la solubilización y envejecimiento, lo que determina la resistencia y la cinética del endurecimiento por precipitación. Los bajos niveles de hierro y otras impurezas preservan el aspecto superficial y la respuesta al anodizado, lo cual es importante para usos arquitectónicos y decorativos.

Propiedades Mecánicas

El comportamiento a tracción del 6063 depende fuertemente del tratamiento térmico. En estado recocido (O), la aleación muestra bajos límites elástico y de tracción con alta elongación uniforme, favoreciendo estampado, doblado y embutición profunda. En tratamientos T5/T6, la aleación alcanza mayores límites elástico y de tracción impulsados por precipitados finos y uniformemente distribuidos de Mg2Si; estos precipitados también modifican la respuesta al endurecimiento por deformación y reducen la ductilidad comparado con el estado O.

Los valores de límite y resistencia también se ven afectados por el espesor de la sección y las condiciones de extrusión, ya que las tasas de enfriamiento tras el tratamiento térmico de solubilización y el temple influyen en la distribución de precipitados. El desempeño en fatiga es moderado; el acabado superficial y los defectos de extrusión suelen ser sitios comunes de iniciación de fatiga, por lo que acabados anodizados o pulidos pueden mejorar la vida a fatiga. La dureza se correlaciona con el tratamiento térmico y generalmente aumenta sustancialmente desde O hasta T6 conforme se forman precipitados de envejecimiento.

Propiedad	O/Recocido	Tratamiento Clave (p.ej., T6)	Notas
Resistencia a la Tracción	70–110 MPa	170–215 MPa	El T6 aproximadamente duplica la resistencia máxima frente al recocido; valores dependen del tamaño de la sección
Límite Elástico	35–55 MPa	120–160 MPa	El límite elástico aumenta considerablemente con envejecimiento artificial y tratamiento de solubilización
Elongación	18–28%	8–12%	La ductilidad se reduce en T6 conforme avanza el endurecimiento por precipitación
Dureza	20–35 HB	60–75 HB	La dureza Brinell aumenta con el tratamiento térmico; depende de los parámetros de envejecimiento

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.70 g/cm³	Típica en aleaciones comerciales de aluminio
Intervalo de Fusión	~582–652 °C	El solidus y liquidus dependen ligeramente de la aleación y las impurezas
Conductividad Térmica	~170–220 W/m·K	Buen conductor térmico; disminuye ligeramente con trabajo en frío y aleación
Conductividad Eléctrica	~34–47 % IACS	Inferior a aluminio de alta pureza debido a dispersión por solutos y precipitados
Calor Específico	~900 J/kg·K	Valor típico cerca de temperatura ambiente para aleaciones de aluminio
Coeficiente de Expansión Térmica	~23.0–24.0 ×10⁻⁶ /K	Coeficiente moderado; importante para diseño de ciclos térmicos

El 6063 conserva la baja densidad ventajosa y la alta conductividad térmica del aluminio, haciéndolo atractivo donde el peso y la transferencia de calor son importantes. El coeficiente de expansión térmica y la conductividad deben considerarse en conjuntos que combinan materiales disímiles para evitar tensiones por expansión térmica diferencial.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Tratamientos Comunes	Notas
Chapa	0.3–6 mm	Resistencia reducida en calibres delgados debido a tasas de temple	O, T5	Usada para paneles y adornos de paredes delgadas; buen anodizado
Placa	>6 mm	Resistencia máxima ligeramente menor en secciones gruesas	O, T6	Secciones gruesas requieren temple controlado para propiedades T6
Extrusión	Secciones transversales complejas, espesor de pared 0.7–10 mm	Uniforme en perfiles continuos; resistencia afectada por la velocidad de enfriamiento	T5, T6, T651	Principal forma comercial; excelente acabado superficial y control dimensional
Tubo	Diámetros hasta 200+ mm	Comportamiento similar a extrusiones; paredes delgadas enfrían rápido	O, T6	Tubería estructural y pasamanos arquitectónicos comunes
Barra/Varilla	Φ3–100 mm	Mayor espesor de sección reduce resistencia aparente	O, T6	Barras pequeñas usadas para componentes mecanizados y fijaciones

