Aluminium 6063: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

Paduan 6063 termasuk dalam seri 6xxx dari paduan aluminium, yaitu paduan magnesium-silikon (Mg-Si) yang dapat menjalani perlakuan panas, dirancang terutama untuk ekstrusi dan aplikasi arsitektural. Magnesium dan silikon membentuk presipitat Mg2Si selama proses aging yang menjadi mekanisme penguatan utama, membuat 6063 menjadi paduan yang dapat diperlakukan dengan perlakuan panas, bukan grade yang diperkuat oleh pengerasan kerja. Temper komersial umum meliputi O (anil), T5 (didinginkan dari ekstrusi dan diaging secara artifisial), dan T6 (perlakuan solusi dan aging artifisial), yang memungkinkan penyesuaian antara kemampuan bentuk dan kekuatan untuk proses lanjutan.

6063 menunjukkan kekuatan sedang, ketahanan korosi sangat baik, kemampuan ekstrusi dan hasil permukaan yang unggul, serta umumnya karakteristik pengelasan yang baik dibandingkan paduan yang dapat diperlakukan panas lainnya. Kemampuan bentuknya pada temper yang lebih lunak dan kemampuannya menghasilkan ekstrusi berketebalan tipis dan rumit dengan sifat mekanik yang seragam menjadikannya pilihan utama untuk trim arsitektural, bingkai jendela, dan profil struktural. Industri yang sering menggunakan 6063 mencakup bangunan dan konstruksi, sistem arsitektural, ekstrusi serbaguna, komponen struktural ringan, dan beberapa perangkat manajemen termal.

Para engineer memilih 6063 dibandingkan paduan lain ketika dibutuhkan keseimbangan yang optimal antara kemampuan ekstrusi, hasil permukaan, ketahanan korosi, dan performa mekanik yang memadai daripada kekuatan maksimum. Dibandingkan dengan 6061, 6063 biasanya dapat diekstrusi dengan sudut tajam dan hasil akhir lebih bersih pada manufaktur serupa tetapi dengan kekuatan puncak yang sedikit lebih rendah. Paduan ini disukai apabila toleransi dimensi ketat, kualitas anodizing, dan konsistensi kualitas ekstrusi menjadi prioritas utama.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Peregangan	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (≈18–28%)	Istimewa	Istimewa	Kondisi fully annealed untuk forming dan bending
H14	Rendah–Sedang	Sedang (≈12–18%)	Baik	Istimewa	Sedikit strain-hardened untuk stiffness menengah
T5	Sedang	Sedang (≈10–15%)	Baik	Sangat baik	Didinginkan dari ekstrusi dan diaging artifisial; umum untuk ekstrusi
T6	Sedang–Tinggi	Lebih rendah (≈8–12%)	Cukup	Sangat baik	Perlakuan solusi dan aging artifisial untuk kekuatan lebih tinggi
T651	Sedang–Tinggi	Lebih rendah (≈8–12%)	Cukup	Sangat baik	T6 dengan pelepasan tegangan melalui peregangan untuk mengurangi tegangan residu

Temper memengaruhi secara utama mikrostruktur dan performa makroskopik karena presipitat aging mengontrol kekuatan luluh dan tarik. Temper yang lebih lunak seperti O memberikan duktalitas dan kemampuan bentuk maksimum untuk bending dingin dan pembentukan kompleks, sedangkan temper T5/T6 memberikan kekuatan tarik dan luluh lebih tinggi yang sesuai untuk penggunaan struktural.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.2 – 0.6	Elemen paduan utama yang membentuk presipitat Mg2Si selama aging
Fe	0 – 0.35	Elemen pengotor; meningkatkan kekuatan sedikit tetapi menurunkan hasil permukaan
Mn	0 – 0.1	Minor; biasanya rendah di 6063 untuk menghindari intermetalik kasar
Mg	0.45 – 0.9	Kontributor kekuatan utama bersama Si melalui pembentukan Mg2Si
Cu	0 – 0.1	Rendah; Cu lebih tinggi menaikkan kekuatan tapi menurunkan ketahanan korosi
Zn	0 – 0.1	Dijaga rendah untuk mempertahankan ketahanan korosi dan kualitas ekstrusi
Cr	0 – 0.1	Tingkat jejak untuk pengendalian struktur butir dalam beberapa spesifikasi
Ti	0 – 0.1	Penghalus butir dalam jumlah kecil; meningkatkan kemampuan cor dan startup ekstrusi
Lainnya	Masing-masing ≤0.05, Total ≤0.15	Residu dan elemen jejak dikendalikan untuk menjaga sifat yang dapat diprediksi

