Invar 36 vs Kovar vs Super Invar: quale lega per il vostro pezzo

A cura di Invar Machining editorial team· Aggiornato il 26 settembre 2026

Invar 36 vs Kovar si riduce a una domanda: volete che il pezzo si dilati quanto meno possibile, oppure che si dilati allo stesso ritmo di un pezzo di vetro? L’Invar 36 e il Super Invar fanno la prima cosa, con un CTE tipico a temperatura ambiente di 1,2-1,6 e 0,3-0,6 ppm/°C. Il Kovar fa la seconda, a 5,0-5,5 ppm/°C, calibrato sul vetro borosilicato e sull’allumina. Vengono raggruppati insieme perché tutte sono leghe ferro-nichel o ferro-nichel-cobalto con un comportamento termico fuori dal comune, ma non sono intercambiabili. Scegliere quella giusta comincia col sapere quale lavoro vi serve fare.

Risposta breve

• Invar 36 per la stabilità dimensionale vicino alla temperatura ambiente: supporti, banchi, attrezzature, telai di metrologia.
• Kovar per abbinarsi al vetro e alla ceramica di allumina in sigillature elettroniche e da vuoto, non per minimizzare la dilatazione da sola.
• Super Invar quando l’Invar 36 si muove ancora troppo su una banda operativa ristretta e il costo e il tempo di consegna extra sono giustificati.
• Alloy 42 dove serve una dilatazione simile al Kovar senza il cobalto, soprattutto lead frame e sezioni sottili.

Confronto completo

Tutti i valori sono cifre tipiche da manuale vicino alla temperatura ambiente. Un certificato di colata confirma la composizione chimica, non il CTE misurato per il vostro lotto specifico di calore, una distinzione importante da tenere presente.

Proprietà	Invar 36	Super Invar	Kovar	Alloy 42
Composizione nominale	36 % Ni, resto Fe	32 % Ni, 5 % Co, resto Fe	29 % Ni, 17 % Co, resto Fe	42 % Ni, resto Fe
CTE tipico, ppm/°C	1,2 a 1,6	0,3 a 0,6	5,0 a 5,5	4,0 a 6,0
Range in cui il CTE si mantiene	Circa 20-100 °C, sale leggermente sopra	Circa 20-90 °C, sale bruscamente sopra	Circa 30-200 °C, abbinato al vetro borosilicato	Range simile al Kovar
Densità, g/cm3	8,05	Circa 8,1	8,36	8,12
Temperatura di Curie	Circa 230 °C	Sotto l’Invar 36, i dati del produttore prevalgono	Circa 435 °C	I dati del produttore prevalgono
Uso tipico	Supporti ottici, telai di metrologia, attrezzature per compositi	Ottica spaziale, strutture laser	Sigillature vetro-metallo, contenitori ermetici	Lead frame, bimetalli, sigillature sottili
Nota di lavorazione	Gommoso, incrudisce, sgrossatura poi distensione poi finitura	Come l’Invar 36, meno scorte disponibili	Come l’Invar 36, ricottura e pulizia prima della sigillatura	Spesso sottile, l’attrezzaggio domina la planarità
Specifica di riferimento	ASTM F1684, UNS K93600	Composizione, nessuna indicazione comune unica	ASTM F15, UNS K94610	ASTM F30, UNS K94100

La temperatura di Curie conta perché la bassa dilatazione è legata allo stato magnetico della lega. Man mano che il pezzo si avvicina al punto di Curie, il CTE sale verso quello di un acciaio ordinario, motivo per cui l’Invar 36 mantiene il suo valore vicino alla temperatura ambiente e lo perde in un processo caldo.

Tabella decisionale per applicazione

Un punto di partenza tipico. Il range di temperatura operativo e la tolleranza decidono la risposta finale, e il preventivo dell’officina è quello che vale.

Applicazione	Prima scelta	Perché	Attenzione a
Supporto o banco ottico, laboratorio o strumento	Invar 36	Dilatazione più bassa a costo ragionevole, disponibilità più ampia	Saltare la distensione vanifica la scelta del materiale
Telescopio o ottica spaziale con banda ben definita	Super Invar	Riduce a metà o meglio la dilatazione residua dell’Invar 36	La banda è ristretta; sopra circa 90 °C il vantaggio svanisce
Sigillatura vetro-metallo, feedthrough, contenitore ermetico	Kovar	Segue il vetro borosilicato e l’allumina attraverso il range di sigillatura	Non è una lega di stabilità, non usarlo per supporti
Attrezzatura di stratificazione compositi, ciclata in autoclave	Invar 36	Mantiene la forma attraverso i cicli di cura, lavorabile in lastra grande	Tempo di consegna della lastra spessa, stabilizzazione dopo sgrossatura
Stadio semiconduttore o telaio di metrologia	Invar 36	Stabile a 20-25 °C con tolleranze strette	Controllo a 20 °C, finitura in camera bianca
Lead frame, pezzo stampato o incisso sottile	Alloy 42	Dilatazione simile al Kovar, senza cobalto, striscia sottile disponibile	Planarità fissata dall’attrezzaggio, non dall’utensile
Struttura criogenica sotto circa 100 K	Invar 36, verificare i dati	Il CTE scende ulteriormente con la temperatura	Verificare con dati misurati, non valori a temperatura ambiente

