Was ist Material Invar? - Eigenschaften, Qualitäten, Bearbeitung

In der Welt der fortgeschrittenen Technik und Präzisionsfertigung zeichnen sich einige Materialien durch ihre einzigartigen und wesentlichen Eigenschaften aus.InvarDer Name, der von dem Wort "unveränderlich" abgeleitet ist, bedeutet, daß die Maschine in der Vergangenheit eine sehr hohe Qualität aufwies." verkörpert perfekt seine charakteristischste EigenschaftDiese Eigenschaft, die 1896 von Charles-Édouard Guillaume entdeckt wurde, war so bedeutend, daß er 1920 den Nobelpreis für Physik erhielt.

Eigenschaften von Invar

Im Kern ist Invar eine Nickel-Eisenlegierung, die typischerweise etwa 36% Nickel und den Rest Eisen enthält.Während sich die meisten Metalle beim Erhitzen ausdehnen und beim Abkühlen zusammenziehenDer Wärmeausdehnungskoeffizient von Invar beträgt etwa ein Zehntel des Kohlenstoffstahls.Ideal für Instrumente und Komponenten, bei denen selbst die geringste Veränderung der Abmessungen zu Ausfällen oder Ungenauigkeiten führen könnte.

Neben seiner thermischen Stabilität besitzt Invar auch andere nützliche mechanische Eigenschaften: Es ist stark, zäh und duktil, so dass es in komplexe Teile geformt und geformt werden kann.Es ist bei Raumtemperatur magnetisch und besitzt eine gute KorrosionsbeständigkeitDiese Kombination aus geringer thermischer Ausdehnung und robusten mechanischen Eigenschaften macht es zu einem Material, das für anspruchsvolle Anwendungen ausgewählt wird.

Gemeinsame Grade und Anwendungen

Während "Invar" oft als allgemeiner Begriff verwendet wird, bezieht es sich auf eine Legierungsfamilie, wobei die häufigste Invar 36 ist.als Benchmark für eine Vielzahl von Anwendungen dienenNeben Invar 36 gibt es noch andere Sorten und Variationen, wie Super Invar 32-5,mit einem Gehalt an Kobalt von weniger als 10 GHT,Es gibt auch eine "Free-Cut" Invar-Klasse, eine Variante von Invar 36 mit verbesserter Bearbeitungsfähigkeit, eine entscheidende Überlegung für die Hersteller.

Die Anwendungen von Invar finden sich überall dort, wo Präzision und Stabilität von größter Bedeutung sind.und optische Halterungen, bei denen die Temperaturen dramatisch schwankenIn der wissenschaftlichen Forschung ist Invar für den Bau von Präzisionsinstrumenten wie Laborwaagen, Pendeln für Uhren und kryogenen Geräten unerlässlich.Es wird auch bei der Herstellung von Präzisionsformen und Werkzeugen verwendet, sowie in der Unterhaltungselektronik für Bauteile, die trotz Temperaturänderungen ihre Integrität bewahren müssen.Die Fähigkeit des Materials, dimensionell stabil zu bleiben, ist der Schlüssel zu seinem Erfolg in diesen Hightech-Bereichen.

Die Herausforderungen bei der Bearbeitung von Invar

Die Bearbeitung von Invar ist kein einfaches Verfahren, denn ihre einzigartigen metallurgischen Eigenschaften, insbesondere ihre Zähigkeit und ihre hohe Arbeitshärte, stellen die Maschinenbauer vor erhebliche Herausforderungen.

Im Gegensatz zu weicheren Metallen führt die gummiartige Natur von Invar dazu, dass sie tendenziell schilfige, lange Splitter produziert, die um das Schneidwerkzeug herum "vögeln" können.Dies beeinträchtigt nicht nur den Bearbeitungsprozess und den Kühlmittelfluss, sondern beschleunigt auch den Verschleiß des WerkzeugsDie Maschinenbauer müssen Chipbrücher verwenden und eine positive, kontinuierliche Zufuhrrate aufrechterhalten, um zu verhindern, dass die Chips zu einem Problem werden.Da es zu einer Verhärtung der Arbeit führen kann, wobei die Oberfläche des Materials noch härter wird als der Großteil, was die nachfolgenden Schnitte extrem schwierig macht und das Risiko eines Werkzeugbruchs birgt.

Die hohe Arbeitshärte ist vielleicht die größte Herausforderung: Sobald ein Schneidwerkzeug mit dem Material zu arbeiten beginnt, verhärtet sich die vor ihm liegende Oberfläche rasch und erzeugt eine harte, schwere und schwere Oberfläche.Widerstandsfähige SchichtDies erfordert, daß die Maschinenbauer scharfe, starre Werkzeuge einsetzen und die richtigen Schnittgeschwindigkeiten und Einsatzbereiche auswählen, um in jedem Durchgang unter diese gehärteten Schichten zu gelangen.Die Verwendung von Karbid- oder Keramikwerkzeugen ist oft notwendig, um mit der Hitze und Abrieb umzugehen, und genügend Kühlmittel oder Schmiermittel ist entscheidend, um die während des Prozesses erzeugte Wärme zu verwalten.

Schließlich kann die Bearbeitung interne Spannungen in das Material einführen, die seine thermischen Ausdehnungseigenschaften subtil verändern könnten.mit einer Breite von mehr als 20 mm,, kann erforderlich sein, um die optimale Dimensionsstabilität des fertigen Teils zu gewährleisten.