Aluminium 6063A: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

6063A termasuk dalam seri 6xxx paduan aluminium, keluarga yang dicirikan oleh komposisi aluminium-magnesium-silikon yang dioptimalkan untuk proses ekstrusi dan kekuatan sedang melalui pengerasan akibat presipitasi. Unsur paduan utama adalah silikon dan magnesium, yang bergabung membentuk presipitat Mg2Si yang memberikan kemampuan pengerasan akibat usia saat paduan menjalani perlakuan panas.

6063A adalah paduan yang dapat diperlakukan dengan panas; penguatan dicapai terutama melalui perlakuan panas larutan, pendinginan cepat (quenching), dan penuaan buatan selanjutnya untuk membentuk dispersi Mg2Si halus. Karakteristik material utama meliputi kemampuan ekstrusi yang baik, hasil permukaan yang menarik setelah anodizing, kekuatan mekanik yang cukup untuk profil struktural, serta ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan banyak seri yang diperkeras kerja (work-hardened).

Industri yang umum menggunakan 6063A antara lain sistem arsitektur (bingkai jendela, curtain wall, trim), ekstrusi struktural serba guna, komponen transportasi, dan produk bangunan di mana kompleksitas profil dan kualitas permukaan sangat penting. Insinyur memilih 6063A dibandingkan paduan lain saat dibutuhkan kombinasi kemampuan ekstrusi yang sangat baik, respons anodizing, serta keseimbangan antara kekuatan dan kemudahan pembentukan alih-alih kekuatan maksimum.

6063A sering dipilih daripada varian 6xxx yang lebih keras ketika hasil akhir permukaan halus dan pengendalian dimensi ekstrusi menjadi prioritas. Paduan ini juga memberikan kemampuan las yang baik dan kemampuan mesin yang baik relatif terhadap paduan aluminium lain yang fokus pada ekstrusi, memungkinkan produksi ekonomis profil kompleks yang membutuhkan proses lanjutan seperti anodizing atau pengecatan.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya dianil; duktisitas maksimal untuk pembentukan
H12	Rendah-Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Pengerasan kerja ringan, tidak reversibel; pembentukan terbatas
H14	Sedang	Sedang	Cukup	Istimewa	Temper komersial umum untuk kekuatan sedang
T1	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Didinginkan setelah pengerjaan panas dan dipenuaan alami
T4	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Diperlakukan panas larutan dan dipenuaan alami
T5	Menengah-Tinggi	Sedang	Cukup	Istimewa	Didinginkan dari pengerjaan panas dan dipenuaan buatan
T6	Tinggi	Sedang-Rendah	Terbatas	Baik	Diproses larutan, pendinginan cepat, dan penuaan buatan; kekuatan puncak
T651	Tinggi	Sedang-Rendah	Terbatas	Baik	Diproses larutan, direlaksasi tegangan melalui tarikan, penuaan buatan
T66	Tinggi	Sedang-Rendah	Terbatas	Baik	Sedikit overaged untuk meningkatkan stabilitas terhadap korosi akibat tegangan (SCC)

Temper sangat mengontrol keseimbangan antara kekuatan dan duktisitas pada 6063A. Temper yang dianil dan pengerasan kerja ringan menawarkan formabilitas terbaik untuk proses bending dan pembentukan kompleks, sementara temper T5/T6 dan varian stabilisasinya memberikan kekuatan maksimum yang dapat digunakan untuk aplikasi struktural.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	0.2–0.6	Silikon bergabung dengan Mg membentuk presipitat Mg2Si; mengontrol kemampuan ekstrusi dan kekuatan
Fe	≤0.35	Besi adalah pengotor yang menurunkan ketahanan korosi dan dapat membentuk intermetalik rapuh
Mn	≤0.10	Jumlah kecil dapat sedikit meningkatkan kekuatan tapi biasanya dibatasi untuk menjaga ekstrudabilitas
Mg	0.45–0.9	Magnesium berperan dalam pengerasan presipitasi; kontributor utama kekuatan
Cu	≤0.10	Tembaga dijaga rendah untuk mengurangi kerentanan terhadap korosi akibat tegangan
Zn	≤0.10	Seng dibatasi untuk menghindari retak panas dan mempertahankan karakteristik anodizing
Cr	≤0.10	Kromium dapat mengontrol struktur butir dan mengurangi rekristalisasi saat proses
Ti	≤0.10	Titanium digunakan sebagai penghalus butir pada pengecoran dan billet
Other	≤0.15 total	Unsur lain (masing-masing ≤0.05) dapat hadir sebagai residu atau tambahan minor