Le quattro leghe una per una

Invar 36: dove si inserisce e come si lavora

L’Invar 36 è la scelta predefinita ogni volta che un pezzo deve mantenere dimensioni e forma quando la stanza, l’autoclave o l’orbita cambiano temperatura. Supporti ottici, attrezzature di stratificazione per compositi, telai di metrologia e banchi per strumenti si basano su di esso perché nulla in questa famiglia si avvicina tanto a zero movimento per grado a un costo ragionevole. Si lavora come un materiale gommoso e incrudente simile all’inox austenitico, trattato in parametri di lavorazione dell’Invar 36, e un pezzo di precisione costruito con esso attraversa la sequenza sgrossatura, distensione, finitura descritta in distensione per pezzi lavorati in Invar e sulla pagina lavorazione Invar 36.

Kovar: perché non è una lega di stabilità

Il Kovar esiste per risolvere un problema diverso: legare metallo a vetro o ceramica senza che il giunto si incrini al variare della temperatura. Vetro e allumina hanno i propri coefficienti di dilatazione, e un pezzo metallico sigillato a essi deve dilatarsi e contrarsi quasi allo stesso ritmo attraverso il range di lavoro, o la discordanza sollecita la sigillatura a ogni ciclo. La composizione del Kovar è calibrata per seguire il vetro borosilicato e la ceramica di allumina al 94-96 %, motivo per cui compare in contenitori elettronici ermetici, feedthrough e alloggiamenti di sensori piuttosto che in banchi ottici.

I pezzi destinati a una sigillatura vetro o ceramica vengono tipicamente ricotti e puliti con cura prima della sigillatura, poiché gli ossidi superficiali e la contaminazione influiscono sulla bagnabilità e sulla qualità del legame quanto le proprietà bulk della lega. Questa è una preoccupazione di processo diversa dalla sequenza di distensione usata per l’Invar 36, e un’officina che sigilla il Kovar regolarmente avrà una propria prassi di pulizia e ricottura per esso, trattata sulla pagina lavorazione Kovar.

Super Invar: dilatazione più bassa, banda più ristretta

Il Super Invar scambia una composizione più complessa, ferro, nichel e cobalto invece di solo ferro e nichel, per un coefficiente di dilatazione più basso di quello raggiunto dall’Invar 36. Il compromesso è che il Super Invar mantiene la sua dilatazione più bassa su una banda di temperatura più ristretta, circa 20-90 °C, e il suo CTE sale bruscamente sopra quel limite. È anche uno stock meno comune dell’Invar 36, il che influisce sul tempo di consegna e sul costo.

Il Super Invar ripaga il suo costo su ottica spaziale e strutture laser di precisione dove il range di temperatura operativo è ben caratterizzato e si trova entro la banda della lega. Fuori da quella banda, l’Invar 36 può comportarsi in modo simile per meno soldi, quindi verificate il vostro range di temperatura reale prima di specificarlo. La pagina lavorazione Super Invar approfondisce questa decisione.

Alloy 42 in breve

L’Alloy 42, circa il 42 % nichel secondo ASTM F30, si colloca in un range di dilatazione simile al Kovar senza il cobalto, e compare in lead frame, sigillature e pezzi bimetallici dove le proprietà di abbinamento al vetro del Kovar non sono il fattore decisivo. Viene di solito fornito come striscia o lamiera sottile piuttosto che barra pesante, quindi la maggior parte dei pezzi in Alloy 42 vengono stampati, incisi o tagliati a filo prima di qualsiasi fresatura, e nelle sezioni sottili l’attrezzaggio, non il processo di taglio, fissa la planarità raggiungibile.

Cosa cambia sulla macchina tra le leghe

Taglio

Tutte e quattro le leghe sono materiali ferro-nichel a struttura cubica a facce centrate che si tagliano come l’inox austenitico: gommosi, propensi all’incrudimento sotto un filo che striscia e duri per la durata dell’utensile se l’avanzamento è troppo leggero. Velocità tipiche di fresatura in carburo di 30-60 m/min, spoglia positiva e refrigerante abbondante si applicano a tutta la famiglia. Kovar e Super Invar, con il cobalto nella miscela, tendono a essere leggermente più duri sull’utensile, quindi le officine spesso partono dall’estremità inferiore della banda.

