Kovar-Lieferanten bieten Präzisionsprodukte aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung für Glas-Metall-Verbindungen, Keramik-Metall-Verbindungen, Elektronikgehäuse, Vakuumanlagen, Mikrowellenkomponenten, optoelektronische Bauelemente, Sensoren, Relais, Transistoren, Dioden und andere Anwendungen, die eine stabile hermetische Abdichtung erfordern. Kovar wird üblicherweise als Alloy K, UNS K94610, ASTM F15, W.Nr. 1.3981, FeNi29Co17, FeNi29Co18, Nilo K und 4J29 bezeichnet. Es wird nicht in erster Linie aufgrund seiner hohen Festigkeit oder seiner hohen Korrosionsbeständigkeit ausgewählt. Sein wichtigstes Merkmal ist eine kontrollierte Wärmeausdehnungskurve, die über den gesamten Dichtungstemperaturbereich hinweg eng mit ausgewählten Borosilikatgläsern und Aluminiumoxidkeramiken übereinstimmt. Zuverlässige Kovar-Lieferanten sollten daher die chemische Zusammensetzung, die Schmelzqualität, die Wärmebehandlung, den Oberflächenzustand, die Oxidvorbereitung, die Maßtoleranz, die Ebenheit, die Geradheit, die Rückverfolgbarkeit der Produkte sowie die Leistung hinsichtlich des Wärmeausdehnungskoeffizienten kontrollieren. Dieser Artikel behandelt die Identifizierung von Kovar-Legierungen, deren Zusammensetzung, Eigenschaften, Produktformen, Normen, Abmessungen, Verarbeitungsmöglichkeiten, Dichtungsanwendungen, Qualitätsprüfung, Lagerverfügbarkeit, Preisfaktoren, Anforderungen an Angebote sowie die Auswahl eines geeigneten Lieferanten.
Kovar-Lieferanten für Präzisionsprodukte aus Expansionslegierungen
Kovar wird in der Regel für Präzisionsanwendungen in den Bereichen Elektronik, Vakuumtechnik, Optik, Luft- und Raumfahrt sowie Dichtungstechnik eingesetzt. Ein Lieferant muss daher mehr bieten als nur ein Material mit annähernd korrektem Nickel- und Kobaltgehalt. Das Material muss eine gleichmäßige Zusammensetzung, ein geeignetes Wärmeausdehnungsverhalten, einen stabilen metallurgischen Zustand, eine kontrollierte Oberflächenqualität und eine zuverlässige Rückverfolgbarkeit der Schmelznummer aufweisen.
Die Anforderungen an Kovar-Stangen, die als bearbeitete Gehäuse verwendet werden, können sich von denen an dünne Kovar-Bänder unterscheiden, die in Elektronikgehäusen zum Einsatz kommen. Eine dicke Platte kann als Rohmaterial für die Grobbearbeitung bezogen werden, während ein dünnes Band möglicherweise eine Dickenkontrolle im Mikrometerbereich, eine kontrollierte Wölbung, saubere Kanten, eine bestimmte Härte sowie eine für die Beschichtung oder Abdichtung geeignete Oberfläche erfordert.
Was professionelle Kovar-Lieferanten bieten sollten
| Leistungsfähigkeit der Lieferanten | Was sollte bestätigt werden? | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|
| Klassenbezeichnung | Kovar / Legierung K / UNS K94610 / ASTM F15 / W.Nr. 1.3981 | Verhindert den Austausch durch Invar 36, Alloy 42, Kovar-ähnliches Material oder eine andere Dichtungslegierung. |
| Kontrollierte Chemie | Grenzwerte für Nickel, Kobalt, Eisen, Kohlenstoff, Mangan und Silizium | Das Wärmeausdehnungsverhalten hängt von einer präzisen chemischen Steuerung ab. |
| Produktpalette | Stangen, Stäbe, Bleche, Platten, Bänder, Folien, Drähte, Rohre und Rohlinge zur Bearbeitung | Ermöglicht es dem Käufer, eine Form auszuwählen, die für das Umformen, die Bearbeitung, das Stanzen oder das Versiegeln geeignet ist. |
| Unterstützung bei der Wärmebehandlung | geglüht, spannungsfrei, kaltverformt, wasserstoffgeglüht oder in einem vom Kunden vorgegebenen Zustand | Die Wärmebehandlung beeinflusst die Ausdehnung, die Härte, die Formbarkeit, die magnetischen Eigenschaften und die Dichtungsleistung. |
| Präzisionsbearbeitung | Schneiden, Längsschneiden, Schleifen, Richten, Glätten, Bearbeiten und Umformen | Viele Elektronik- und Dichtungsteile erfordern engere Toleranzen als herkömmliche Walzprodukte. |
| Prüfung und Zertifizierung | MTC, chemische Analyse, mechanische Prüfungen, CTE-Prüfung, Maßbericht und PMI | Unterstützt die Materialfreigabe und die Rückverfolgbarkeit in der Produktion. |
| Exportfunktion | Schutzverpackung, Kennzeichnung, Dokumentation und internationaler Versand | Reduziert Beschädigungen, Verunreinigungen und Probleme mit den Dokumenten während des Transports. |
Identifizierung von Kovar-Legierungssorten und Materialübersicht
Kovar ist eine im Vakuum geschmolzene Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung. Die chemische Zusammensetzung wird innerhalb enger Grenzen gehalten, um eine gleichbleibende Wärmeausdehnungskurve zu erzielen. Diese Kurve ist so ausgelegt, dass sie dem Ausdehnungsverhalten ausgewählter harter Borosilikatgläser und Aluminiumoxidkeramiken näher folgt als gewöhnliche Metalle.
Wenn eine Glas-Metall-Baugruppe während des Versiegelungsvorgangs erhitzt und anschließend abgekühlt wird, ziehen sich die beiden Werkstoffe unterschiedlich stark zusammen. Ein großes Ungleichgewicht bei der Wärmeausdehnung führt zu Restspannungen an der Grenzfläche. Diese Spannungen können Risse im Glas verursachen, die Dichtung schwächen, Undichtigkeiten hervorrufen oder die Beständigkeit gegen Temperaturwechselbeanspruchung verringern. Kovar verringert dieses Ungleichgewicht und ermöglicht die Herstellung zuverlässiger hermetischer Dichtungen.
Gängige Kovar-Bezeichnungen und -Bezeichnungen
| Name oder Bezeichnung | Beschreibung | Beschaffungsvermerk |
|---|---|---|
| Kovar | Weit verbreitete, im Handel gebräuchliche und markenrechtlich geschützte Bezeichnung für eine Legierung | Wird häufig in Lieferantenkatalogen und technischen Zeichnungen verwendet. |
| Legierung K | Allgemeine Handelsbezeichnung | Wird häufig für Produkte aus Eisen-Nickel-Kobalt-Glas-Lötlegierungen verwendet. |
| UNS K94610 | Bezeichnung des einheitlichen Nummerierungssystems | Wichtig für die internationale Materialidentifikation. |
| ASTM F15 | Allgemeine Spezifikation für eine Dichtungslegierung aus Eisen-Nickel-Kobalt | Wird häufig für Stangen, Draht, Bänder, Bleche und andere Formprodukte angegeben. |
| W.-Nr. 1.3981 | Deutsche Materialnummer | In europäischen technischen Unterlagen und Bestellungen üblich. |
| FeNi29Co17 / FeNi29Co18 | Zusammensetzungsbasierte europäische Bezeichnung | Dies entspricht etwa 29% Nickel und 17% bis 18% Kobalt. |
| 4J29 | Bezeichnung einer chinesischen Legierung mit kontrollierter Ausdehnung | Wird häufig von asiatischen Spinnereien und Lieferanten verwendet. |
| Nilo K / Pernifer 2918 | Handelsübliche Bezeichnungen oder verwandte Handelsbezeichnungen | Die Gleichwertigkeit sollte anhand der vorgeschriebenen Norm und des Zertifikats überprüft werden. |
Kovar ist nicht dasselbe wie Invar 36
Kovar und Invar 36 sind beides Legierungen mit kontrollierter Ausdehnung, wurden jedoch für unterschiedliche Funktionen entwickelt. Invar 36 wird vor allem aufgrund seiner geringen Maßänderung bei Umgebungstemperatur eingesetzt. Kovar wurde entwickelt, um die Ausdehnungseigenschaften bestimmter Gläser und Keramiken während des Versiegelungsvorgangs und der anschließenden Temperaturwechselbeanspruchung anzupassen.
