Обработка Kovar: советы по изготовлению деталей для герметичных соединений

Сплавы широко применяются в различных компонентах благодаря своим исключительным свойствам. Kovar также является широко используемым сплавом, прежде всего в чувствительных технологических применениях.

Ознакомьтесь с руководством ниже, чтобы узнать о процессе обработки Kovar, его преимуществах и недостатках.

Что такое сплав Kovar?

Kovar — это сплав железа, никеля и кобальта, изобретённый в XX веке. Это металл серебристо-серого цвета с низким тепловым расширением, схожим с керамикой и стеклом.

Kovar — очень важный материал, используемый в различных компонентах, требующих жёстких допусков. Он применяется в таких разных отраслях, как медицина, аэрокосмическая промышленность и электроника.

Преимущества обработки Kovar

Kovar обладает различными свойствами, которые дают значительные преимущества; некоторые из них перечислены ниже:

• Kovar обладает исключительной термической стабильностью и низким коэффициентом теплового расширения. Поэтому его можно использовать в условиях постоянных перепадов температуры, и он выдерживает их без трещин и разрушений.
• Он имеет высокий предел текучести и прочность на растяжение, что делает его пригодным для применения под высокими нагрузками. Он легко выдерживает давление без деформации.
• Kovar обеспечивает долговечность, легко переносит агрессивные среды и устойчив к окислению, химическим веществам и коррозии.
• Kovar — универсальный материал с высокой обрабатываемостью, что помогает изготавливать компоненты сложной формы.

Недостатки обработки Kovar

Помимо преимуществ, обработка Kovar имеет и некоторые недостатки, а именно:

• Материал дорогой, поэтому его в основном не рассматривают, когда требуется крупносерийное производство.
• Он очень редко доступен, и его приобретение — непростая задача.
• Kovar хрупок и может разрушиться при внезапных ударных нагрузках.
• С ним сложно работать, и для изготовления из него качественных компонентов требуется специализированное оборудование и опыт.

Типичные процессы обработки деталей из Kovar

Обработку Kovar можно выполнять различными процессами в зависимости от применения и требований к компоненту. Некоторые из этих процессов перечислены ниже:

Фрезерование с ЧПУ

Фрезерование с ЧПУ использует Kovar для изготовления сложных компонентов. Твёрдость Kovar требует правильного выбора режущих инструментов и скорости, чтобы избежать износа инструмента. При фрезеровании также необходимы СОЖ для обеспечения точности и предотвращения износа инструмента.

Токарная обработка с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ — это процесс механообработки, при котором изготавливаются круглые и цилиндрические компоненты из Kovar. Для этого процесса используются твердосплавные инструменты, а умеренная скорость резания поддерживается для предотвращения наклёпа.

Сверление с ЧПУ

Сверление с ЧПУ — это процесс, при котором в компонентах из Kovar можно создавать отверстия с высокой точностью. В процессе используются твердосплавные инструменты с низкой подачей для предотвращения износа инструмента и получения точных отверстий.

Электроэрозионная обработка

Электроэрозионная обработка — один из наиболее эффективных методов обработки Kovar, помогающий создавать сложные формы. Она позволяет обрабатывать тонкие участки Kovar. Будучи бесконтактным процессом, она предотвращает наклёп и деформацию материала.

Лазерная резка

Лазерная резка, как следует из названия, использует лазерный луч для получения чистых резов на компоненте из Kovar. Она подходит для применений, требующих компонентов с жёсткими допусками и высокой точностью и сниженным тепловым воздействием.

Ключевые области применения обработки сплава Kovar

Обработка сплава Kovar используется во многих отраслях. Некоторые области применения обработки Kovar рассмотрены в разделе ниже.

Соединение со стеклом

Kovar обрабатывается для вакуумных систем с целью создания соединений стекло-металл. Благодаря коэффициенту теплового расширения, совпадающему с таковым у боросиликатного стекла, он является наиболее подходящим выбором для этого применения.

Электроника

Kovar используется в электротехнической промышленности для транзисторов, диодов и других компонентов, требующих полупроводниковых свойств. Он обладает высокой механической прочностью и поэтому может обеспечивать надёжное соединение.

Аэрокосмическая промышленность

Сплав Kovar можно обрабатывать для аэрокосмических компонентов, поскольку они подвергаются значительным перепадам температур и предъявляют жёсткие требования к герметичности, которым Kovar соответствует.

Медицина

Обработка Kovar помогает создавать компоненты, совместимые с медицинскими применениями. Компоненты из Kovar обладают биосовместимостью и не подвержены влиянию перепадов температур, поэтому они подходят и для имплантируемых устройств.

Конструктивные особенности при обработке Kovar

При обработке Kovar следует учитывать ряд конструктивных особенностей, чтобы получить компоненты высочайшего качества, а именно:

• Убедитесь, что коэффициент теплового расширения Kovar и соседних материалов совпадает, чтобы избежать термических напряжений во время обработки.
• Обработка Kovar требует низкой скорости и высокой подачи, чтобы снизить наклёп.
• При обработке Kovar рекомендуется использовать твердосплавный инструмент, чтобы избежать износа.
• Чтобы обеспечить размерную стабильность компонентов из Kovar, старайтесь выполнять предварительный и последующий отжиг деталей.
• После обработки Kovar можно также выбрать финишную обработку поверхности, чтобы предотвратить загрязнение и окисление, а также продлить срок службы компонента.

Проблемы при обработке сплава Kovar на станках с ЧПУ

Обработка Kovar сопряжена с определёнными проблемами. В этом разделе описаны эти проблемы и решения, которые можно применить для их устранения.

Наклёп

Наклёп — распространённая проблема при обработке Kovar, которая затрудняет процесс и даже влияет на срок службы инструмента.

Чтобы предотвратить эту проблему, рекомендуется поддерживать низкую скорость резания и усиленную смазку, что помогает снизить нагрев.

Износ инструмента

Kovar — прочный материал, который может вызывать износ инструмента. Рекомендуется твердосплавный инструмент, который выдерживает обработку Kovar и сохраняет остроту в долгосрочной перспективе.

Управление тепловым расширением

Kovar обладает контролируемым тепловым расширением, но иногда, если процесс обработки организован неправильно, это может стать проблемой.

Всегда планируйте процесс обработки и учитывайте тепловое расширение исходя из температурных условий эксплуатации.

Окисление поверхности

При нагреве на Kovar может образовываться слой оксида. Это влияет на качество компонента, и для контроля этого можно регулировать скорость обработки и управлять нагревом.

Внутренние напряжения

Если компоненты из Kovar не отожжены, в них склонны развиваться внутренние напряжения. Поэтому отжиг этих деталей перед обработкой помогает снять внутренние напряжения.

Начните свой проект по обработке Kovar с DEK

Если вы ищете надёжного партнёра по обработке компонентов из Kovar, DEK может стать вашим выбором. У нас есть опыт обработки Kovar, поэтому мы можем предложить вам качественные, точные и прецизионные компоненты.

Вы можете обсудить с нами свои требования и отраслевое применение, и мы спроектируем индивидуальные компоненты из Kovar, обработанные для вас.

Подводя итог

Kovar — сплав, который используется очень редко. Очень важно понять всё о нём, прежде чем решить использовать его в своём проекте.

Ознакомившись с приведённым выше руководством, вы наверняка узнали об обработке Kovar и о том, как справляться со связанными с ней проблемами.