Invar-bewerking: wat kopers moeten weten voordat ze een tekening versturen

Door Invar Machining editorial team· Bijgewerkt 26 september 2026

Invar-bewerking is gewoon CNC-werk op een ongewone legering. De frezen en draaibanken zijn dezelfde als die roestvast staal snijden. Wat verandert is de volgorde, want de eigenschap waarvoor u betaalt, zeer lage thermische uitzetting, kan door het snijden zelf beschadigd worden en door een oven worden herstelt. Begrijp dat ene punt en u kunt een Invar-offerte regel voor regel lezen, een RFQ schrijven die vergelijkbare prijzen oplevert en een onderdeel ontvangen dat zes maanden na levering nog steeds binnen tolerantie is.

Wat Invar is en waarom het meer kost

Invar 36 is een ijzerlegering met ongeveer 36 % nikkel, koolstof onder 0,1 %, mangaan onder 0,6 % en silicium onder 0,35 %. Bij dat nikkelgehalte heft de magnetische ordening van de legering het grootste deel van de normale thermische uitzetting op bij kamertemperatuur. Het resultaat is een uitzettingscoëfficiënt (CTE) van ongeveer 1,2 tot 1,6 ppm/°C tussen 20 en 100 °C, tegenover 11 tot 12 voor koolstofstaal en 23 tot 24 voor 6061-aluminium. Boven de Curietemperatuur, ongeveer 230 °C voor Invar 36, verdwijnt dit effect en zet de legering uit als een gewoon nikkelstaal. Het Wikipedia-artikel over Invar behandelt de natuurkunde hierachter.

Voor een staaf van 1 m die 10 °C opwarmt, betekenen de cijfers dit. Waarden zijn typische handboekcijfers bij kamertemperatuur. Het fabriekscertificaat voor uw partij is bepalend.

Materiaal	Typische CTE, ppm/°C	Uitzetting van een staaf van 1 m bij +10 °C
6061-aluminium	23 tot 24	0,23 mm
316 roestvast staal	16 tot 17	0,16 mm
Koolstofstaal	11 tot 12	0,12 mm
Titanium	8,6	0,09 mm
Invar 36, gegloeid	1,2 tot 1,6	0,012 mm

Die laatste rij is de reden waarom mensen deze legering kopen. Optische houders, opbouwmallen voor koolstofvezelonderdelen, wafer-stage-componenten, metrologieframes en ruimtevaartuigstructuren gebruiken allemaal Invar omdat het onderdeel zijn afmeting behoudt wanneer de ruimte, de autoclaaf of de baan om de aarde van temperatuur verandert.

De prijs weerspiegelt het nikkel. Invar staaf en plaat kosten een veelvoud van 304 roestvast staal, en dikke plaat kan weken op zich laten wachten. Daarnaast snijdt de legering langzamer dan staal en is minstens één extra ovenstap nodig. Niets daarvan is een werkplaats die de offerte opblaast. Het is het materiaal.

Welke legering u moet aanvragen

“Invar” op een tekening is geen specificatie. Vier legeringen delen in de praktijk de familienaam en verschillen in CTE, temperatuurbereik en prijs. Onderstaande waarden zijn typische cijfers bij kamertemperatuur. Het fabriekscertificaat is bepalend.

Legering	Nominale samenstelling	Typische CTE, ppm/°C	Te vermelden specificatie	Gebruikelijke reden om te kiezen
Invar 36	36 % Ni, rest Fe	1,2 tot 1,6 (20 tot 100 °C)	ASTM F1684, UNS K93600	Standaardkeuze voor optica, gereedschap en metrologie
Super Invar	32 % Ni, 5 % Co	0,3 tot 0,6 (ongeveer 20 tot 90 °C)	Datasheet van de leverancier	Wanneer Invar 36 niet stabiel genoeg is binnen een smal bereik
Kovar	29 % Ni, 17 % Co	5,0 tot 5,5 (30 tot 200 °C)	ASTM F15, UNS K94610	Afgestemd op borosilicaatglas voor afdichtingen en vensters
Alloy 42	42 % Ni	4,0 tot 6,0	ASTM F30, UNS K94100	Leadframes en glasafdichting tegen lagere kosten