Kovar enthält etwa 29% Nickel und 17% Kobalt, während Invar 36 etwa 36% Nickel enthält und in der Regel nicht denselben Kobaltanteil aufweist. Der Austausch von Kovar durch Invar 36 ohne technische Freigabe kann zu einer schlechten Ausdehnungsanpassung führen und Risse oder Undichtigkeiten an den Dichtungen verursachen.
Chemische Zusammensetzung von Kovar
Die Zusammensetzung von Kovar muss streng kontrolliert werden. Nickel und Kobalt sorgen für das erforderliche kontrollierte Ausdehnungsverhalten, während Eisen den Rest ausmacht. Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Schwefel, Phosphor, Chrom und andere Spurenelemente sind begrenzt, da zu große Schwankungen die Ausdehnung, die Umformbarkeit, die Oxidation, die Dichtigkeit und die metallurgische Stabilität beeinträchtigen können.
Typische Zusammensetzung von Kovar
| Element | Typischer Nennwert oder Grenzwert | Funktion in Kovar |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Etwa 29% | Regelt das Wärmeausdehnungsverhalten und die Phasenstabilität. |
| Kobalt (Co) | Etwa 17% | Passt die Ausdehnungskurve an Hartglas und Keramikmaterialien an. |
| Eisen (Fe) | Rest | Bildet die Hauptlegierungsmatrix. |
| Kohlenstoff (C) | Wird in der Regel auf einem sehr niedrigen Niveau geregelt | Ein Überschuss an Kohlenstoff kann die Reinheit, die Formbarkeit, die Dichtigkeit und die thermische Stabilität beeinträchtigen. |
| Mangan (Mn) | Kontrollierte geringfügige Zugabe | Eignet sich zum Schmelzen und zur Weiterverarbeitung, muss jedoch innerhalb der Spezifikation bleiben. |
| Silicium (Si) | Kontrollierte geringfügige Zugabe | Beeinflusst die Desoxidation, das Verhalten der Oberflächenoxidschicht und die Verarbeitungsqualität. |
| Phosphor und Schwefel | Niedrige Kontrollgrenzwerte | Wird niedrig gehalten, um die Duktilität, saubere Kanten, die Formbarkeit und eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten. |
Warum exakte Chemie wichtig ist
Ein Werkstoff kann zwar etwa 29% Nickel und 17% Kobalt enthalten, dennoch aber die geforderte Kovar-Ausdehnungskurve nicht erfüllen, wenn die chemische Zusammensetzung und die Herstellung nicht angemessen kontrolliert werden. Eine professionelle Beschaffung sollte daher die Einhaltung der Norm ASTM F15, der UNS-Bezeichnung K94610 oder einer anderen klar definierten Spezifikation vorschreiben, anstatt sich allein auf eine handelsübliche Bezeichnung wie “Kovar-ähnliche Legierung” zu verlassen.”
Bei kritischen Glas-Metall-Verbindungen können Käufer eine thermisch spezifische chemische Analyse sowie Angaben zum Wärmeausdehnungskoeffizienten anfordern. Ein Standard-Materialprüfzeugnis (MTC) bestätigt zwar die chemische Zusammensetzung, enthält jedoch nicht immer thermisch spezifische Ausdehnungsprüfungen, sofern diese nicht ausdrücklich angefordert werden.
Eigenschaften der kontrollierten thermischen Ausdehnung von Kovar
Die wichtigste Eigenschaft von Kovar ist nicht lediglich ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient. Seine Ausdehnungskurve ist so ausgelegt, dass sie im Dichtungsbereich mit ausgewählten Hartgläsern und Keramiken übereinstimmt. Der Koeffizient ändert sich in Abhängigkeit von Temperatur, Wärmebehandlung, Zusammensetzung und metallurgischem Zustand.
Repräsentative durchschnittliche Wärmeausdehnungswerte
| Temperaturbereich | Repräsentativer mittlerer CTE | Bedeutung im Ingenieurwesen |
|---|---|---|
| 25 °C bis 100 °C | Etwa 5,86 × 10⁻⁶/K | Geeignet für die Wartung von Elektronik und Messgeräten bei moderaten Temperaturen. |
| 25 °C bis 200 °C | Etwa 5,20 × 10⁻⁶/K | Zeigt eine kontrollierte Ausdehnung über einen größeren Betriebsbereich. |
| 25 °C bis 300 °C | Etwa 5,13 × 10⁻⁶/K | Nützlich zur Bewertung der Dichtungs- und Temperaturwechselbeständigkeit. |
| 25 °C bis 450 °C | Etwa 5,25 × 10⁻⁶/K | Dies ist wichtig, da dieser Bereich in engem Zusammenhang mit vielen Versiegelungsverfahren für Hartglas steht. |
| 25 °C bis 500 °C | Etwa 6,15 × 10⁻⁶/K | Die Ausdehnung nimmt zu, sobald der Temperaturbereich über den hauptsächlich geregelten Bereich hinausgeht. |
| 25 °C bis 700 °C | Etwa 9,12 × 10⁻⁶/K | Dies zeigt, dass Kovar nicht bei allen Temperaturen die gleiche geringe Ausdehnung aufweist. |
Warum eine CTE-Zahl nicht ausreicht
Ein Lieferant gibt möglicherweise an, dass Kovar einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 5 × 10⁻⁶/K aufweist, doch ohne Angabe des Temperaturbereichs und der Wärmebehandlungsbedingungen ist dieser Wert unvollständig. Der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient von 25 °C bis 100 °C ist nicht identisch mit dem Durchschnittswert von 25 °C bis 450 °C.
Für eine präzise Abdichtung sollten in den Beschaffungsspezifikationen der erforderliche Prüfbereich, das Prüfverfahren, die Wärmebehandlungsbedingungen und der zulässige Koeffizient angegeben werden. Dies ist besonders wichtig bei der Verwendung spezieller Glas- oder Keramikwerkstoffe mit engen Ausdehnungsgrenzen.
Kombination von Glas und Keramik
Kovar wird üblicherweise mit harten Borosilikatgläsern und ausgewählten Aluminiumoxidkeramiken kombiniert. Allerdings weist nicht jede Glaszusammensetzung dieselbe Ausdehnungskurve auf. Ingenieure sollten die Angaben des jeweiligen Glas- oder Keramikherstellers mit der Ausdehnungskurve von Kovar vergleichen, bevor sie die Kombination genehmigen.
Mechanische und physikalische Eigenschaften von Kovar
Kovar weist im geglühten Zustand eine mäßige mechanische Festigkeit und eine gute Formbarkeit auf. Es kann kaltgewalzt oder kaltverformt werden, um Festigkeit und Härte zu erhöhen. Die mechanischen Eigenschaften variieren je nach Produktform, Dicke, Kaltverformungsgrad, Wärmebehandlung, Korngröße und Verarbeitungsverfahren des Lieferanten.
Typische mechanische Eigenschaften von Bandmaterial
| Temperament | Zugfestigkeit | 0,21 TP3T Streckgrenze | Dehnung | Härte |
|---|---|---|---|---|
| Geglüht | Etwa 450 – 585 MPa | Mindestens ca. 200 MPa | Mindestens ca. 25% | Etwa 110 – 170 HV |
| Halbhart | Etwa 600 – 800 MPa | Mindestens ca. 400 MPa | Abhängig von Dicke und Verarbeitung | Etwa 170 – 260 HV |
| Schwer | Mindestens ca. 830 MPa | Mindestens ca. 750 MPa | Niedriger als bei geglühtem Material | Mindestens ca. 260 HV |
Es handelt sich hierbei um repräsentative Werte für ausgewählte Flachprodukte, die nicht als allgemeingültige Abnahmegrenzen herangezogen werden sollten. Die tatsächlichen Anforderungen richten sich nach der geltenden Spezifikation, der Produktform, der Dicke, dem Härtegrad und dem MTC.