Rasio Si–Mg adalah kimia utama untuk seri 6xxx; keseimbangan yang tepat menentukan fraksi volume dan stabilitas presipitat Mg2Si, yang langsung mengontrol kekuatan puncak yang dapat dicapai dan respons terhadap penuaan. Unsur minor dan pengotor memengaruhi perilaku ekstrusi, hasil permukaan, respons anodizing, dan kerentanan pembentukan intermetalik saat pelelehan dan pembekuan.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 6063A bervariasi luas tergantung temper dan ketebalan penampang. Dalam kondisi dianil, paduan menunjukkan kekuatan luluh dan tarik yang rendah namun duktisitas dan elongasi tinggi, memudahkan proses penarikan dalam dan radius lenturan ketat. Pada temper T5/T6, paduan mengembangkan kekuatan tarik dan luluh yang jauh lebih tinggi dari pengerasan presipitasi, dengan pengurangan elongasi dan kemampuan bentuk dingin.

Kekuatan luluh merupakan fungsi temper dan riwayat panas; kekuatan luluh tipikal untuk temper struktural umum berkisar antara 70–170 MPa tergantung temper dan ketebalan, sementara kekuatan tarik ultimate berkisar sekitar 115 MPa pada kondisi O hingga 215–260 MPa pada T6. Kekerasan berbanding lurus dengan kekuatan; material dianil relatif lunak, sedangkan temper penuaan buatan mendekati nilai Brinell yang mendukung mesin dan penggunaan struktural.

Kinerja kelelahan umumnya baik untuk profil ekstrusi tanpa cacat permukaan serius; masa pakai kelelahan sensitif terhadap kualitas permukaan, takikan, dan tegangan sisa yang diperkenalkan selama pembentukan atau pengelasan. Ketebalan dan profil penampang memengaruhi performa mekanik: ekstrusi dan lembaran yang lebih tipis mencapai kekuatan temper puncak lebih cepat selama penuaan, sedangkan penampang yang lebih tebal mungkin memerlukan perlakuan panas larutan lebih lama untuk menghomogenisasi dan mengembangkan kekerasan puncak sepenuhnya.

Sifat	O/Dianil	Temper Utama (misal T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	~110–160 MPa	~215–260 MPa	Rentang tergantung ketebalan penampang dan keseragaman perlakuan panas
Kekuatan Luluh	~40–90 MPa	~140–170 MPa	Kekuatan luluh naik signifikan dengan penuaan buatan
Elongasi	~20–30%	~6–12%	Duktisitas berkurang pada kondisi puncak penuaan
Kekerasan	~30–40 HB	~60–75 HB	Berhubungan dengan keadaan presipitasi dan kepadatan dislokasi

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Massa jenis	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium tempa; berkontribusi pada kekuatan spesifik tinggi
Rentang Peleburan	~582–652 °C	Jendela solidus–liquidus nominal untuk komposisi Al–Mg–Si; proses harus menghindari pencairan awal
Konduktivitas Termal	~150–200 W/m·K	Konduktivitas tinggi berguna untuk disipasi panas; bervariasi dengan temper dan paduan
Konduktivitas Listrik	~30–45 % IACS	Lebih rendah dari aluminium murni karena paduan; cukup untuk banyak komponen listrik
Kalor Jenis	~900 J/kg·K	Kapabilitas panas baik untuk peredaman termal selama pemakaian
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Ekspansi aluminium tipikal; penting saat bersisian dengan material berbeda

