Τι είναι το Material Invar; - Ιδιότητες, βαθμίδες, επεξεργασία

Στον κόσμο της προηγμένης μηχανικής και της ακριβούς κατασκευής, ορισμένα υλικά ξεχωρίζουν για τις μοναδικές και βασικές τους ιδιότητες.ΙνβάρΤο υλικό αυτό είναι ένα αξιοσημείωτο κράμα νικελίου και σιδήρου που έχει γίνει απαραίτητο σε εφαρμογές που απαιτούν εξαιρετική σταθερότητα διαστάσεων." περιγράφει τέλεια το πιο χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό τουΗ ιδιότητα αυτή, που ανακαλύφθηκε το 1896 από τον Charles-Édouard Guillaume, ήταν τόσο σημαντική που του κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1920.

Ιδιότητες του Invar

Στον πυρήνα του, το Invar είναι ένα κράμα νικελίου-σιδήρου, που συνήθως περιέχει περίπου 36% νικέλιο και το υπόλοιπο σίδηρο.Ενώ τα περισσότερα μέταλλα επεκτείνονται όταν θερμαίνονται και συρρικνώνονται όταν κρυώνουνΟ συντελεστής θερμικής επέκτασης του είναι περίπου το ένα δέκατο του ανθρακούχου χάλυβα.που το καθιστά ιδανικό για όργανα και εξαρτήματα όπου ακόμη και η παραμικρή αλλαγή διαστάσεων θα μπορούσε να οδηγήσει σε βλάβη ή ανακρίβεια.

Πέρα από τη θερμική του σταθερότητα, το Invar διαθέτει επίσης άλλες χρήσιμες μηχανικές ιδιότητες.Είναι μαγνητικό σε θερμοκρασία δωματίου και έχει χρήσιμο βαθμό αντοχής στη διάβρωσηΟ συνδυασμός της χαμηλής θερμικής διαστολής και των ισχυρών μηχανικών ιδιοτήτων το καθιστά ένα υλικό επιλογής για απαιτητικές εφαρμογές.

Κοινή βαθμίδες και εφαρμογές

Ενώ το "Invar" χρησιμοποιείται συχνά ως γενικός όρος, αναφέρεται σε μια οικογένεια κράματος, με το πιο κοινό να είναι το Invar 36.που χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογώνΕκτός από το Invar 36, υπάρχουν και άλλες κατηγορίες και παραλλαγές, όπως το Super Invar 32-5,που περιέχει μικρή ποσότητα κοβάλτου για να επιτευχθεί ακόμη χαμηλότερος συντελεστής θερμικής διαστολής σε συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασιώνΥπάρχει επίσης μια κατηγορία Invar "Free-Cut", η οποία είναι μια παραλλαγή του Invar 36 με βελτιωμένη μηχανική ικανότητα, μια κρίσιμη εξέταση για τους κατασκευαστές.

Οι εφαρμογές για το Invar βρίσκονται όπου η ακρίβεια και η σταθερότητα είναι πρωταρχικής σημασίας.και οπτικές στερεώσεις όπου οι θερμοκρασίες κυμαίνονται δραματικάΣτην επιστημονική έρευνα, το Invar είναι απαραίτητο για την κατασκευή οργάνων ακριβείας όπως κλίμακες εργαστηρίου, εκκρεμές για ρολόγια και κρυογονικό εξοπλισμό.Χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή για εκτυπώσεις ακριβείας και εργαλεία, καθώς και στα καταναλωτικά ηλεκτρονικά για στοιχεία που πρέπει να διατηρήσουν την ακεραιότητά τους παρά τις αλλαγές θερμοκρασίας.Η ικανότητα του υλικού να παραμένει σταθερό από άποψη διαστάσεων είναι το κλειδί για την επιτυχία του σε αυτούς τους τομείς υψηλής τεχνολογίας.

Οι Προκλήσεις της Επεξεργασίας του Ινβάρ

Η επεξεργασία του Invar δεν είναι μια απλή διαδικασία. Οι μοναδικές μεταλλουργικές ιδιότητές του, ιδίως η αντοχή του και ο υψηλός ρυθμός σκληρύνειας, παρουσιάζουν σημαντικές προκλήσεις για τους μηχανικούς CNC.

Σε αντίθεση με τα πιο μαλακά μέταλλα, η ελαστική φύση του Invar σημαίνει ότι τείνει να παράγει νηματώδεις, μακρές ράβδους που μπορούν να "κουνηθούν" γύρω από το εργαλείο κοπής.Αυτό όχι μόνο παρεμβαίνει στη διαδικασία μηχανικής και ροή ψυκτικού υγρού, αλλά επίσης επιταχύνει την φθορά εργαλείουΟι μηχανικοί πρέπει να χρησιμοποιούν σπασμένα τσιπ και να διατηρούν μια θετική, συνεχή ταχύτητα τροφοδοσίας για να αποτρέψουν τα τσιπ να γίνουν πρόβλημα.καθώς μπορεί να οδηγήσει σε σκληρότητα της εργασίαςΗ επιφάνεια του υλικού γίνεται ακόμη πιο σκληρή από το χύμα, καθιστώντας εξαιρετικά δύσκολες τις επόμενες κοπές και διακινδυνεύοντας το σπάσιμο του εργαλείου.

Η υψηλή ταχύτητα σκληρύνωσης είναι ίσως η σημαντικότερη πρόκληση.ανθεκτικό στρώμαΑυτό απαιτεί από τους μηχανικούς να χρησιμοποιούν κοφτερά, άκαμπτα εργαλεία και να επιλέγουν τις κατάλληλες ταχύτητες κοπής και τροφοδοσίες για να μπουν κάτω από αυτό το σκληρυμένο στρώμα σε κάθε πέρασμα.Χρησιμοποιώντας καρβίδιο ή κεραμικά εργαλεία είναι συχνά απαραίτητο για να χειριστεί την θερμότητα και την τριβή, και επαρκές ψυκτικό ή λιπαντικό είναι ζωτικής σημασίας για τη διαχείριση της θερμότητας που παράγεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Τέλος, η μηχανική επεξεργασία μπορεί να εισάγει εσωτερικές πιέσεις στο υλικό που θα μπορούσαν να αλλάξουν υποκριτικά τις θερμικές του ιδιότητες διαστολής.όπως ένα αναψυκτικό που ανακουφίζει από στρες, μπορεί να είναι απαραίτητο για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη σταθερότητα των διαστάσεων του τελικού εξαρτήματος.