Typische physikalische Eigenschaften
| Physikalische Eigenschaft | Typischer Wert | Bedeutung des Designs |
|---|---|---|
| Dichte | Etwa 8,36 g/cm³ | Wird für Berechnungen von Gewicht, Fracht und Bauteilmasse verwendet. |
| Elastizitätsmodul | Etwa 138 GPa | Wichtig für die Analyse der strukturellen Steifigkeit und der Dichtungsspannung. |
| Schmelzpunkt oder Schmelzbereich | Etwa 1450 °C | Relevant für Überlegungen zur Verarbeitung bei hohen Temperaturen und zum Schweißen. |
| Curie-Temperatur | Etwa 435 °C | Kovar ist unterhalb seiner Curie-Temperatur magnetisch. |
| Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C | Etwa 17,5 W/m·K | Relevant für den Wärmefluss durch Gehäuse und Dichtungsbaugruppen. |
| Spezifische Wärme bei 20 °C | Etwa 500 J/kg·K | Nützlich für Berechnungen im Bereich Heizung, Kühlung und Abdichtung. |
| Elektrischer spezifischer Widerstand bei 20 °C | Etwa 49 µΩ·cm | Gilt für Elektronikgehäuse, Anschlüsse und Vakuumkomponenten. |
Magnetische Eigenschaften
Kovar ist unterhalb seiner Curie-Temperatur magnetisch. Seine Permeabilität und sein Hystereseverhalten hängen von der Glühtemperatur, der Härte, der Kaltverformung, der Kornstruktur und der magnetischen Vorgeschichte ab. Käufer, die Kovar in der Nähe von Magnetsensoren, Relais, Mikrowellenkomponenten oder Präzisionsinstrumenten einsetzen, sollten die magnetischen Anforderungen getrennt von den Anforderungen an die Ausdehnung prüfen.
Verfügbare Kovar-Produktformen: Stangen, Bleche, Platten, Bänder, Draht und Rohre
Kovar-Lieferanten bieten möglicherweise Standardwalzprodukte, Lagerware oder maßgefertigte Formen an. Die Verfügbarkeit variiert, da Kovar eine Speziallegierung ist und nicht in so großem Umfang vorrätig gehalten wird wie Edelstahl oder gängige Nickellegierungen.
Kovar Stangen und Stäbe
Kovar-Stangen und -Stäbe werden für bearbeitete Gehäuse, Durchführungen, Relaiskomponenten, Sensorteile, optische Baugruppen, Stifte, Halterungen, elektronische Steckverbinder und Dichtungskomponenten verwendet. Die Stangen können warmgewalzt, geschmiedet, kaltgezogen, geschält, gedreht, geglüht oder präzisionsgeschliffen geliefert werden.
Kovar-Bleche und -Platten
Bleche und Platten werden für die Herstellung von Elektronikgehäusen, Abdeckungen, Gehäusen, Vakuumkomponenten, Rahmenkonstruktionen, Hybridschaltkreisen und bearbeiteten Dichtungskomponenten verwendet. Dünne Bleche werden in der Regel kaltgewalzt, während dickere Platten vor der Bearbeitung wärmgewalzt oder geschmiedet werden können.
Kovar-Bänder und -Folien
Kovar-Bänder und -Folien werden für gestanzte Leiterrahmen, Komponenten für elektronische Gehäuse, Dichtungsringe, Deckel, Steckverbinderteile und präzisionsgeformte Produkte verwendet. Bei Bändern kann eine strenge Kontrolle von Dicke, Breite, Wölbung, Wicklungsversatz, Grat Höhe, Kantenbeschaffenheit, Oberflächenrauheit und Härtegrad erforderlich sein.
Kovar-Draht
Kovar-Draht wird für elektrische Durchführungen, Anschlüsse, Kontaktstifte, Vakuumröhrenkomponenten, Sensoranschlüsse und glasversiegelte Leiter verwendet. Er ist in Spulen, Rollen, geraden Längen, als Schnittstücke, im geglühten Zustand oder kaltgezogen erhältlich.
Kovar-Rohr
Kovar-Rohre sind seltener vorrätig als Stangen, Bänder oder Drähte. Sie können durch nahtloses Ziehen, Schweißen, Tiefziehen oder durch Bearbeitung aus Hohl- oder Vollmaterial hergestellt werden. Die Preisangebote für Rohre hängen stark vom Außendurchmesser, Innendurchmesser, der Wandstärke, der Länge, der Toleranz, der Menge und den erforderlichen Dichtungsbedingungen ab.
| Produkt Form | Allgemeine Lieferbedingungen | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| Rundstab | warmgewalzt, geschmiedet, geglüht, kaltgezogen, geschliffen | Gedrehte Gehäuse, Verteiler, Halterungen, Sensorkörper, Dichtungsteile. |
| Flache Stange | warmgewalzt, kaltgewalzt, geglüht, geschliffen | Elektronikrahmen, Halterungen, strukturelle Dichtungskomponenten. |
| Blatt | Kaltgewalzt, geglüht, halbhart, hart | Verpackungsböden, Abdeckungen, Deckel, Stanzteile. |
| Platte | Warmgewalzt, geglüht, spannungsfrei, bearbeitet | Bearbeitung von Rohlingen, Vakuumbaugruppen, optischen und elektronischen Strukturen. |
| Streifen und Folie | Kaltgewalzt, geschnitten, geglüht, nach Wunsch gehärtet | Anschlussrahmen, Dichtungsringe, dünne Stanzteile, Gehäusekomponenten. |
| Draht | Kaltgezogen, geglüht, Coil, Spule, gerichtet | Durchführungsstifte, elektrische Anschlüsse, Teile für Vakuumröhren und Sensoren. |
| Rohr | Nahtlos, geschweißt, gezogen, geglüht, nach Maß bearbeitet | Elektronenröhren, Durchführungen, Mikrowellen- und Vakuumkomponenten. |
Gängige Kovar-Spezifikationen und -Normen
ASTM F15 ist die am weitesten verbreitete Spezifikation für Kovar- und Eisen-Nickel-Kobalt-Dichtungslegierungen. In Zeichnungen und Bestellungen können auch andere nationale, militärische, kommerzielle oder kundenspezifische Normen angegeben sein.
| Norm oder Bezeichnung | Beschreibung | Anmerkung des Käufers |
|---|---|---|
| ASTM F15 | Normspezifikation für eine Dichtungslegierung aus Eisen-Nickel-Kobalt | Allgemeine Beschaffungsrichtlinie für Kovar-Produkte. |
| UNS K94610 | Einheitliche Legierungsbezeichnung | Sollte im Angebot und im MTC aufgeführt sein, sofern angegeben. |
| W.-Nr. 1.3981 | Europäische Werkstoffnummer | Wird in deutschen und europäischen Zeichnungen verwendet. |
| FeNi29Co17 / FeNi29Co18 | Europäische Zusammensetzungsbezeichnung | Die genaue Standardzusammensetzung und die zulässigen chemischen Bestandteile sollten noch bestätigt werden. |
| DIN 17745 | Referenz für europäische Legierungen mit kontrollierter Ausdehnung | Kann in älteren oder regionalen technischen Dokumenten vorkommen. |
| MIL-I-23011 Klasse 1 | Bezug auf eine militärische Dichtungslegierung, die in einigen älteren Zeichnungen verwendet wird | Vor der Angebotserstellung müssen die Überarbeitungs- und Kursanforderungen bestätigt werden. |
| 4J29 | Bezeichnung der chinesischen Expansionslegierung | Prüfen Sie, ob der Auftrag die Gleichwertigkeit gemäß ASTM F15 oder die direkte Einhaltung der Norm 4J29 erfordert. |
| Kundenspezifikation | Projektspezifische Anforderungen an Zusammensetzung, Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE), Oberfläche und Abmessungen | Die Kundenanforderungen können strenger sein als die Norm für das Ausgangsmaterial. |
Gleichwertige Bezeichnungen erfordern eine Überprüfung
Kommerzielle Äquivalente können zwar ähnliche nominelle Zusammensetzungen aufweisen, sich jedoch hinsichtlich Fertigungstoleranzen, Wärmebehandlungen, Prüfanforderungen und Dokumentation unterscheiden. Ein Käufer sollte eine Äquivalenztabelle nicht als einzigen Nachweis für die Gleichwertigkeit akzeptieren. Der Lieferant sollte die vollständige chemische Zusammensetzung, die thermischen Ausdehnungsgrenzen, den Produktzustand, die mechanischen Eigenschaften und die Prüfanforderungen vergleichen.
Kovar-Größen, -Dicken, -Durchmesser und Sonderabmessungen
Die Abmessungen von Kovar-Produkten hängen von der Produktform, der Verfügbarkeit von Lagerbeständen, den Fertigungsmöglichkeiten des Werks und den Toleranzen ab. Standardabmessungen sind in der Regel schneller lieferbar und kostengünstiger, während Sonderabmessungen möglicherweise das Walzen, Ziehen, Schmieden, Längsschneiden, Schleifen oder die maschinelle Bearbeitung erfordern.