6063A menggabungkan densitas rendah dengan konduktivitas termal dan listrik yang relatif tinggi, membuatnya cocok untuk heatsink dan komponen arsitektural di mana berat dan kinerja termal sama-sama diperhitungkan. Rentang leleh dan perilaku pembekuan memerlukan billet coran dan ekstrusi yang dikontrol untuk menghindari segregasi intermetalik dan memastikan sifat mekanik yang konsisten sepanjang panjang ekstrusi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat Tipis (Sheet)	0,5–6 mm	Seragam, dapat di-roll dingin ke temper H	O, H14, H24	Digunakan untuk panel, fasad, dan komponen yang memerlukan finis permukaan
Plat	6–25 mm	Bagian tebal merespons perlakuan panas lebih lambat	O, T6 (terbatas)	Kurang umum karena fokus pada ekstrusi; mungkin memerlukan waktu pelarutan yang lebih lama
Ekstrusi	Profil penampang kompleks, 1–100+ mm	Properti arah yang sangat baik; kekuatan tergantung pada pendinginan dan aging	T5, T6, T651	Pasar utama untuk 6063A; pengendalian dimensi dan finis permukaan yang sangat baik
Tabung	Ø kecil hingga besar, ketebalan dinding bervariasi	Mirip dengan ekstrusi; seamless atau las	O, T6	Digunakan untuk tubing arsitektural, rangka, dan elemen struktural
Batang	Ø 3–50 mm	Profil padat digunakan untuk bagian yang diproses mesin	O, T6	Umum untuk stok bentuk yang diproses menjadi fitting dan hardware

Ekstrusi adalah bentuk produk dominan untuk 6063A karena keseimbangan yang baik antara fluiditas billet dan stabilitas pada matriks cetak, menghasilkan profil panjang dengan toleransi ketat. Plat tipis dan plat diproses dengan rolling dan dapat disuplai dalam temper annealed atau sebagian dikeraskan; plat tebal kurang umum karena 6063A lebih dioptimalkan untuk ekstrusi daripada aplikasi penampang berat.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6063A	USA	Penunjukan Aluminum Association; umum digunakan dalam spesifikasi Amerika Utara
EN AW	6063	Europe	EN AW-6063 (AlMgSi) adalah setara di Eropa; kimia dan temper serupa
JIS	A6063	Japan	JIS A6063 sesuai dengan komposisi Al–Mg–Si yang digunakan dalam standar Jepang
GB/T	6063	China	GB/T 6063 sangat dekat dengan kimia dan persyaratan mekanik AA 6063

Standar di berbagai wilayah fungsionalnya mirip namun dapat menetapkan batas elemen pengotor, struktur butir, dan pengujian penerimaan yang berbeda pada ekstrusi. Perbedaan regulasi halus ini dapat mempengaruhi kualifikasi pemasok dan perilaku anodizing, sehingga spesifikasi pengadaan sebaiknya merujuk pada penunjukan paduan dan standar yang berlaku saat sourcing lintas negara.

Ketahanan Korosi

6063A menawarkan ketahanan korosi atmosfer yang baik berkat kandungan tembaga yang relatif rendah dan pembentukan film anod stabil, membuatnya cocok untuk penggunaan arsitektural eksterior. Paduan ini mampu dianodisasi secara seragam, menghasilkan lapisan oksida yang menarik dan tahan korosi yang luas digunakan pada pasar fasad dan bingkai jendela.

Dalam lingkungan laut dan korosif tinggi (klorida tinggi), 6063A menunjukkan performa yang dapat diterima untuk banyak aplikasi struktural, meskipun paparan lama terhadap cipratan atau semprotan dapat memicu pitting pada permukaan kasar atau yang rusak secara mekanis. Langkah perlindungan seperti pelapisan, drainase yang baik, dan anodizing membantu mengurangi korosi lokal di lingkungan agresif.

Kerentanan terhadap stress corrosion cracking (SCC) lebih rendah pada 6063A dibandingkan beberapa paduan tembaga tinggi, namun masih dapat terjadi di bawah tegangan tarik residual dan kondisi korosif tinggi. Interaksi galvanik dengan logam mulia harus diperhatikan; jika dikombinasikan dengan baja atau paduan tembaga, 6063A akan bertindak sebagai anoda dan harus dipisahkan secara elektrik atau dirancang dengan anoda korban bila kontrol korosi sangat penting.