Kandungan Mg dan Si diseimbangkan untuk membentuk presipitat Mg2Si selama proses solusi dan aging, yang menentukan kekuatan dan kinetika pengerasan aging. Kandungan besi dan pengotor lain yang rendah menjaga penampilan permukaan dan respons anodizing, penting untuk aplikasi arsitektural dan dekoratif.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 6063 sangat bergantung pada temper. Dalam kondisi anil (O), paduan menunjukkan kekuatan luluh dan tarik rendah dengan elongasi seragam tinggi, mendukung stamping, bending, dan deep drawing. Pada temper T5/T6, paduan mencapai kekuatan luluh dan tarik lebih tinggi yang dipengaruhi oleh presipitat Mg2Si yang halus dan merata; presipitat ini juga mengubah respons pengerasan kerja dan mengurangi duktalitas dibandingkan temper O.

Nilai luluh dan tarik juga dipengaruhi oleh ketebalan penampang dan kondisi ekstrusi karena laju pendinginan setelah perlakuan solusi dan quench memengaruhi distribusi presipitat. Performa kelelahan termasuk sedang; hasil permukaan dan cacat ekstrusi sering menjadi titik awal kelelahan sehingga permukaan anodized atau dipoles dapat memperbaiki umur kelelahan. Kekerasan berkorelasi dengan temper dan biasanya meningkat cukup signifikan dari O ke T6 seiring pembentukan presipitat aging.

Sifat	O/Anil	Temper Kunci (misal, T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	70–110 MPa	170–215 MPa	T6 kira-kira menggandakan UTS dibanding anil; nilai bergantung pada ukuran penampang
Kekuatan Luluh	35–55 MPa	120–160 MPa	Kekuatan luluh meningkat tajam dengan aging artifisial dan perlakuan solusi
Elongasi	18–28%	8–12%	Duktalitas berkurang di T6 seiring kemajuan pengerasan presipitat
Kekerasan	20–35 HB	60–75 HB	Kekerasan Brinell naik dengan temper; tergantung parameter aging

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium komersial
Rentang Leleh	~582–652 °C	Solidus/liquidus sedikit tergantung paduan dan pengotor
Konduktivitas Termal	~170–220 W/m·K	Konduktor termal yang baik; sedikit menurun oleh pengerjaan dingin dan paduan
Konduktivitas Listrik	~34–47 % IACS	Lebih rendah dari aluminium murni tinggi karena penyebaran solut dan presipitat
Kalor Spesifik	~900 J/kg·K	Nilai umum di dekat suhu kamar untuk paduan aluminium
Koefisien Ekspansi Termal	~23.0–24.0 ×10⁻⁶ /K	Koefisien sedang; penting untuk desain siklus termal

6063 mempertahankan keuntungan kepadatan rendah dan konduktivitas termal tinggi khas aluminium, menjadikannya menarik di aplikasi yang memerlukan bobot ringan dan transfer panas. Koefisien ekspansi dan konduktivitas termal harus diperhitungkan dalam rakitan yang menggabungkan bahan berbeda agar menghindari tegangan akibat perbedaan ekspansi termal.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.3–6 mm	Kekuatan berkurang di ketebalan tipis akibat perlakuan quench	O, T5	Digunakan untuk panel berketebalan tipis dan trim; anodizing bagus
Pelat	>6 mm	Kekuatan puncak sedikit lebih rendah di penampang tebal	O, T6	Penampang tebal perlu quench terkontrol untuk properti T6
Ekstrusi	Profil kompleks, ketebalan dinding 0.7–10 mm	Seragam dalam profil kontinu; kekuatan dipengaruhi pendinginan	T5, T6, T651	Bentuk komersial utama; hasil permukaan dan kontrol dimensi sangat baik
Tabung	Diameter sampai 200+ mm	Perilaku mirip ekstrusi; dinding tipis mendingin cepat	O, T6	Tabung struktural dan pegangan arsitektural umum
Batu/Batang	Φ3–100 mm	Penampang lebih tebal menurunkan kekuatan tampak	O, T6	Batu kecil dipakai untuk komponen dan fitting machining

Perbedaan proses menentukan pilihan bentuk produk: ekstrusi memungkinkan profil berketebalan tipis dan rumit dengan toleransi ketat, sementara pelat dan batang menyediakan stok massal untuk fabrikasi. Laju quench dan ketebalan penampang sangat memengaruhi sifat mekanik akhir pada temper yang diberi perlakuan panas, sehingga perancang harus menentukan temper dan operasi pasca perlakuan panas untuk menjamin konsistensi.