Typische Größenklassen
| Produkt Form | Typische Beschaffungskategorie | Für die Angebotserstellung erforderliche Angaben |
|---|---|---|
| Rundstab | Kleine Präzisionsstange durch größere geschmiedete Stange | Durchmesser, Länge, Toleranz, Geradheit, Oberfläche und Zustand. |
| Blatt | Dünne kaltgewalzte Bleche bis hin zu dickeren Blechen | Dicke, Breite, Länge, Ebenheit, Härtegrad und Oberfläche. |
| Platte | Schweres Flachmaterial und Bearbeitungsrohlinge | Dicke, Breite, Länge, Ebenheit, Spannungsarmglühen und Schnittanforderungen. |
| Strip | Präzisions-Schmalband- und Coilmaterial | Dicke, Breite, Coilgewicht, Wölbung, Kantenbeschaffenheit und Härtegrad. |
| Draht | Dünner Draht durch einen dickeren Durchführungsdraht | Durchmesser, Toleranz, Coil- oder Spulengröße, gerade Länge und geglühter Zustand. |
| Rohr | Maßgefertigte nahtlose, geschweißte, gezogene oder bearbeitete Rohre | Außendurchmesser, Innendurchmesser, Wandstärke, Länge, Toleranz, Nahtart und Prüfung. |
Dünne Kovar-Streifen und -Folien
Präzisionsgewalztes Kovar-Band kann in sehr dünnen Stärken für Elektronikgehäuse und Stanzteile geliefert werden. Mit abnehmender Dicke werden die Walzkontrolle, die Ebenheit, die Handhabung der Coils, die Kantenqualität und die Schutzverpackung immer schwieriger. Dünnes Band und Folie weisen daher in der Regel einen höheren Preis pro Kilogramm auf als Standardstangen oder -bleche.
Individuelle Durchmesser und Wandstärken
Wenn die gewünschte Abmessung nicht vorrätig ist, kann der Lieferant eine ähnliche Größe mit Bearbeitungszugabe vorschlagen. Dies ist oft schneller und kostengünstiger als die In Auftraggabe einer neuen Produktionscharge. Allerdings sollten der zusätzliche Bearbeitungsaufwand und der Materialverlust mit den Kosten einer Sonderanfertigung verglichen werden.
Kaltgewalzter, warmgewalzter, geglühter und präzisionsgeschliffener Kovar
Das Herstellungsverfahren und der Endzustand beeinflussen die Festigkeit, Härte, Maßgenauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Formbarkeit, das Ausdehnungsverhalten und den Preis von Kovar.
Kaltgewalzter Kovar
Das Kaltwalzen wird üblicherweise für Bleche, Bänder und Folien eingesetzt. Es ermöglicht eine bessere Dickenkontrolle und eine glattere Oberfläche als das Warmwalzen. Die Kaltverformung erhöht die Festigkeit und Härte, verringert jedoch die Duktilität. Wenn das Material tiefgezogen oder umgeformt werden soll, kann ein geglühter Zustand erforderlich sein.
Warmgewalzter Kovar
Warmgewalztes Kovar wird in der Regel für schwerere Bleche, Flachstangen und Rohlinge zur Grobbearbeitung verwendet. Es ist im Allgemeinen kostengünstiger als präzisionskaltgefertigtes Material, weist jedoch größere Toleranzen und eine rauere Oberfläche auf.
geglühtes Kovar
Durch das Glühen wird die Härte verringert, die Duktilität wiederhergestellt, Kaltverformungserscheinungen werden beseitigt und der erforderliche metallurgische Zustand hergestellt. Bei Dichtungsteilen kann das Glühen auch mit einer Entgasung und einer Oberflächenvorbereitung kombiniert werden.
Präzisionsgeschliffenes Kovar
Das Präzisionsschleifen wird für Stangen, Stäbe, Platten und bearbeitete Rohlinge eingesetzt, bei denen enge Maßtoleranzen, gute Geradheit, kontrollierte Ebenheit und glatte Oberflächen erforderlich sind. Geschliffenes Material ist teurer, da es überdimensioniertes Ausgangsmaterial, Materialabtrag, Schleifzeit und Maßprüfung erfordert.
| Zustand | Die wichtigsten Vorteile | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| Warmgewalzt | Kostengünstig und für schwerere Profile geeignet | Bearbeitung von Rohlingen, großen Stangen, Platten und Bauteilen. |
| Kaltgewalzt | Bessere Dickensteuerung und glattere Oberfläche | Bleche, Bänder, Folien, gestanzte elektronische Bauteile. |
| Geglüht | Höhere Duktilität und geringere Härte | Tiefziehen, Stanzen, Umformen, Zerspanung und Vorbereitung der Dichtungen. |
| Halbhart oder hart | Höhere Festigkeit und Steifigkeit | Dünne Bauteile für Strukturgehäuse sowie Komponenten, die Federkraft erfordern. |
| Präzisionsgeschliffen | Enge Toleranz, glatte Oberfläche und verbesserte Geradheit | Stifte, Wellen, Durchführungen, Präzisionsrahmen und bearbeitete Baugruppen. |
Anforderungen an die Wärmebehandlung und das Glühen
Die Wärmebehandlung ist von entscheidender Bedeutung, da das Ausdehnungsverhalten, die Formbarkeit, die magnetischen Eigenschaften und die Dichtungsleistung von Kovar vom metallurgischen Zustand abhängen. Der erforderliche Zyklus sollte der geltenden Spezifikation und dem abschließenden Dichtungsverfahren entsprechen.
Allgemeines Glühen
Ein typischer Glühzyklus für ausgewählte Bandprodukte kann etwa 30 Minuten bei ca. 850 °C in einer Schutzatmosphäre betragen. Höhere Temperaturen oder längere Haltezeiten können zu übermäßigem Kornwachstum führen, wodurch die Oberflächenqualität beeinträchtigt und das Umformverhalten beeinflusst wird.
Wasserstoffglühen und Entgasung
Fertigteil-Dichtungskomponenten werden häufig in nassem oder trockenem Wasserstoff oder einer anderen geeigneten kontrollierten Atmosphäre entfettet, entgast und geglüht. Dieser Prozess entfernt Verunreinigungen, reduziert innere Spannungen und bereitet die Oberfläche auf eine kontrollierte Oxidation und Glasversiegelung vor.
Die Wasserstoffverarbeitung erfordert strenge Ofen- und Sicherheitskontrollen. Kohlenstoffablagerungen, Ölverunreinigungen, Schwefelverunreinigungen, unkontrollierte Oxidation und unsachgemäße Kühlung können die Dichtungsqualität beeinträchtigen.
Abkühlung nach dem Glühen
Eine kontrollierte Abkühlung ist wichtig, um Oxidation, Verformungen, Thermoschock und unerwünschte strukturelle Umwandlungen zu verringern. Die Teile können in der geschützten Ofenatmosphäre verbleiben, bis sie eine niedrigere Temperatur erreicht haben, bevor sie der Luft ausgesetzt werden.
Herstellung von Oxid zur Versiegelung
Für die direkte Glas-Metall-Versiegelung wird in der Regel eine dünne, gut haftende Oxidschicht bevorzugt. Zu viel Oxid kann abblättern oder die Grenzfläche schwächen, während zu wenig Oxid zu einer schlechten Benetzung und Haftung des Glases führen kann. Die Oxidvorbereitung erfordert daher die Kontrolle von Temperatur, Zeit, Atmosphäre, Oberflächenreinheit und Bauteilgeometrie.
| Verarbeitungsstufe | Hauptzweck | Mögliche Risiken bei unzureichender Kontrolle |
|---|---|---|
| Entfetten | Entfernt Öl, Schmiermittel und Bearbeitungsrückstände | Verunreinigungen, schlechte Oxidhaftung, Gasentwicklung oder Undichtigkeiten an der Dichtung. |
| Glühen | Reduziert Spannungen und schafft geeignete metallurgische Bedingungen | Verformung, übermäßiges Kornwachstum, instabile Ausdehnung oder schlechte Formbarkeit. |
| Entgasung | Entfernt aufgenommene oder eingeschlossene Gase | Ausgasung während des Versiegelungsvorgangs oder im Vakuumbetrieb. |
| Kontrollierte Oxidation | Bildet eine dünne, fest haftende Oxidschicht zur Verklebung mit Glas | Die Haftung ist unzureichend, wenn das Oxid zu dünn, zu dick, porös oder schuppig ist. |
| Kontrollierte Abkühlung | Reduziert Verzerrungen und unerwünschte Oberflächenreaktionen | Thermoschock, Oxidation, Verziehen oder Strukturumwandlung. |
Oberflächenbeschaffenheit, Geradheit, Ebenheit und Toleranzoptionen
Kovar-Bauteile werden häufig in kleinen Präzisionsbaugruppen verwendet, weshalb die Oberflächenbeschaffenheit und die Maßgenauigkeit von großer Bedeutung sind. Die Anforderungen sollten nach Möglichkeit numerisch angegeben werden.