Dibandingkan dengan paduan 5xxx (Al–Mg), 6063A umumnya menawarkan anodizing dan finishing permukaan yang lebih baik tetapi sedikit lebih rendah ketahanannya terhadap mode korosi air tertentu; dibanding 2xxx/7xxx paduan kekuatan tinggi, 6063A memberikan performa korosi jangka panjang yang jauh lebih baik karena kandungan tembaga dan seng yang lebih rendah.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

6063A mudah dilas menggunakan proses fusi umum seperti TIG dan MIG, menghasilkan sambungan yang baik apabila kawat pengisi yang tepat (biasanya 4043 atau 5356 tergantung kebutuhan sambungan) dipilih. Risiko hot-cracking pada 6063A kecil, namun perhatian pada desain sambungan dan meminimalkan kontaminasi kolam las penting untuk menjaga penampilan permukaan. Zona terpengaruh panas (HAZ) akan mengalami pelunakan sebagian pada temper aging; perancang harus memperhitungkan kekuatan lokal yang berkurang dan merencanakan perlakuan panas pasca las atau pengisi dengan kekuatan lebih tinggi bila diperlukan.

Kemudahan Mesin (Machinability)

Kemudahan mesin 6063A sedang sampai baik; lebih mudah dimesin dibanding banyak varian 6xxx kekuatan tinggi karena keseimbangan kekerasan dan keuletan pada temper umum. Alat pahat karbida memberikan umur pakai alat panjang pada kecepatan potong normal, dan kontrol serpihan biasanya dapat diatur dengan baik jika kecepatan makan disesuaikan dengan ketebalan dan temper. Pelumas potong sintetis atau larut membantu menjaga kualitas finis permukaan serta mengurangi pembentukan pahat yang menempel saat memotong komponen anodized atau yang sangat memperhatikan estetika.

Kemampuan Bentuk (Formability)

Formabilitas sangat baik pada temper annealed (O) dan temper kerja ringan, memungkinkan radius tekuk kecil dan operasi pembentukan kompleks; springback dapat diprediksi pada profil ekstrusi dan dapat dikompensasi dalam desain die. Temper kerja dingin dan temper puncak aging mengurangi formabilitas dan meningkatkan risiko retak saat membengkok; untuk bagian yang dibentuk lalu diperlakukan panas, pemilihan T4 atau pelarutan setelah pembentukan adalah strategi produksi umum.

Perilaku Perlakuan Panas

6063A adalah paduan yang dapat diperlakukan panas dan diperkuat terutama oleh presipitasi Mg2Si. Perlakuan pelarutan umumnya dilakukan dengan pemanasan sekitar 520–560 °C untuk melarutkan konstituen larut, diikuti oleh quenching cepat untuk mempertahankan larutan padat jenuh berlebih. Aging buatan (T5/T6) dilakukan setelah quenching atau pendinginan terkendali pada suhu biasanya antara 160–200 °C untuk waktu yang disesuaikan guna mencapai kekuatan dan stabilitas dimensi yang diinginkan.

Transisi temper T meliputi T4 (pelarutan dan penuaan alami), T5 (pendinginan dari pemanasan kerja dan aging buatan), dan T6 (pelarutan, quenching, dan aging buatan). Varian seperti T651 menambahkan proses peregangan untuk mengurangi distorsi residual. Overaging (T7/T66) mempertukarkan sedikit kekuatan dengan peningkatan stabilitas dan ketahanan terhadap stress corrosion cracking, digunakan bila paparan suhu selama pemakaian atau stabilitas dimensi menjadi perhatian.

Peningkatan kekuatan tanpa perlakuan panas terbatas; temper seri H ringan menggunakan pekerjaan mekanis untuk menaikkan kekuatan tetapi tidak mencapai tingkat kekuatan presipitasi. Anneal penuh (O) digunakan saat dibutuhkan keuletan dan kemampuan bentuk maksimum sebelum proses berikutnya.

Performa Suhu Tinggi

Suhu layanan untuk 6063A terbatas oleh hilangnya penguatan presipitasi dan peningkatan difusi; kekuatan berguna biasanya dipertahankan hingga sekitar 100–150 °C, namun pelunakan signifikan terjadi pada suhu tinggi yang dipertahankan lama. Ketahanan creep tergolong sedang; untuk aplikasi dengan suhu tinggi kontinu, perancang biasanya memilih paduan dengan kemampuan suhu lebih tinggi atau menerapkan margin desain.