Invar 36 is het juiste antwoord voor de meeste bewerkte onderdelen. Super Invar levert een lagere CTE, maar de uitzetting stijgt sterk boven ongeveer 90 °C en het kost meer. Kovar wordt gekozen omdat de uitzetting glas volgt, niet omdat deze laag is. De volledige vergelijking staat in Invar 36 vs Kovar vs Super Invar. De pagina’s voor Invar 36, Super Invar en Kovar bevatten bewerkingsnotities, en de specificatienummers staan op de Invar specs reference.

Hoe Invar zich gedraagt op de machine

Verspaners vergelijken Invar 36 met austenitisch roestvast staal zoals 304. De gegloeide hardheid is ongeveer 70 tot 80 HRB en de bewerkbaarheid ligt rond 40 tot 50 % van B1112, hetzelfde bereik als 304. Het is kleverig, verhardt wanneer het gereedschap wrijft in plaats van snijdt, en produceert lange, draderige spanen. De thermische geleidbaarheid is laag, waardoor warmte bij de snijkant blijft.

Werkplaatsen die het goed bewerken, doen doorgaans dezelfde dingen:

• Scherp hardmetalen of HSS-gereedschap met positieve spoedhoek, vervangen voordat het stomp wordt
• Constante aanzet zodat het gereedschap altijd een echte spaan neemt, bij ongeveer 30 tot 60 m/min voor hardmetalen frezen en 15 tot 25 m/min voor HSS
• Overvloedige koeling om warmte en spanen af te voeren
• Stijve, spanningsarme opspanning, omdat het onderdeel beweegt wanneer klemspanning vrijkomt
• Meelopend frezen (climb milling) en niet stilstaan in hoeken

Niets hiervan vereist speciale apparatuur. Snijgegevens staan in Invar 36 machining parameters.

Frezen, draaien en dunne onderdelen

De meeste Invar-onderdelen worden uit plaat gefreesd: houders, frames, bodemplaten en gereedschapsvlakken. Ronde onderdelen zoals afstandshouders en lenscellen worden uit staaf gedraaid. Bij draaien wikkelen de lange spanen zich om het onderdeel en de klauwplaat, tenzij de werkplaats spaanbrekende plaatjes gebruikt en de aanzet regelt.

Dunne platen en ringen zijn waar de meeste problemen beginnen. Klemspanning vervormt ze, en wanneer de klemmen loskomen, springt het onderdeel terug. Werkplaatsen gebruiken vacuüm- of lagekrachtopspanningen, afwisselende sneden op beide zijden en een laatste lichte snede na spanningsarm gloeien. Als uw ontwerp wanden onder ongeveer 2 mm heeft, verwacht dan vragen. Zie thin wall Invar machining.

De legering vormt bramen, en bij optische onderdelen kan een losse braam op een lens terechtkomen. Het is ook ferromagnetisch, waardoor fijne spanen aan het onderdeel blijven kleven. Vraag hoe de werkplaats ontbraamt en reinigt als uw samenstelling gevoelig is voor deeltjes.

Waarom goede werkplaatsen Invar in fasen bewerken

Snijden laat restspanning en een dunne koudvervormde laag op het oppervlak achter. Bij de meeste legeringen speelt dit alleen een rol voor vlakheid. Bij Invar speelt het twee keer een rol:

1. Het onderdeel kan zich ontspannen en bewegen na het verlaten van de machine, soms dagen later.
2. Koudvervorming verhoogt de CTE van het materiaal nabij het oppervlak boven de gegloeide waarde op uw fabriekscertificaat.

