Mecanizado de Kovar: consejos para piezas de calidad hermética

Las aleaciones se utilizan ampliamente en distintos componentes gracias a sus propiedades excepcionales. Kovar también es una aleación muy utilizada, presente principalmente en aplicaciones tecnológicas sensibles.

Consulte la guía a continuación para conocer el proceso de mecanizado de Kovar y sus ventajas y desventajas.

¿Qué es la aleación Kovar?

Kovar es una aleación de hierro, níquel y cobalto inventada en el siglo XX. Es un metal de color gris plateado con baja dilatación térmica, similar a la de las cerámicas y el vidrio.

Kovar es un material muy importante que se utiliza en distintos componentes que requieren tolerancias más ajustadas. Se emplea en sectores versátiles como el médico, el aeroespacial y la electrónica.

Ventajas del mecanizado de Kovar

Kovar presenta diversas propiedades que ofrecen ventajas significativas; algunas de ellas son las siguientes:

• Kovar tiene una estabilidad térmica excepcional y un bajo coeficiente térmico. Por ello, puede utilizarse en aplicaciones con cambios de temperatura constantes y soportarlos sin agrietarse ni romperse.
• Tiene un alto límite elástico y resistencia a la tracción, lo que lo hace apto para aplicaciones de alta exigencia. Soporta fácilmente la presión sin deformarse.
• Kovar ofrece durabilidad y resiste fácilmente entornos adversos, además de resistir la oxidación, los productos químicos y la corrosión.
• Kovar es un material versátil y altamente mecanizable, lo que facilita la fabricación de componentes con formas complejas.

Desventajas del mecanizado de Kovar

Además de las ventajas, el mecanizado de Kovar también presenta algunos inconvenientes, que son los siguientes:

• El material es costoso y, por ello, en general no se considera cuando se requiere fabricación de alto volumen.
• Es muy poco disponible y conseguirlo supone un reto.
• Kovar es frágil y puede fracturarse debido a impactos repentinos.
• Es difícil de trabajar y requiere equipos y experiencia especializados para fabricar componentes de alta calidad con él.

Procesos habituales para el mecanizado de piezas de Kovar

El mecanizado de Kovar puede realizarse mediante diversos procesos según la aplicación y los requisitos del componente. Algunos de estos procesos son los siguientes:

Fresado CNC

El fresado CNC utiliza Kovar para fabricar componentes complejos. La dureza del Kovar exige seleccionar las herramientas de corte y la velocidad adecuadas para evitar el desgaste de la herramienta. También se necesitan refrigerantes durante el fresado para garantizar la precisión y prevenir el desgaste de la herramienta.

Torneado CNC

El torneado CNC es un proceso de mecanizado en el que se fabrican componentes de Kovar redondos y cilíndricos. Para este proceso se utilizan herramientas de carburo y se mantiene una velocidad de corte moderada para prevenir el endurecimiento por deformación.

Perforado CNC

El perforado CNC es un proceso en el que se pueden crear orificios con alta precisión en componentes de Kovar. El proceso utiliza herramientas de carburo con una velocidad de avance lenta para prevenir el desgaste de la herramienta y lograr orificios precisos.

Electroerosión

Electroerosión es uno de los métodos de mecanizado más eficaces para el Kovar, ya que ayuda a crear formas intrincadas. Puede mecanizar las secciones delgadas del Kovar. Al ser un proceso sin contacto, previene el endurecimiento por deformación y la deformación de los materiales.

Corte por láser

El corte por láser, como su nombre indica, utiliza un haz de láser para crear cortes limpios en el componente de Kovar. Es adecuado para aplicaciones que requieren componentes con alta tolerancia y precisión y una distribución térmica reducida.

Aplicaciones clave del mecanizado de la aleación Kovar

El mecanizado de la aleación Kovar se utiliza en múltiples sectores. Algunas de las aplicaciones del mecanizado de Kovar se analizan en la sección siguiente.