Oksidasi di udara tidak parah karena aluminium membentuk oksida pelindung, namun paparan suhu tinggi dapat mengubah finis permukaan dan merusak lapisan anodized. Zona terpengaruh panas di sekitar las dapat mengalami pembesaran presipitasi dan penurunan properti mekanik jika terpapar suhu tinggi pasca las. Untuk komponen yang terkena pemanasan berselang, mempertimbangkan temper overaged dapat meningkatkan stabilitas dimensi dengan pengorbanan kekuatan puncak.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 6063A
Arsitektur	Bingkai jendela, profil dinding tirai	Ekstrudabilitas yang sangat baik, anodizing, finis permukaan
Konstruksi	Bingkai pintu, pegangan tangan, trim	Ketahanan korosi dan formabilitas baik untuk bentuk kompleks
Transportasi	Trim kendaraan ringan, profil struktural interior	Rasio kekuatan terhadap berat yang baik dan tampilan permukaan
Kelautan	Fitting dek non-struktural, trim	Ketahanan korosi dan kemampuan anodizing untuk estetika
Elektronik	Heat sink, enclosure	Konduktivitas termal dan kemudahan ekstrusi untuk sirip
Produk Konsumen	Rangka furnitur, perlengkapan olahraga	Gabungan formabilitas, finishing, dan biaya efektif

6063A sangat dominan bila diperlukan profil panjang dan kompleks yang diekstrusi dengan finis permukaan berkualitas tinggi, khususnya bila anodizing atau pengecatan pasca proses adalah bagian dari spesifikasi produk. Keseimbangan sifat mekanik, termal, dan permukaan menjadikan paduan ini pilihan hemat biaya untuk banyak penggunaan struktural non-ekstrem.

Wawasan Pemilihan

Pilih 6063A bila kompleksitas ekstrusi, finis permukaan (anodizing), dan kekuatan struktural sedang menjadi faktor utama desain. Jika dibutuhkan kekuatan maksimum, paduan 6xxx atau 7xxx yang lebih kuat mungkin lebih cocok, tetapi sering kali mengorbankan kemampuan anodizing dan kualitas permukaan.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 6063A menawarkan kekuatan lebih tinggi dan kemampuan ektrusi yang lebih baik dengan mengorbankan konduktivitas listrik yang sedikit lebih rendah dan kemampuan bentuk yang sedikit berkurang; 1100 lebih dipilih ketika konduktivitas listrik atau keuletan maksimum menjadi prioritas utama. Dibandingkan dengan paduan yang dikeraskan secara mekanis seperti 3003 atau 5052, 6063A memberikan kekuatan pengerasan usia yang lebih tinggi serta anodisasi dan penampilan yang superior, tetapi bisa kurang tahan dalam beberapa lingkungan korosi klorida tertentu. Dibandingkan dengan 6061, 6063A lebih disukai saat kualitas permukaan ekstrusi dan detail yang lebih halus dibutuhkan walaupun kekuatan puncaknya lebih rendah; 6061 dipilih ketika kekuatan struktural yang lebih tinggi dan ketangguhan patah menjadi prioritas.

Pertimbangkan ketersediaan, biaya, dan persyaratan finishing dalam pengambilan keputusan: 6063A biasanya tersedia untuk ekstrusi dan profil arsitektural, yang dapat mengurangi waktu tunggu dan biaya pemrosesan dibandingkan dengan paduan yang kurang umum.

Ringkasan Penutup

6063A tetap menjadi paduan aluminium yang banyak digunakan karena menggabungkan kemampuan ekstrusi yang sangat baik, respons anodisasi yang baik, dan keseimbangan kekuatan serta kemampuan bentuk yang berguna untuk profil arsitektural dan struktural. Fleksibilitasnya melalui berbagai proses fabrikasi dan perilaku perlakuan panas yang dapat diprediksi menjadikannya pilihan praktis bagi perancang yang menginginkan kinerja dapat diandalkan dan hasil permukaan yang menarik pada aplikasi aluminium dengan kekuatan menengah.