Een typische volgorde voor een precisieonderdeel:

1. Voorbewerken van het onderdeel met een gelijkmatige speling op elk kritiek vlak, vaak 0,5 tot 1 mm.
2. Spanningsarm gloeien in een oven. Een typische cyclus voor Invar 36 is 315 tot 345 °C gedurende 1 tot 2 uur, gevolgd door langzaam afkoelen. De tekening of de specificatie is bepalend.
3. Nabewerken met lichte sneden en scherp gereedschap zodat het oppervlak niet opnieuw verhardt.
4. Stabiliseren wanneer de tekening dat vereist. Veeleisende optische en metrologietekeningen vragen om een volledigere cyclus: gloeien, afschrikken, een lagetemperatuurhouding, dan een lange acclimatisatie bij ongeveer 95 °C.
5. Inspecteren nadat het onderdeel geacclimatiseerd is tot 20 °C.

Elke stap voegt kosten en levertijd toe. Als uw onderdeel thermisch niet kritiek is, vraag de werkplaats of één keer spanningsarm gloeien voldoende is. Als u een laserholte of referentieframe bouwt, is de volledige volgorde waarvoor u betaalt. De cycli, en hoe u ze op een tekening schrijft, staan in stress relief for Invar machined parts.

Toleranties die u kunt verwachten

Op een stabiel onderdeel offreren de meeste werkplaatsen die regelmatig Invar bewerken ±0,01 tot ±0,025 mm op bewerkte kenmerken. Een vlakheid van 0,01 mm over een klein montagevlak is realistisch na spanningsarm gloeien en nabewerken. ±0,005 mm is mogelijk op kleine kenmerken met extra bewerkingsslagen en inspectie op 20 °C, tegen de kosten van CMM-tijd en afkeurrisico. Dit zijn typische cijfers en de offerte van de werkplaats is bepalend.

Twee dingen helpen meer dan om een strakker getal vragen:

• Zet tolerantie alleen waar het telt. Een spiegelhouder heeft een strak montagevlak en strakke boringen nodig. Het buitenprofiel zelden.
• Vermeld de meettemperatuur. Invar beweegt heel weinig, maar de CMM en de opspanning wel. ISO 1 stelt 20 °C als referentietemperatuur voor dimensionale specificaties, dus vraag om inspectie na acclimatisatie op 20 °C.

Welke GD&T-aanduidingen belangrijk zijn bij Invar, en wat elk kost, staat in Invar machining tolerances.

Uitgewerkt voorbeeld: een hypothetische optische bank

Neem een hypothetische optische bank van 300 mm die twee spiegels draagt en hun afstand binnen 0,005 mm moet houden terwijl het lab schommelt tussen 18 en 24 °C. De uitzetting van de bank over die schommeling van 6 °C, met typische CTE-waarden, is:

Materiaal	Typische CTE, ppm/°C	Uitzetting over 300 mm en 6 °C
6061-aluminium	23	0,041 mm
316 roestvast staal	16	0,029 mm
Invar 36, gegloeid	1,4	0,0025 mm
Invar 36, koudvervormd oppervlak (illustratief)	2,5	0,0045 mm

Aluminium en roestvast staal missen het budget van 0,005 mm met een ruime marge. Gegloeid Invar 36 gebruikt de helft ervan. De laatste rij is het punt van de volgorde. Een onderdeel dat koudvervormd en niet spanningsarm gegloeid blijft, kan een hogere effectieve CTE vertonen en bijna het hele budget gebruiken voordat er ook maar één bewerkingsfout wordt meegeteld. Het cijfer van 2,5 ppm/°C is illustratief, geen handboekwaarde, maar het laat zien waarom de koper van die bank spanningsarm gloeien en inspectie op 20 °C moet specificeren in plaats van strakkere bewerkingstoleranties.

Prijs, afwerking en levertijd

Het grootste deel van een Invar-offerte zit in vijf regels: materiaal, verspaningstijd, warmtebehandeling, inspectie op 20 °C en certificaten. Programmeren en opzetten domineren bij een batch van één tot tien. Materiaal en cyclustijd nemen de overhand boven ongeveer honderd stuks. Spanningsarm gloeien wordt meestal per ovenlading berekend, dus tien onderdelen in één lading kosten weinig meer dan één. Hoe elke regel beweegt, en welke tekeningwijzigingen deze omlaag brengen, staat in why Invar 36 parts cost more.