Las diferencias en procesamiento determinan la elección de la forma del producto: las extrusiones permiten secciones transversales complejas y delgadas con tolerancias estrictas, mientras que la placa y barra suministran material bruto para fabricación. La tasa de temple y el espesor de la sección influyen fuertemente en las propiedades mecánicas finales para tratamientos térmicos, por lo que los diseñadores deben especificar el tratamiento y las operaciones posteriores al tratamiento térmico para garantizar consistencia.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	6063	USA	Designación de Aluminum Association comúnmente usada en Norteamérica
EN AW	AlMgSi0.5 / EN AW-6063	Europa	Designación europea EN AW que relaciona la química nominal y estado de temple
JIS	A6063	Japón	Norma Industrial Japonesa con balance Mg-Si y propiedades mecánicas similares
GB/T	6063	China	Norma china generalmente equivalente pero con algunas diferencias en tolerancias

Aunque la designación genérica 6063 es consistente entre normas, las especificaciones nacionales varían en límites permitidos de impurezas y criterios de ensayo. Estas pequeñas diferencias pueden afectar propiedades garantizadas como la elongación mínima o contenido máximo de hierro, y por tanto pueden ser relevantes para criterios estrictos de anodizado o aceptación mecánica.

Resistencia a la Corrosión

En ambientes atmosféricos, el 6063 ofrece buena resistencia general a la corrosión debido a la formación de una película protectora de óxido de aluminio. Su bajo contenido de cobre y zinc incrementa la resistencia a la corrosión localizada comparado con algunas aleaciones de mayor resistencia, y el anodizado mejora tanto la apariencia como la durabilidad en ambientes agresivos. Las aplicaciones arquitectónicas frecuentemente aprovechan esta combinación para obtener una larga vida útil con mantenimiento mínimo.

En ambientes marinos o ricos en cloruros, el 6063 presenta un desempeño razonablemente bueno, aunque no tan resistente como algunas aleaciones forjadas Al-Mg (por ejemplo, series 5xxx) diseñadas específicamente para exposición a agua de mar. La iniciación de picaduras puede ocurrir en resquicios o sobre superficies rugosas donde se concentran cloruros, por lo que se recomienda diseñar para drenaje y evitar acoplamientos galvánicos con metales disímiles cuando sea posible. La susceptibilidad a la corrosión por esfuerzo es baja en comparación con aleaciones de aluminio de alta resistencia, aunque puede incrementarse por tensiones de tracción, temperaturas elevadas y ambientes agresivos.

Las interacciones galvánicas deben gestionarse en ensamblajes mixtos; el 6063 es anódico respecto a aceros inoxidables y cobre, pero catódico respecto a magnesio. Recubrimientos protectores, sellantes y materiales aislantes mitigan las corrientes galvánicas en los ensamblajes. En comparación con aleaciones de la serie 2xxx o 7xxx, el 6063 sacrifica la resistencia máxima para obtener una estabilidad superior a la corrosión y mejor respuesta al anodizado.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

El 6063 se suelda fácilmente con procesos comunes de fusión como GTAW (TIG) y GMAW (MIG), produciendo cordones limpios y buena apariencia de filete en la mayoría de los casos. Las aleaciones de aporte preferidas incluyen 4043 (Al-Si) y 5356 (Al-Mg) según el estado del material base y los requisitos del servicio; 4043 reduce riesgo de fisuración y proporciona mejor correspondencia de color para anodizado. Las zonas afectadas por el calor experimentan ablandamiento en temple T6, por lo que puede requerirse envejecimiento artificial o tratamiento térmico posterior a la soldadura para restaurar propiedades.

Mecanizado

La mecanizabilidad del 6063 es moderada y generalmente mejor que la del aluminio puro más blando, pero inferior a algunas aleaciones de fácil mecanizado con adiciones de plomo o bismuto. Herramientas de carburo con ángulo positivo, adecuada evacuación de viruta y fijaciones rígidas producen acabados óptimos; velocidades y avances deben ser conservadores para evitar acumulación de material en la herramienta. Las virutas suelen ser largas y dúctiles; se recomienda uso de refrigerante abundante y estrategias de control de viruta para mecanizados con tolerancias estrictas.

Conformabilidad

El desempeño en conformado en frío es excelente en estados O y H14, donde la alta ductilidad permite doblado y conformado en rollo con radios pequeños. El doblado en condición T6 requiere radios mayores y puede originar fisuras en bordes agudos; los diseñadores deben especificar estados O o T4/T5 para conformados severos y luego aplicar envejecido si se necesita resistencia. Para perfiles extruidos, diseños controlados de espesores y radios de esquina ayudan a evitar fisuras y mantener control dimensional.