Trattamento termico

Questa è la vera differenza. Un pezzo di precisione in Invar 36 o Super Invar viene sgrossato, distensionato, finito e, sui pezzi più stretti, stabilizzato a bassa temperatura per uno o due giorni. Un pezzo in Kovar destinato a una sigillatura viene ricotto e pulito a una condizione superficiale richiesta dal processo di sigillatura, e la distensione che conta per un supporto è secondaria. L’Alloy 42 in sezione sottile viene di solito ricotto come striscia prima di arrivare all’officina.

Pulizia e movimentazione

Tutte sono ferromagnetiche a temperatura ambiente, quindi i trucioli fini si attaccano al pezzo e all’attrezzatura. Il Kovar per la sigillatura richiede una superficie priva di ossidi e grasso, quindi la pulizia finale è un passaggio di processo. L’Invar 36 per l’ottica richiede più controllo delle particelle che pulizia chimica. Indicate sulla RFQ quale vi serve.

Esempio pratico: un distanziale ipotetico da 200 mm su un’escursione di 10 °C

Prendiamo un ipotetico distanziale lungo 200 mm in uno strumento che vede un’escursione di 10 °C tra calibrazione e uso, con una tolleranza sulla lunghezza di ±0,005 mm. La dilatazione è lunghezza per CTE per variazione di temperatura. I valori sono tipici e illustrativi.

Lega	CTE tipico, ppm/°C	Dilatazione su 10 °C, mm	Entro ±0,005 mm?
Super Invar	0,45	0,0009	Sì, con margine
Invar 36	1,4	0,0028	Sì
Alloy 42	5,0	0,010	No
Kovar	5,2	0,010	No
Inox 304	16,5	0,033	No

L’Invar 36 mantiene la tolleranza con circa metà in riserva, il che è di solito sufficiente una volta che il pezzo è stato distensionato e misurato a 20 °C. Il Super Invar acquista altri 0,002 mm di margine, e se valga il tempo di consegna più lungo dipende dal resto del budget: attrezzaggio, incertezza di misurazione e stabilità dei pezzi circostanti. Kovar e Alloy 42 sono fuori gioco per questo lavoro, che è il punto: sono candidati per la finestra di sigillatura all’altro capo dello strumento, non per il distanziale.

Differenze di costo e tempo di consegna

Il costo del materiale segue grosso modo il contenuto di nichel e cobalto e quanto è comune la dimensione dello stock. L’Invar 36 è il più ampiamente disponibile delle tre nelle comuni dimensioni di barra e lastra. Il Kovar è un secondo vicino data la sua volumetria nell’imballaggio elettronico, e il Super Invar è il meno comune, spesso con tempi di consegna più lunghi per qualsiasi cosa oltre le dimensioni standard. L’Alloy 42 è comune come striscia e raro come barra. Nessuna di queste differenze è enorme su un piccolo pezzo, ma si accumulano su strutture più grandi o programmi che richiedono spessori non standard, un punto trattato in perché i pezzi in Invar 36 costano più.

Come specificare ciascuna sul disegno e sulla RFQ

Indicate la lega e la sua specifica di riferimento piuttosto che affidarvi alla sola parola “Invar”: Invar 36 secondo ASTM F1684 con UNS K93600, Kovar secondo ASTM F15 con UNS K94610, Alloy 42 secondo ASTM F30 con UNS K94100 e Super Invar per composizione nominale e la banda CTE di cui avete bisogno. Se non siete certi di quale lega richieda la vostra tolleranza, indicate la funzione, il range di temperatura operativo e se il pezzo sigilla a vetro o ceramica, come trattato in cosa includere in una RFQ per Invar. Questo vi dà una raccomandazione utile più velocemente che indovinare voi stessi l’indicazione. Inviate il disegno tramite il modulo RFQ, e vi abbiniamo a officine esperte nella lega specifica di cui il vostro pezzo ha bisogno.

Domande frequenti

Verificato con

• ASTM F1684, Standard Specification for Iron-Nickel and Iron-Nickel-Cobalt Alloys for Low Thermal Expansion Applications
• Wikipedia, Kovar
• Wikipedia, Invar

I valori riportati in questa guida sono valori tipici da manuale tecnico, utili per la pianificazione. Il certificato di colata del vostro lotto e il preventivo dell'officina per la vostra geometria specifica sono il riferimento ufficiale.

Continua a leggere

• Lavorazione Invar: cosa deve sapere l'acquirente prima di inviare un disegno · Materiali
• Come trovare un'officina che ha davvero lavorato l'Invar · Scelta del fornitore
• Perché i pezzi in Invar 36 costano di più e come li preventivano le officine · Costo
• Velocità, avanzamenti e durata utensile per lavorare l'Invar 36 · Processo

Tutte le guide