Optionen für die Oberflächenausführung
| Oberflächenzustand | Gemeinsame Produktformulare | Typische Verwendung |
|---|---|---|
| Warmgewalzt, Walzglanz | Blech, Flachstahl, großer Rundstahl | Rohling für die Grobbearbeitung. |
| Beizt oder entzundert | Platte, Blech, Band, Stange | Reinigen Sie die Oberfläche vor der Fertigung oder Bearbeitung. |
| Kaltgewalzte Oberfläche | Blech, Band, Folie | Stanzen, Ziehen, Elektronikverpackung und Galvanisieren. |
| Geschält oder gedreht | Rundstangen und Rundstäbe | Entfernt Walzzunder und Oberflächenfehler vor der Bearbeitung. |
| spitzenlos geschliffen | Stangen, Draht, Präzisionsstangen | Durchführungsstifte, Wellen und Bauteile mit engen Toleranzen. |
| Poliert | Bleche, Bänder, Stangen, bearbeitete Teile | Reinigungsanwendungen in den Bereichen Elektronik, Optik, Hartlöten oder Galvanik. |
| Kontrolliertes Oxid | Fertig versiegelte Bauteile | Direkte Glas-Metall-Versiegelung. |
| Beschichtete Oberfläche | Elektronikgehäuse, Deckel, Anschlüsse und Gehäuseformen | Verbessert die Lötbarkeit, die Hartlötbarkeit, den Korrosionsschutz oder den elektrischen Kontakt. |
Geradheit von Stäben und Draht
Die Geradheit wirkt sich auf die Bearbeitung, die automatisierte Zuführung, die Glasversiegelung, die Ausrichtung und die Montage aus. Die Angabe “gerade Stange” reicht für eine präzise Lieferung nicht aus. Käufer sollten eine zulässige Abweichung pro Meter oder über die gesamte Länge angeben.
Ebenheit von Blechen und Platten
Die Ebenheit ist für Gehäuseböden, optische Gehäuse, Keramikbaugruppen und Präzisionsrahmen von großer Bedeutung. Dünne, geglühte Bleche können sich beim Schneiden oder bei der Wärmebehandlung verziehen, während dicke Bleche möglicherweise eine Richtbearbeitung oder Oberflächenbearbeitung erfordern.
Toleranzen bei Dicke und Durchmesser
Enge Toleranzen erhöhen die Fertigungskosten, da sie zusätzliche Walz-, Zieh-, Schleif- und Prüfvorgänge sowie eine sorgfältige Materialauswahl erfordern. Einkäufer sollten zwischen der Toleranz des Rohmaterials und der Toleranz des fertigen Bauteils unterscheiden. Es kann wirtschaftlicher sein, Standardfertigteile zu kaufen und nur die kritischen Maße nachzuarbeiten.
Kovar Processing Services: Schneiden, Zerspanen, Schleifen und Umformen
Kovar lässt sich schneiden, zerspanen, schleifen, stanzen, tiefziehen, umformen, schweißen, hartlöten, beschichten und wärmebehandeln. Bei den Verarbeitungsparametern müssen die Kaltverfestigung, die Wärmeausdehnung, Verunreinigungen, das Verhalten der Oberflächenoxidschicht sowie die Anforderungen an die Endabdichtung berücksichtigt werden.
Schneidedienstleistungen
Lieferanten bieten unter anderem Bandsägen für Stangen und Bleche, Scheren für Bleche, Längsschneiden für Bänder, Laserschneiden für dünne Flachprodukte, Wasserstrahlschneiden für Bleche sowie Präzisionsstanzen für serienmäßig gefertigte Bauteile an. Bei Schneidverfahren, bei denen es zu einer Wärmeeinwirkung kommt, sollte geprüft werden, ob die Schnittkante Teil einer Dichtfläche ist.
Bearbeitung von Kovar
Kovar lässt sich mit ähnlichen Verfahren bearbeiten wie austenitischer Edelstahl. Da es zur Kaltverfestigung neigt, sollten die Werkzeuge stets in Kontakt mit dem Werkstück bleiben und die Schnittparameter so gewählt werden, dass ein Reiben vermieden wird. Eine stabile Ausrüstung, scharfe Werkzeuge, geeignete Vorschübe und ein wirksames Kühlmittel tragen dazu bei, die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität zu gewährleisten.
Schleifen
Das Schleifen wird eingesetzt, um enge Durchmessertoleranzen, Parallelität, Ebenheit und eine geringe Oberflächenrauheit zu erzielen. Die Wärmeentwicklung muss kontrolliert werden, da lokale Überhitzung zu Verformungen, Eigenspannungen oder Oberflächenbeschädigungen führen kann.
Stanzen und Tiefziehen
Geglühtes Kovar verfügt über eine gute Formbarkeit und lässt sich zu Komponenten für Elektronikgehäuse, Gehäusen, Deckeln und Dichtungshülsen stanzen oder tiefziehen. Korngröße, Glühhärte, Blechrichtung, Schmierung, Werkzeugauslegung und Umformverhältnis beeinflussen die Formqualität.
Schweißen und Hartlöten
Kovar lässt sich schweißen und hartlöten, jedoch müssen Schweißzusatzwerkstoff, Wärmezufuhr, Verbindungsausführung, Reinigung, Wärmebehandlung nach dem Schweißen und die Kompatibilität hinsichtlich der Endausdehnung geprüft werden. Bei hermetischen Baugruppen sollte die Verbindung zudem auf Dichtheit und Temperaturwechselbeständigkeit geprüft werden.
| Bearbeitungsservice | Wichtige Voraussetzung | Mögliches Qualitätsrisiko |
|---|---|---|
| Sägeschnitt | Längentoleranz, Rechtwinkligkeit, Gratkontrolle | Verformte Enden oder zu große Schnittzugabe. |
| Bandschneiden | Breitentoleranz, Grat Höhe, Wölbung, Kantenqualität | Scharfe Kanten, übermäßige Wölbung oder uneinheitliche Breite. |
| CNC-Bearbeitung | Stabile Aufstellung, scharfe Werkzeuge, kontrollierte Wärmeentwicklung | Verfestigung, Verformung, schlechte Oberflächenqualität oder Maßabweichungen. |
| Schleifen | Kühlmittel, kontrollierter Materialabtrag, Endkontrolle | Schleifbrand, Restspannung oder Verlust der Geradheit. |
| Tiefziehen | Glühzustand, Kornsteuerung, ausreichende Schmierung | Risse, Faltenbildung, Einrisse oder ungleichmäßige Wandstärke. |
| Glühen | Schutzatmosphäre und kontrollierte Kühlung | Oxidation, Verunreinigung, Kornwachstum oder Verformung. |
| Herstellung von Oxiden | Saubere Oberfläche und kontrollierte Temperatur/Zeit | Abblätterndes Oxid oder schwache Glashaftung. |
Qualitätsprüfung, Materialzertifizierung und Rückverfolgbarkeit der Produkte
Kovar wird häufig in Bauteilen verwendet, deren Ausfall zu Vakuumverlust, elektrischen Störungen, dem Eindringen von Feuchtigkeit oder Rissen in teuren Glas- und Keramikteilen führen kann. Die Qualitätskontrolle sollte daher dem Anwendungsrisiko angemessen sein.
Materialtest-Zertifikat
Das MTC sollte die Werkstoffsorte, die Schmelznummer, die chemische Zusammensetzung, die Produktform, die Abmessungen, den Lieferzustand, die geltende Norm sowie gegebenenfalls die mechanischen Eigenschaften angeben. Die auf dem Produkt oder der Verpackung angegebene Schmelznummer sollte mit der im Zertifikat angegebenen übereinstimmen.