Invar 36 roest langzaam in vochtige lucht, meer zoals een laaggelegeerd staal dan roestvast staal, dus veel onderdelen worden onbehandeld gebruikt in geregelde ruimtes. Wanneer corrosie een aandachtspunt is, is stroomloos nikkel gebruikelijk, dun gehouden omdat het zijn eigen uitzetting heeft. Een bewerkte afwerking van Ra 0,8 tot 1,6 µm is normaal. Voor vacuüm- of cleanroomgebruik vermeldt u dit op de RFQ.

Verwacht dat Invar-onderdelen langer duren dan roestvast staal: materiaal moet mogelijk bestel worden, spanningsarm gloeien voegt een ovencyclus toe en inspectie wacht op 20 °C. Meerdere weken is gebruikelijk voor een kleine precisiebatch.

Wat u op uw RFQ moet zetten

Een duidelijke RFQ levert een echte offerte op in plaats van een opgeblazen offerte. Vermeld:

• Legering en specificatie. Invar 36 volgens ASTM F1684, Kovar volgens ASTM F15, Alloy 42 volgens ASTM F30 of Super Invar volgens een genoemde datasheet.
• Warmtebehandeling. Spanningsarm gloeien tussen voor- en nabewerking, een volledige stabilisatiecyclus of “advies van de werkplaats”.
• Bedrijfstemperatuurbereik. Waar het onderdeel wordt gemonteerd en waar het werkt.
• Kritieke afmetingen. Markeer de kenmerken die maatvast moeten blijven. Laat de rest ruimer.
• Inspectietemperatuur. 20 °C na acclimatisatie, als een tolerantie onder ongeveer ±0,02 mm ligt.
• Certificaten die u nodig heeft. Een fabriekscertificaat is normaal. Gemeten CTE-gegevens voor uw partij kosten extra.
• Aantal en tijdlijn. Inclusief of het onderdeel herhaald zal worden.

De RFQ drawing checklist werkt elk punt verder uit. Stuur de tekening via het RFQ-formulier met die notities erbij, en elke werkplaats die offreert, prijst hetzelfde onderdeel.

Hoe u een werkplaats beoordeelt

Genoeg werkplaatsen zeggen ja tegen Invar. Minder hebben het recent bewerkt en kunnen spanningsarm gloeien in de buurt regelen. Wanneer u met een werkplaats spreekt, vraag:

• Welke laagexpansieve legeringen zij het afgelopen jaar hebben bewerkt, en in welke afmetingen
• Waar het spanningsarm gloeien plaatsvindt, intern of bij een genoemde warmtebehandelaar, en hoe de cyclus wordt geregistreerd
• Hoeveel speling zij laten voor de oven en hoe zij het onderdeel opspannen voor de nabewerking
• Hoe zij vlakheid en positie meten, en of de CMM-ruimte op 20 °C wordt gehouden

Een werkplaats die specifiek antwoordt, heeft het werk al gedaan. Een die in algemeenheden antwoordt, leert op uw onderdeel. Meer vragen staan in how to find an Invar machine shop.

Dat is de controle die wij uitvoeren wanneer we een RFQ matchen. U stuurt één tekening en wij selecteren maximaal drie werkplaatsen die de legering bewerken en de volgorde kunnen uitvoeren die uw onderdeel nodig heeft. Elk van hen offreert rechtstreeks aan u.

Veelgestelde vragen

Gecontroleerd aan de hand van

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

De cijfers in deze gids zijn typische handboekwaarden ter referentie. Het materiaalcertificaat voor uw specifieke partij en de offerte van de werkplaats voor uw specifieke vorm zijn de uiteindelijke bron.

Meer lezen

• Spanningsarm gloeien voor bewerkte Invar-onderdelen: wanneer en hoe werkplaatsen het doen · Proces
• Toleranties bij Invar-bewerking: wat een werkplaats kan halen en wat het kost · Proces
• Waarom Invar 36-onderdelen duur zijn en hoe werkplaatsen ze prijzen · Kosten
• Hoe u een machinewerkplaats vindt die daadwerkelijk Invar heeft bewerkt · Leverancier kiezen

Alle gidsen