Comportamiento en Tratamiento Térmico

El 6063 es tratable térmicamente mediante tratamiento de solubilización seguido de temple y envejecido. El tratamiento de solubilización se realiza típicamente a temperaturas entre 535–565 °C para disolver Mg2Si en solución sólida, seguido de temple rápido para mantener la solución sobresaturada. El envejecido artificial (T6) emplea temperaturas aproximadamente entre 160–220 °C durante tiempos que varían con el tamaño de sección para precipitar finos Mg2Si y alcanzar la resistencia máxima.

El estado T5 resulta cuando el material se enfría tras trabajo en caliente (por ejemplo, extrusión) y luego se envejece artificialmente sin tratamiento de solubilización previo. T651 denota T6 con un estirado controlado para aliviar tensiones residuales. El sobre-envejecido o la exposición prolongada a temperaturas elevadas coarsifican los precipitados, reducen límite elástico y resistencia a tracción, e incrementan la ductilidad; por ello los ciclos de envejecido deben optimizarse según geometría de la pieza y servicio previsto.

Comportamiento a Alta Temperatura

Las temperaturas elevadas disminuyen la resistencia del 6063 conforme coarsifican los precipitados y disminuye la contribución del fortalecimiento por solución sólida. El desempeño estructural útil generalmente se limita a temperaturas de servicio por debajo de aproximadamente 150 °C; por encima de este rango ocurre ablandamiento significativo y la fluencia a largo plazo se vuelve un factor crítico. Las tasas de oxidación son moderadas debido a la formación de óxido estable del aluminio, pero los recubrimientos protectores o anodizado siguen siendo importantes para mantener la integridad superficial en atmósferas oxidantes a alta temperatura.

Las zonas afectadas por el calor junto a las soldaduras pueden experimentar coarsificación de grano y ablandamiento residual que reducen la resistencia a fatiga y estática en servicio. Para aplicaciones a altas temperaturas sostenidas o cargas térmicas cíclicas, deben considerarse aleaciones con mayor estabilidad térmica o tratamientos térmicos especializados. Los márgenes de diseño y las estrategias de gestión térmica son esenciales al usar 6063 cerca de sus límites superiores de temperatura de servicio.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Razón para Usar 6063
Edificación y Construcción	Marcos de ventanas, extrusiones para fachadas cortina	Excelente extrudabilidad, acabado superficial y respuesta al anodizado
Automotriz	Perfiles de ornamento y molduras	Buen balance entre conformabilidad y resistencia adecuada para piezas no estructurales
Marina	Componentes estructurales no críticos, pasamanos	Resistencia a la corrosión y buen acabado superficial para ambientes expuestos
Electrónica	Disipadores de calor, carcasas	Buena conductividad térmica y facilidad de mecanizado y extrusión
Bienes de consumo	Muebles, artículos deportivos	Bajo peso, acabados estéticos y facilidad de fabricación

La combinación de extrudabilidad, calidad superficial y propiedades mecánicas moderadas convierten al 6063 en un estándar para extrusiones arquitectónicas y de propósito general. Los diseñadores frecuentemente aprovechan el anodizado y uniones mecánicas simples para producir conjuntos económicos y de alta apariencia.

Consideraciones para la Selección

Para aplicaciones donde conformabilidad, extrudabilidad y calidad de anodizado son prioritarias, el 6063 es un candidato fuerte porque proporciona resistencia razonable mientras permite perfiles complejos de paredes delgadas. En comparación con aluminio comercialmente puro (por ejemplo, 1100), 6063 sacrifica algo de conductividad eléctrica y ductilidad última pero gana sustancialmente en límite elástico y resistencia a tracción gracias a los precipitados de endurecimiento por envejecimiento.

En comparación con aleaciones comunes endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, el 6063 ofrece mayor resistencia en estados tratados térmicamente y resistencia a la corrosión comparable en muchos ambientes atmosféricos; sin embargo, 3003/5052 suelen superar al 6063 en exposiciones marinas severas a cloruros y en situaciones donde el endurecimiento por trabajo es la vía predominante. Frente al 6061, el 6063 típicamente extruye mejor y produce acabados superficiales superiores y extrusiones más complejas, por lo que es preferido para extrusiones arquitectónicas a pesar de que el 6061 ofrece mayor resistencia máxima para aplicaciones estructurales.

Resumen Final

La aleación 6063 se mantiene como un grado de aluminio ampliamente usado porque equilibra de manera única extrudabilidad, calidad superficial, resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas adecuadas para un amplio conjunto de aplicaciones arquitectónicas y estructurales ligeras. Su naturaleza tratable térmicamente brinda versatilidad en flujos productivos, permitiendo a diseñadores y fabricantes optimizar conformabilidad o resistencia mediante la selección de temple y procesos posteriores.