Chemische Analyse
Die chemische Analyse bestätigt den Gehalt an Nickel, Kobalt, Kohlenstoff, Mangan, Silizium und anderen kontrollierten Elementen. Bei kritischen Projekten kann der Käufer eine unabhängige Überprüfung oder einen schmelzspezifischen Laborbericht verlangen.
Prüfung des Wärmeausdehnungskoeffizienten
CTE-Prüfungen sind besonders wichtig, wenn Glas oder Keramik einen engen Ausdehnungsbereich aufweisen. In der Bestellung sollten das Temperaturintervall, die Ausrichtung der Probe, die Wärmebehandlungsbedingungen, das Prüfverfahren und die Abnahmegrenzen festgelegt werden.
Prüfung der Abmessungen
Die Maßprüfung kann Dicke, Breite, Länge, Durchmesser, Rundheit, Geradheit, Ebenheit, Wölbung, Grat Höhe, Oberflächenrauheit und den Zustand der Schnittkanten umfassen. Präzisionsbänder und geschliffene Stäbe erfordern in der Regel eine umfassendere Prüfung als gewöhnliches Material.
Oberflächen- und Sichtprüfung
Bei der Oberflächenprüfung werden Kratzer, Dellen, Vertiefungen, Zunder, Verunreinigungen, Schichtablagerungen, Risse, Walzfehler, Kantenbeschädigungen und Korrosionsspuren überprüft. Teile, die für die Glasversiegelung, die Galvanisierung oder den Einsatz im Hochvakuumbereich vorgesehen sind, erfordern unter Umständen strengere Reinheitsanforderungen als gewöhnliches Bearbeitungsmaterial.
Dichtheitsprüfung von fertigen Baugruppen
Rohstofflieferanten führen nicht immer Dichtheitsprüfungen durch, doch Lieferanten von vorgefertigten Kovar-Gehäusen oder glasversiegelten Baugruppen bieten unter Umständen Helium-Dichtheitsprüfungen, Druckprüfungen, Temperaturwechselprüfungen oder kundenspezifische Dichtheitsprüfungen an.
| Gegenstand der Inspektion | Zweck | Wann dies üblicherweise erforderlich ist |
|---|---|---|
| MTC / EN 10204 3.1 | Bestätigt die Herkunft, die chemische Zusammensetzung, den Zustand und die Spezifikation der Charge | Einkäufe in den Bereichen Industrie, Elektronik, Luft- und Raumfahrt sowie Export. |
| PMI | Trägt dazu bei, eine Vermischung verschiedener Klassenstufen zu verhindern | Lager, in denen verschiedene Fe-Ni-Co-Legierungen und Nickellegierungen gehandhabt werden. |
| CTE-Test | Überprüft die Ausdehnungsleistung über einen definierten Bereich | Kritische Projekte in den Bereichen Glas, Keramik, Luft- und Raumfahrt, Optik und Vakuumtechnik. |
| Zug- und Härteprüfung | Bestätigt die Härte und den mechanischen Zustand | Kaltgewalzte Bänder, Formteile und Produkte mit festigkeitsgesteuerten Eigenschaften. |
| Maßbericht | Überprüft Abmessungen, Toleranzen, Geradheit und Ebenheit | Präzisionsstangen, -bänder, -folien und bearbeitete Rohlinge. |
| Test der Oberflächenrauhigkeit | Bestätigt die Eignung für Dichtungs-, Beschichtungs- oder Präzisionsmontagezwecke | Geschliffene, polierte und bearbeitete Produkte. |
| Helium-Dichtheitsprüfung | Überprüft die Dichtheit einer fertigen Baugruppe | Elektronikgehäuse, Vakuumgeräte und glasversiegelte Bauteile. |
| Inspektion durch Dritte | Bietet eine unabhängige Überprüfung | Kritische Projekte, Exportverträge und Anforderungen an die Kundenzulassung. |
Anwendungen von Kovar bei Glas-Metall- und Keramik-Metall-Verbindungen
Kovar wird vor allem mit hermetischer Abdichtung in Verbindung gebracht. Eine hermetische Abdichtung verhindert, dass Gase, Feuchtigkeit und Verunreinigungen in ein versiegeltes Bauteil eindringen oder aus diesem entweichen. Dies ist für Vakuumröhren, Sensoren, Elektronikgehäuse, medizinische Geräte, Mikrowellengeräte und Luft- und Raumfahrtelektronik von entscheidender Bedeutung.
Glas-Metall-Verbindungen
Kovar wird für Dichtungen mit ausgewählten Hartborosilikatglas-Systemen verwendet. Zu den gängigen Bauteilen zählen elektrische Durchführungen, Verteiler, Anschlussstifte, glasversiegelte Gehäuse, Vakuumfenster, Röhrensockel und Sensorbaugruppen.
Keramik-Metall-Dichtungen
Kovar lässt sich zudem durch Versiegelungs-, Hartlöt- oder Metallisierungsverfahren mit ausgewählten Aluminiumoxidkeramiken und anderen keramischen Werkstoffen verbinden. Die genaue Verbindungsmethode hängt von der Keramikzusammensetzung, der metallisierten Schicht, der Hartlötlegierung, der Atmosphäre und der Betriebstemperatur ab.
Elektronikbaugruppen
Kovar wird häufig für flache Gehäuse, Dual-In-Line-Gehäuse, Gehäuse für Hybridschaltungen, Transistorgehäuse, Diodengehäuse, Relaissteckverbinder, optoelektronische Gehäuse und Sensorgehäuse verwendet. Seine kontrollierte Ausdehnung trägt dazu bei, die Belastung von Keramiksubstraten und Glasdurchführungen zu verringern.
Vakuum- und Mikrowellengeräte
Zu den Anwendungsbereichen zählen Leistungsröhren, Mikrowellenröhren, Röntgenröhren, Vakuumkomponenten, HF-Gehäuse, Wellenleiterkomponenten und Hochvakuum-Durchführungen. Diese Produkte erfordern eine geringe Ausgasung, eine geeignete Wärmeausdehnung, eine gute Maßhaltigkeit und zuverlässige Dichtflächen.
| Anmeldung | Gängige Produktformen von Kovar | Zentrale Anforderung |
|---|---|---|
| Glasdurchführung | Draht, Stab, Stift, bearbeiteter Kopf | Ausdehnungsanpassung, Oberflächenreinheit, Oxidkontrolle und Hermetizität. |
| Hybrid-Schaltungsgehäuse | Blech, Band, gestanztes Gehäuse, bearbeitetes Gehäuse | Ebenheit, Beschichtungsqualität, Keramikverträglichkeit und Dichtheit. |
| Transistor- oder Diodengehäuse | Tiefgezogene Bleche, Bänder, Stangen und Drähte | Formbarkeit, kontrollierte Ausdehnung und gleichmäßige Abdichtung. |
| Mikrowellenröhre | Rohre, Ringe, Platten und bearbeitete Bauteile | Vakuumverträglichkeit, Formstabilität und zuverlässige Verbindung. |
| Röntgenröhre | Bearbeiteter Ring, Gehäuse, Rohr und Platte | Temperaturwechsel, Vakuumdichtheit und Glasverträglichkeit. |
| Optoelektronisches Gehäuse | Gedrehte Gehäuse, Deckel, Blech und Durchführung | Ausrichtung, thermische Stabilität, Beschichtung und hermetische Abdichtung. |
| Keramik-Sensorbaugruppe | Ring, Stift, Platte und kundenspezifisch gefertigtes Teil | Ausdehnungskompatibilität und kontrolliertes Hartlöten oder Abdichten. |
Verfügbarkeit von Kovar-Lagerbeständen, Mindestbestellmenge, Lieferzeit und Lieferkapazität
Kovar ist eine Speziallegierung. Standardabmessungen bei Bändern, Draht, Blechen und ausgewählten Stangen sind unter Umständen ab Lager lieferbar, viele Abmessungen erfordern jedoch eine Fertigung im Werk oder eine kundenspezifische Bearbeitung.
Lagermaterial
Lagerware bietet eine kürzere Lieferzeit und eignet sich möglicherweise auch für kleine Bestellungen. Käufer sollten dennoch die Schmelznummer, die Norm, den Zustand, die Oberflächenqualität und die Lagerbedingungen überprüfen. Auch Material, das über einen längeren Zeitraum gelagert wurde, kann weiterhin verwendbar sein, sofern es ordnungsgemäß geschützt und lückenlos rückverfolgbar ist.