Setara Grade

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6063	USA	Penamaan Aluminium Association yang umum digunakan di Amerika Utara
EN AW	AlMgSi0.5 / EN AW-6063	Europe	Penamaan EN AW Eropa terkait dengan komposisi kimia nominal dan keterangan temper
JIS	A6063	Japan	Standar Industri Jepang dengan keseimbangan Mg-Si dan target mekanik serupa
GB/T	6063	China	Standar Tiongkok yang secara umum setara tetapi dengan perbedaan toleransi spesifikasi

Walaupun penamaan generik 6063 konsisten di berbagai standar, spesifikasi nasional berbeda dalam batas kandungan impuritas dan kriteria pengujian. Perbedaan kecil ini dapat memengaruhi sifat yang dijamin seperti regangan minimum atau kandungan besi maksimum dan karenanya penting untuk kriteria penerimaan anodizing atau mekanis yang ketat.

Ketahanan Korosi

Dalam lingkungan atmosfer, 6063 memberikan ketahanan korosi umum yang baik karena terbentuknya lapisan pelindung aluminium oksida. Kandungan tembaga dan seng yang rendah meningkatkan ketahanan terhadap korosi lokal dibandingkan dengan beberapa paduan kekuatan tinggi, dan anodizing lebih lanjut meningkatkan penampilan serta daya tahan lingkungan. Aplikasi arsitektur sering memanfaatkan kombinasi ini untuk umur layanan lama dengan perawatan minimal.

Di lingkungan laut atau kaya klorida, 6063 menunjukkan performa cukup baik namun tidak setahan beberapa paduan Al-Mg tempa (misalnya seri 5xxx) yang dirancang khusus untuk eksposur air laut. Inisiasi pitting dapat terjadi pada celah atau permukaan kasar di mana klorida terkonsentrasi, sehingga desain harus memperhatikan drainase dan menghindari pasangan galvanik logam berbeda jika memungkinkan. Kerentanan terhadap stress corrosion cracking relatif rendah dibandingkan paduan aluminium kekuatan tinggi namun dapat diperparah oleh tegangan tarik, suhu tinggi, dan lingkungan agresif.

Interaksi galvanik harus dikelola dalam rakitan logam campuran; 6063 bersifat anod terhadap baja tahan karat dan tembaga tetapi katod terhadap magnesium. Lapisan pelindung, sealant, dan bahan isolasi mengurangi arus galvanik dalam rakitan. Dibandingkan dengan paduan seri 2xxx atau 7xxx, 6063 mengorbankan kekuatan puncak untuk stabilitas korosi superior dan respons anodizing yang lebih baik.

Sifat Fabrikasi

Daya Las

6063 mudah dilas menggunakan proses fusi umum seperti GTAW (TIG) dan GMAW (MIG), menghasilkan bead las yang bersih dan penampilan fillet yang baik pada kebanyakan kasus. Paduan filler yang direkomendasikan termasuk 4043 (Al-Si) dan 5356 (Al-Mg) tergantung temper dasar dan kebutuhan layanan; 4043 mengurangi risiko retak dan menghasilkan warna yang lebih cocok untuk anodizing. Zona pengaruh panas las mengalami pelunakan pada temper T6 dan perlakuan penuaan buatan pasca-las atau perlakuan ulang bisa diperlukan untuk mengembalikan sifat.

Daya Mesin

Daya mesin 6063 sedang dan umumnya lebih baik daripada aluminium murni yang lebih lunak namun lebih rendah dibandingkan beberapa paduan free-machining dengan tambahan timbal atau bismut. Perkakas karbida dengan sudut tajam positif, pembuangan serpihan yang memadai, dan pemasangan kaku menghasilkan permukaan terbaik; kecepatan dan feed harus konservatif untuk menghindari buildup edge pada aluminium. Serpihan biasanya panjang dan duktile; gunakan pendinginan alir deras dan strategi kontrol serpihan untuk mesin presisi.

Daya Bentuk

Kinerja pembentukan dingin sangat baik pada temper O dan H14 di mana duktibilitas tinggi memungkinkan bending dan roll forming dengan radius lentur kecil. Pembengkokan pada kondisi T6 memerlukan radius lebih besar dan dapat menyebabkan retak pada tepi tajam; perancang sebaiknya menentukan temper O atau T4/T5 untuk pembentukan berat kemudian melakukan penuaan jika diperlukan kekuatan. Untuk profil ekstrusi, desain terkontrol pada ketebalan dinding dan radius sudut membantu menghindari retak dan menjaga kontrol dimensi.

Perilaku Perlakuan Panas

6063 dapat diperlakukan panas dengan perlakuan larutan diikuti dengan quenching dan aging. Perlakuan larutan biasanya dilakukan pada suhu sekitar 535–565 °C untuk melarutkan Mg2Si menjadi larutan padat, kemudian cepat dikeraskan (quenching) untuk mempertahankan larutan padat jenuh. Penuaan buatan (T6) menggunakan suhu sekitar 160–220 °C dengan waktu bervariasi tergantung ukuran penampang untuk mengendapkan Mg2Si halus dan mencapai kekuatan puncak.