Sellado con vidrio

Kovar se mecaniza para sistemas de vacío con el fin de crear sellos vidrio-metal. Debido a que su coeficiente de dilatación térmica coincide con el del vidrio borosilicato, es la opción más adecuada para esta aplicación.

Electrónica

Kovar se utiliza en el sector eléctrico para transistores, diodos y otros componentes que requieren características semiconductoras. Tiene una alta resistencia mecánica y, por tanto, puede ofrecer una conectividad fiable.

Aeroespacial

La aleación Kovar puede mecanizarse para componentes aeroespaciales, ya que estos experimentan cambios de temperatura significativos y requisitos exigentes de sellado, que el Kovar cumple.

Médico

El mecanizado de Kovar ayuda a crear componentes compatibles con aplicaciones médicas. Los componentes de Kovar ofrecen biocompatibilidad y no se ven afectados por los cambios de temperatura; por lo tanto, también son aptos para dispositivos implantables.

Consideraciones de diseño al mecanizar Kovar

Al mecanizar Kovar, deben seguirse algunas consideraciones de diseño para lograr componentes de la más alta calidad, y son las siguientes:

• Asegúrese de que el coeficiente de expansión térmica del Kovar y de los materiales adyacentes coincidan para evitar tensiones térmicas durante el mecanizado.
• El mecanizado de Kovar requiere una velocidad baja y una alta velocidad de avance, de modo que se reduzca el endurecimiento por deformación.
• Se recomienda utilizar herramientas de carburo al mecanizar Kovar para evitar el desgaste.
• Para garantizar la estabilidad dimensional en los componentes fabricados con Kovar, procure realizar un recocido previo y posterior en los componentes.
• También puede optar por un tratamiento superficial después del mecanizado de Kovar para prevenir la contaminación y la oxidación, así como para prolongar la vida útil del componente.

Desafíos del mecanizado CNC de la aleación Kovar

El mecanizado de Kovar conlleva ciertos desafíos. Esta sección a continuación presenta esos desafíos y las soluciones que pueden implementarse para afrontarlos.

Endurecimiento por deformación

El endurecimiento por deformación es un problema común durante el mecanizado de Kovar, que dificulta la realización del proceso e incluso afecta la vida útil de la herramienta.

Para prevenir este problema, se recomienda mantener la velocidad de corte baja y aumentar la lubricación, lo que ayuda a reducir el calor.

Desgaste de la herramienta

El Kovar es un material tenaz y puede causar desgaste de la herramienta. Se recomienda una herramienta de carburo, que puede soportar el proceso de mecanizado de Kovar y mantener su filo a largo plazo.

Gestión de la expansión térmica

El Kovar tiene una expansión térmica controlada, pero a veces, si el proceso de mecanizado no se gestiona adecuadamente, puede volverse problemático.

Planifique siempre el proceso de mecanizado y considere la expansión térmica según el entorno de temperatura de funcionamiento.

Oxidación superficial

El Kovar puede desarrollar una capa de óxido si se calienta. Esto afecta la calidad del componente y, para controlarlo, puede regular la velocidad del mecanizado y gestionar el calentamiento.

Tensión interna

Si los componentes de Kovar no se recocen, tienden a desarrollar tensiones internas. Por lo tanto, el recocido de estas piezas antes del mecanizado ayuda a aliviar la tensión interna.

Comience su proyecto de mecanizado de Kovar con DEK

Si busca un socio de mecanizado confiable para componentes de Kovar, DEK puede ser su opción ideal. Tenemos experiencia en el mecanizado de Kovar y, por lo tanto, podemos ofrecerle componentes finos, precisos y exactos.

Puede analizar sus requisitos y su aplicación industrial con nosotros, y podemos diseñar componentes de Kovar personalizados mecanizados para usted.

En resumen

El Kovar es una aleación que se utiliza muy rara vez. Es muy importante comprender todo sobre ella antes de decidir utilizarla para su proyecto.

Como ha revisado la guía anterior, debe haber aprendido sobre el mecanizado de Kovar y cómo afrontar los desafíos asociados.