Mindestbestellmenge
Die Mindestbestellmenge hängt von der Produktform ab. Zuschnitte aus Lagerbeständen können in kleinen Mengen geliefert werden. Für das Walzen von Bändern nach Maß, die Folienherstellung, spezielles Drahtziehen, die Rohrherstellung oder Sonder schmiedeteile fallen in der Regel eine werkseitige Mindestbestellmenge oder eine Mindestproduktionsgebühr an.
Vorlaufzeit
Die Lieferzeit kann folgende Arbeitsschritte umfassen: Schmelzen, Walzen, Ziehen, Glühen, Längsschneiden, Schleifen, Zerspanen, CTE-Prüfung, Prüfung, Verpackung und internationalen Transport. Ein auf Länge zugeschnittener Stangenabzug kann schnell versandt werden, während maßgefertigte Präzisionsbänder mit CTE-Zertifizierung eine deutlich längere Lieferzeit erfordern können.
| Versorgungslage | Typischer Vorlaufzeiteffekt | Wirtschaftliche Auswirkungen |
|---|---|---|
| Standard-Vorratsstange | Nach dem Zuschneiden und der Prüfung kürzer | Geeignet für Muster, Wartungsarbeiten und kleine Bearbeitungsaufträge. |
| Blech oder Band | Kurz, sofern Breite und Dicke bekannt sind | Es können Gebühren für das Schneiden oder für Einzelblätter anfallen. |
| Maßgefertigte Präzisionsstreifen | Länger aufgrund von Walzen, Glühen und Längsschneiden | In der Regel gelten Mindestbestellmengen und Einrichtungskosten. |
| Maßgefertigter Erdungsstab | Zusätzlicher Zeitaufwand für das Schleifen und Richten | Höherer Stückpreis, aber weniger Bearbeitungsaufwand für den Kunden. |
| Benutzerdefiniertes Rohr | Länger, da möglicherweise Werkzeuge oder Zeichnungen erforderlich sind | Die Mindestbestellmenge für die Produktion kann erheblich sein. |
| CTE-geprüfte Bestellung | Zusätzlicher Labor- und Berichtszeit | Hinzu kommen die Kosten für die Prüfung und die Probenvorbereitung. |
| Fertige Dichtungskomponente | Hängt von der Bearbeitung, der Oxidation, der Abdichtung und der Dichtheitsprüfung ab | Angebot gemäß Zeichnung und Arbeitsplan. |
Kovar-Preisfaktoren und Anforderungen an Lieferantenangebote
Der Preis für Kovar hängt von den Marktpreisen für Nickel und Kobalt, dem Schmelzverfahren, der Produktform, der Größe, der Toleranz, dem Zustand, der Menge sowie den Anforderungen hinsichtlich Verarbeitung, Prüfung und Lieferung ab. Kobalt kann einen wesentlichen Teil der Rohstoffkosten ausmachen, während bei dünnen oder komplexen Produkten das Präzisionswalzen und die Prüfung eine größere Rolle spielen können als die Kosten für die Rohlegierung.
Wichtigste Faktoren für den Kovar-Preis
| Preis-Faktor | Wie es sich auf die Kosten auswirkt | Empfehlung des Käufers |
|---|---|---|
| Nickel- und Kobaltpreise | Ändern Sie die Rohlegierung und die Wiederbeschaffungskosten. | Überprüfen Sie die Gültigkeitsdauer des Angebots. |
| Vakuumschmelzen und Qualitätskontrolle | Höhere Produktionskosten im Vergleich zu gewöhnlichem Stahl. | Vergleichen Sie zertifiziertes Kovar nicht direkt mit einer nicht kontrollierten Fe-Ni-Co-Legierung. |
| Erzeugnisform | Bänder, Folien, Drähte, Rohre und Präzisionsteile weisen unterschiedliche Herstellungskosten auf. | Geben Sie die genaue gewünschte Form an. |
| Dicke oder Durchmesser | Sehr dünne, sehr kleine oder sehr große Produkte erfordern eine zusätzliche Bearbeitung. | Fragen Sie, ob eine Standardgröße verwendet werden kann. |
| Toleranz | Eine strenge Maßkontrolle erfordert Schleifen, Ziehen, Präzisionswalzen oder eine Prüfung. | Geben Sie nur Funktionstoleranzen an. |
| Wärmebehandlung | Das Glühen, die Entgasung und die Verarbeitung unter kontrollierter Atmosphäre verursachen zusätzliche Kosten. | Legen Sie fest, ob Rohmaterial oder versandfertiger Zustand erforderlich ist. |
| Untergrundvorbereitung | Polieren, Oxidkontrolle, Vorbereitung für die Beschichtung und Reinigung erfordern zusätzliche Verarbeitungsschritte. | Beschreiben Sie den abschließenden Füge- oder Versiegelungsvorgang. |
| CTE-Prüfung | Erfordert Probenvorbereitung, Laboruntersuchungen und die Erstellung von Berichten. | Geben Sie den erforderlichen Temperaturbereich und die Akzeptanzgrenze an. |
| Menge und Mindestbestellmenge | Für Kleinaufträge fallen höhere Bearbeitungskosten an; bei Sonderanfertigungen kann eine Mindestbestellmenge erforderlich sein. | Fassen Sie Wiederholungsanforderungen nach Möglichkeit zusammen. |
| Vorlaufzeit | Eilfertigung oder Luftfracht können die Gesamtkosten erhöhen. | Beginnen Sie mit der Materialfreigabe, bevor das Projekt dringlich wird. |
Erforderliche Angaben für ein Kovar-Angebot
| Anfrage Artikel | Beispiel | Warum es notwendig ist |
|---|---|---|
| Klasse | Kovar / Legierung K / UNS K94610 / ASTM F15 / W.Nr. 1.3981 | Bestätigt die erforderliche Legierung mit kontrollierter Ausdehnung. |
| Produkt Form | Stangen, Bleche, Platten, Bänder, Folien, Drähte, Rohre oder bearbeitete Teile | Legt den anzuwendenden Produktionsprozess und die entsprechende Norm fest. |
| Abmessungen | Durchmesser, Dicke, Breite, Länge, Außendurchmesser, Innendurchmesser und Wandstärke | Erforderlich für die Bestandsprüfung und die Fertigungskalkulation. |
| Menge | Kilogramm, Stück, Meter, Platten, Rollen oder Jahresverbrauch | Wirkt sich auf den Stückpreis, die Mindestbestellmenge und den Produktionsweg aus. |
| Temperament oder Veranlagung | geglüht, halbhart, hart, kaltgezogen, spannungsfrei, geschliffen | Beeinflusst die Formgebung, Festigkeit, Abmessungen und das Ausdehnungsverhalten. |
| Oberfläche | Rohoberfläche, gebeizt, poliert, geschliffen, oxidbehandelt oder beschichtungsfertig | Legt die Endbearbeitungs- und Reinigungsvorgänge fest. |
| Toleranz | Dickentoleranz, h7-Durchmesser, Geradheit, Ebenheit, Wölbung oder Rauheit | Enge Toleranzen erhöhen die Bearbeitungs- und Prüfkosten. |
| Prüfung | MTC, PMI, Zugversuch, Härteprüfung, CTE-Prüfung, Prüfung durch eine unabhängige Stelle | Die Testanforderungen müssen vor der Preisgestaltung berücksichtigt werden. |
| Anmeldung | Glasdurchführung, Keramikgehäuse, Mikrowellenröhre, Sensorgehäuse | Trägt dazu bei, den geeigneten Zustand und die richtige Oberflächenvorbereitung zu gewährleisten. |
| Lieferort | Land, Postleitzahl, Hafen, Flughafen oder Werksadresse | Erforderlich für Verpackung, Fracht, Versicherung und Handelsbedingungen. |
Beispiel für eine vollständige Kovar-Anfrage
Eine professionelle Anfrage könnte wie folgt lauten: “Bitte unterbreiten Sie uns ein Angebot für Kovar-Band, UNS K94610, ASTM F15, Dicke 0,20 mm, Breite 25 mm, geglüht, geschnittene Kanten mit kontrolliertem Grat und Wölbung, Menge 500 kg, mit Prüfzeugnis gemäß EN 10204 3.1 und Bericht über den Wärmeausdehnungskoeffizienten von 25 °C bis 450 °C, verpackt in Rollen zur Lieferung nach Deutschland.”