Temper T5 dihasilkan ketika material didinginkan dari pengerjaan panas (misal ekstrusi) kemudian dipenuai buatan tanpa perlakuan larutan sebelumnya. T651 adalah T6 dengan langkah peregangan terkontrol untuk meredakan tegangan residual. Overaging atau paparan lama pada suhu tinggi menyebabkan presipitat mengerak, menurunkan kekuatan luluh dan tarik serta meningkatkan duktibilitas, sehingga siklus aging harus dioptimalkan untuk geometri dan aplikasi produk.

Performa Suhu Tinggi

Suhu tinggi menurunkan kekuatan 6063 karena presipitat mengerak dan kontribusi penguatan larutan padat menurun. Kinerja struktural yang berguna umumnya terbatas pada suhu layanan di bawah sekitar 150 °C; di atas rentang ini terjadi pelunakan signifikan dan creep jangka panjang menjadi perhatian. Laju oksidasi relatif rendah karena aluminium membentuk oksida yang stabil, namun pelapis pelindung atau anodizing tetap penting untuk menjaga integritas permukaan di atmosfer oksidatif bersuhu tinggi.

Zona pengaruh panas las dapat mengalami pembesaran butir dan pelunakan residual yang menurunkan ketahanan lelah dan kekuatan statis saat digunakan. Untuk aplikasi suhu tinggi berkelanjutan atau siklus termal, paduan dengan stabilitas termal lebih baik atau perlakuan khusus harus dipertimbangkan. Margin desain dan manajemen termal sangat penting saat menggunakan 6063 mendekati batas suhu layanan tertingginya.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 6063
Bangunan & Konstruksi	Rangka jendela, ekstrusi curtain wall	Ekstrudabilitas sangat baik, kualitas permukaan, dan respons anodizing
Otomotif	Profil trim dan dekoratif	Keseimbangan baik antara kemampuan bentuk dan kekuatan cukup untuk bagian non-struktural
Kelautan	Komponen struktural non-kritis, pegangan tangan	Ketahanan korosi dan finis permukaan baik untuk lingkungan terbuka
Elektronik	Heatsink, enclosure	Konduktivitas termal baik dan kemudahan machining serta ekstrusi
Barang Konsumen	Perabot, alat olahraga	Ringan, finis estetik, dan kemudahan fabrikasi

Kombinasi ekstrudabilitas, kualitas permukaan, dan sifat mekanik sedang membuat 6063 menjadi standar untuk ekstrusi arsitektur dan keperluan umum. Perancang sering memanfaatkan anodizing dan sambungan mekanis sederhana untuk menghasilkan rakitan ekonomis dengan penampilan tinggi.

Wawasan Pemilihan

Untuk aplikasi yang mengutamakan kemampuan bentuk, ekstrudabilitas, dan kualitas anodizing, 6063 merupakan kandidat kuat karena memberikan kekuatan memadai sambil memungkinkan profil tipis berdinding kompleks. Dibanding aluminium komersial murni (misal 1100), 6063 mengorbankan sedikit konduktivitas listrik dan duktibilitas ultimat tetapi sangat unggul dalam kekuatan luluh dan tarik akibat presipitat pengerasan usia.

Dibanding paduan kerja keras umum seperti 3003 atau 5052, 6063 lebih tinggi pada skala kekuatan untuk kondisi perlakuan panas sambil menawarkan ketahanan korosi sebanding di banyak lingkungan atmosfer; tetapi 3003/5052 sering lebih unggul di lingkungan klorida laut yang berat dan situasi di mana pengerasan kerja menjadi rute penguatan utama. Jika dibandingkan dengan 6061, 6063 biasanya lebih baik dalam ekstrusi dan menghasilkan finis permukaan lebih halus serta profil ekstrusi lebih rumit, sehingga lebih dipilih untuk ekstrusi arsitektur meskipun 6061 menawarkan kekuatan puncak lebih tinggi untuk aplikasi struktural.

Ringkasan Penutup

Paduan 6063 tetap menjadi grade aluminium yang banyak digunakan karena secara unik menyeimbangkan ekstrudabilitas, kualitas permukaan, ketahanan korosi, dan sifat mekanik memadai untuk banyak aplikasi arsitektur dan struktur ringan. Sifat bisa diperlakukan panas menyediakan fleksibilitas dalam proses produksi, memungkinkan perancang dan fabrikator mengoptimalkan kemampuan bentuk atau kekuatan melalui pilihan temper dan proses pasca.