Bei bearbeiteten Werkstücken könnte eine Anfrage wie folgt lauten: “Bitte unterbreiten Sie uns ein Angebot für Kovar-Rundstangen, ASTM F15, Durchmesser 25 mm, Länge 1000 mm, geglüht und zentrierfrei geschliffen mit einer Toleranz von h7, Geradheit maximal 0,5 mm pro Meter, Menge 100 Stück, inklusive MTC- und PMI-Bericht.”
So wählen Sie zuverlässige Kovar-Lieferanten aus
Ein zuverlässiger Kovar-Lieferant sollte wissen, dass die chemische Zusammensetzung allein noch keine Garantie für eine erfolgreiche Abdichtung ist. Der Lieferant sollte in der Lage sein, Themen wie Ausdehnungsverhalten, Wärmebehandlung, Oberflächenvorbereitung, Toleranzen, Umformung, maschinelle Bearbeitung, Oxidkontrolle und Zertifizierung zu erörtern.
Checkliste zur Lieferantenauswahl bei Kovar
| Auswahlpunkt | Was ist zu überprüfen? | Warnschild |
|---|---|---|
| Kenntnisse über Schulstufen | Kenntnisse zu ASTM F15, UNS K94610, 1.3981 und 4J29 | Der Lieferant betrachtet alle Fe-Ni-Legierungen mit geringer Ausdehnung als austauschbar. |
| CTE-Fähigkeit | Fähigkeit, bei Bedarf Ausbaudaten oder Testergebnisse bereitzustellen | Der Lieferant legt lediglich ein allgemeines Zusammensetzungszertifikat vor. |
| Produktpalette | Stangen, Bleche, Bänder, Drähte, Platten, Rohre und Sonderanfertigungen | Der Lieferant kann den Zustand oder die Herkunft des Materials nicht erklären. |
| Wissen über Wärmebehandlung | Erfahrung mit Glühen, Wasserstoffbehandlung, Entgasung und Oxidvorbereitung | Der Lieferant empfiehlt für alle Dichtungsteile eine unkontrollierte Luftglühung. |
| Präzisionsfähigkeit | Kontrolle von Dicke, Durchmesser, Geradheit, Ebenheit, Wölbung, Graten und Oberflächenrauheit | Im Angebot ist für eine Präzisionsanforderung lediglich die “Standardtoleranz” angegeben. |
| Rückverfolgbarkeit von Materialien | Chargennummer, MTC, Verpackungskennzeichnung und Bestandstrennung | Das Zertifikat kann nicht mit der angegebenen Charge verknüpft werden. |
| Unterstützung bei der Verarbeitung | Schneiden, Schlitzen, Schleifen, Bearbeiten, Umformen, Reinigen und Verpacken | Die Verarbeitung wird an Subunternehmer vergeben, ohne dass eine Qualitäts- oder Rückverfolgbarkeitskontrolle stattfindet. |
| Verständnis der Anwendung | Kenntnisse über die Anforderungen an Verpackungen aus Glas, Keramik, Vakuum und Elektronik | Der Lieferant empfiehlt Kovar ausschließlich aufgrund des Preises oder des Aussehens. |
| Erfahrung im Export | Schutzverpackung, Dokumentation, Kennzeichnung und internationaler Versand | Präzisionsstreifen oder Erdungsstäbe werden ohne ausreichenden Schutz versandt. |
Wählen Sie einen Lieferanten nicht allein aufgrund des Preises aus
Ein niedriges Angebot kann CTE-Prüfungen, kontrolliertes Tempern, Präzisionstoleranzen, die Rückverfolgbarkeit von Zertifikaten, Schutzverpackungen oder die festgelegten ASTM-Bedingungen ausschließen. Der Ausfall eines hermetischen Gehäuses kann weitaus höhere Kosten verursachen als die ursprüngliche Einsparung beim Rohmaterial.
Angebote sollten unter Berücksichtigung derselben Güteklasse, Norm, Produktform, Abmessungen, Beschaffenheit, Toleranzen, Prüfverfahren, Verpackung und Lieferbedingungen verglichen werden. Einkäufer sollten zudem klären, ob der Lieferant echtes, markenrechtlich geschütztes Kovar-Material oder ein generisches, der Norm ASTM F15 entsprechendes Alloy-K-Produkt anbietet.
Kovar – Verpackung, Kennzeichnung und Exportlieferung
Kovar-Produkte erfordern eine Verpackung, die ihrer Form und Oberflächenbeschaffenheit entspricht. Dünne Bänder und Folien müssen vor Kantenbeschädigungen, dem Zusammenfallen der Spulen, Feuchtigkeit und Verunreinigungen geschützt werden. Geschliffene Stäbe müssen vor Verformungen geschützt werden. Polierte oder versiegelungsfertige Bauteile erfordern saubere Trennlagen und einen individuellen Schutz.
| Produkt Form | Gemeinsame Verpackung | Wichtigste Schutzanforderung |
|---|---|---|
| Stab und Stange | Bündel, Kunststoffverpackungen, Holzkisten, starre Stützen | Verhindert Verbiegen, Kratzer und Materialvermischung. |
| Blech und Platte | Wasserdichte Umhüllung, Kantenschutz, Trennwände, Holzpaletten | Schützt die Ebenheit, Oberflächen und Kanten. |
| Streifen und Folie | Spulenverpackung, Innenkerne, Feuchtigkeitsbarrieren, Seitenschutz | Verhindert das Zusammenfallen der Spule, Beschädigungen an den Kanten und Verunreinigungen. |
| Draht | Spulen, Rollen, versiegelte Beutel, Kartons, Holzkisten | Schützt den Durchmesser, die Oberfläche, den Zustand der Spule und die Sauberkeit. |
| Erdungsstab | Einzelhüllen, stabiler Holzkasten, gesicherte Bündel | Sorgt für eine gleichbleibende Oberflächengüte und Geradheit. |
| Bearbeitete Bauteile | Einzelverpackung, beschriftete Fächer, saubere, versiegelte Verpackung | Sichert Maße, Dichtflächen und Rückverfolgbarkeit. |
Auf den Verpackungsetiketten sollten die Güteklasse, die Norm, die Schmelzcharge, die Abmessungen, die Menge, das Nettogewicht, das Bruttogewicht, die Bestellnummer und die Verpackungsnummer angegeben sein. In den Zertifikaten und Packlisten sollten dieselben Angaben zur Schmelzcharge und Charge verwendet werden.
Fragen zu Kovar-Lieferanten
Wofür wird die Kovar-Legierung verwendet?
Kovar-Legierungen werden hauptsächlich für hermetische Glas-Metall- und Keramik-Metall-Verbindungen verwendet. Zu den typischen Produkten zählen elektrische Durchführungen, Transistor- und Diodengehäuse, Hybridschaltkreise, Mikrowellenröhren, Röntgenröhren, Vakuumkomponenten, optoelektronische Gehäuse, Relaisanschlüsse, Sensoren und keramische Elektronikgehäuse. Ihre kontrollierte Wärmeausdehnung verringert die Spannungen zwischen dem Metall und dem Glas oder der Keramik während des Versiegelungsvorgangs und bei Temperaturwechseln.
Ist Kovar dasselbe wie Invar 36?
Nein. Kovar ist eine Dichtungslegierung aus Eisen, Nickel und Kobalt, die etwa 29% Nickel und 17% Kobalt enthält, während Invar 36 eine Eisen-Nickel-Legierung mit geringem Ausdehnungskoeffizienten ist, die etwa 36% Nickel enthält. Kovar ist auf ausgewählte Borosilikatgläser und Aluminiumoxidkeramiken abgestimmt, während Invar 36 vor allem aufgrund seiner geringen Maßänderung in Präzisionskonstruktionen und Werkzeugen zum Einsatz kommt.
Welche Informationen sollte ich einem Kovar-Lieferanten übermitteln?
Geben Sie die erforderliche Güteklasse und Norm, die Produktform, die Dicke oder den Durchmesser, die Breite, die Länge, die Menge, die Härte, die Wärmebehandlung, die Oberflächenbeschaffenheit, die Maßtoleranzen, den CTE-Prüfbereich, die Zertifizierungsanforderungen, die Verarbeitungsanforderungen, den Verwendungszweck, den Lieferort und die Handelsbedingungen an. Bei Dichtungsteilen geben Sie bitte zusätzlich die Glas- oder Keramikart an und ob das Material bearbeitungsfertig, zur Beschichtung, Oxidation oder zur direkten Abdichtung geliefert werden muss.
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