Maquinagem de Invar: O Que os Compradores Precisam de Saber Antes de Enviar um Desenho

Autor Invar Machining editorial team· Atualizado em 26 de setembro de 2026

A maquinagem de Invar é trabalho CNC comum sobre uma liga fora do habitual. As fresadoras e os tornos são os mesmos que cortam aço inoxidável. O que muda é a sequência, porque a propriedade pela qual está a pagar, uma dilatação térmica muito baixa, pode ser danificada pelo próprio corte e restaurada por um forno. Compreenda este ponto e conseguirá ler um orçamento de Invar linha a linha, escrever um RFQ que obtém preços comparáveis e receber uma peça que ainda está dentro da tolerância seis meses depois da entrega.

O que é o Invar e porque custa mais

O Invar 36 é uma liga de ferro com cerca de 36 % de níquel, carbono abaixo de 0,1 %, manganês abaixo de 0,6 % e silício abaixo de 0,35 %. Com este teor de níquel, o ordenamento magnético da liga anula a maior parte da sua dilatação térmica normal próximo da temperatura ambiente. O resultado é um coeficiente de dilatação térmica (CTE) de aproximadamente 1,2 a 1,6 ppm/°C entre 20 e 100 °C, contra 11 a 12 no aço-carbono e 23 a 24 no alumínio 6061. Acima da temperatura de Curie, cerca de 230 °C no Invar 36, o efeito desaparece e a liga dilata como um aço-níquel comum. O artigo da Wikipédia sobre o Invar explica a física por detrás disto.

Para uma barra de 1 m que aquece 10 °C, os números significam isto. Os valores são figuras típicas de manuais técnicos à temperatura ambiente. O certificado do fabricante para o seu lote de material é o que prevalece.

Material	CTE típico, ppm/°C	Dilatação de uma barra de 1 m com +10 °C
Alumínio 6061	23 a 24	0,23 mm
Aço inoxidável 316	16 a 17	0,16 mm
Aço-carbono	11 a 12	0,12 mm
Titânio	8,6	0,09 mm
Invar 36, recozido	1,2 a 1,6	0,012 mm

É por causa desta última linha que se compra a liga. Bases óticas, moldes de laminação para peças em fibra de carbono, componentes de estágios de wafer, quadros de metrologia e estruturas de espaçonaves usam todos Invar porque a peça mantém o seu tamanho quando a sala, a autoclave ou a órbita mudam de temperatura.

O preço reflete o níquel. A barra e a chapa de Invar custam várias vezes mais do que o aço inoxidável 304, e a chapa espessa pode demorar semanas a chegar. Depois, a liga corta mais lentamente do que o aço e precisa de pelo menos uma etapa extra no forno. Nada disto é a oficina a inflacionar o orçamento. É o material.

Que liga pedir

“Invar” num desenho não é uma especificação. Quatro ligas partilham o nome da família na prática e diferem no CTE, na faixa de temperatura e no preço. Os valores abaixo são figuras típicas à temperatura ambiente. O certificado do fabricante prevalece.

Liga	Composição nominal	CTE típico, ppm/°C	Norma a citar	Motivo habitual da escolha
Invar 36	36 % Ni, restante Fe	1,2 a 1,6 (20 a 100 °C)	ASTM F1684, UNS K93600	Escolha padrão para ótica, ferramentaria e metrologia
Super Invar	32 % Ni, 5 % Co	0,3 a 0,6 (cerca de 20 a 90 °C)	Folha de dados do fornecedor	Quando o Invar 36 não é estável o suficiente numa faixa estreita
Kovar	29 % Ni, 17 % Co	5,0 a 5,5 (30 a 200 °C)	ASTM F15, UNS K94610	Compatível com vidro borossilicato para vedações e janelas
Alloy 42	42 % Ni	4,0 a 6,0	ASTM F30, UNS K94100	Lead frames e vedação em vidro a custo mais baixo

O Invar 36 é a resposta certa para a maioria das peças maquinadas. O Super Invar compra um CTE mais baixo, mas a sua dilatação sobe acentuadamente acima de cerca de 90 °C e custa mais. O Kovar é escolhido porque a sua dilatação acompanha o vidro, não porque é baixa. A comparação completa está em Invar 36 vs Kovar vs Super Invar. As páginas de Invar 36, Super Invar e Kovar trazem notas de maquinagem, e os números das normas estão na referência de especificações de Invar.

Como o Invar se comporta na máquina

Os maquinistas comparam o Invar 36 ao aço inoxidável austenítico como o 304. A dureza recozida é de cerca de 70 a 80 HRB e a maquinabilidade situa-se em torno de 40 a 50 % da B1112, a mesma faixa do 304. É pastoso, encrua se a ferramenta roçar em vez de cortar e produz aparas longas e fibrosas. A condutividade térmica é baixa, por isso o calor fica concentrado na aresta de corte.

As oficinas que o cortam bem tendem a fazer as mesmas coisas:

• Ferramentas de carboneto ou HSS afiadas, com ângulo positivo, substituídas antes de embotarem
• Avanço constante para que a ferramenta esteja sempre a remover uma apara real, a cerca de 30 a 60 m/min em fresagem com carboneto e 15 a 25 m/min em HSS
• Fluido de corte abundante para levar o calor e as aparas
• Fixação rígida e de baixa tensão, porque a peça move-se quando a tensão de aperto é libertada
• Fresagem concordante e sem parar nos cantos

Nada disto exige equipamento especial. Os dados de corte estão em parâmetros de maquinagem do Invar 36.

Fresagem, torneamento e peças finas

A maioria das peças em Invar é fresada a partir de chapa: bases, quadros, placas de fundo e faces de ferramentaria. Peças redondas como espaçadores e alojamentos de lentes são torneadas a partir de barra. No torneamento, as aparas longas enrolam-se na peça e no mandril, a menos que a oficina use pastilhas quebra-aparas e controle o avanço.

As chapas finas e os anéis são onde a maioria dos problemas começa. A tensão de aperto deforma-os, e quando as garras soltam, a peça recupera. As oficinas usam fixações de vácuo ou de baixa força, passagens alternadas em ambos os lados e um último acabamento leve depois do alívio de tensões. Se o seu desenho tiver paredes com menos de cerca de 2 mm, espere perguntas. Veja maquinagem de Invar em paredes finas.

A liga produz rebarbas, e numa peça ótica uma rebarba solta pode acabar numa lente. É também ferromagnética, por isso aparas finas aderem à peça. Pergunte como a oficina desbarba e limpa se a sua montagem for sensível a partículas.

Porque as boas oficinas maquinam o Invar em etapas

O corte deixa tensão residual e uma fina camada encruada na superfície. Na maioria das ligas isso só importa para a planicidade. No Invar importa duas vezes:

1. A peça pode relaxar e mover-se depois de saír da máquina, por vezes dias mais tarde.
2. O encruamento eleva o CTE do material próximo da superfície acima do valor recozido indicado no certificado.

Uma sequência típica para uma peça de precisão:

1. Desbastar a peça, deixando uma sobre-espessura uniforme em todas as faces críticas, muitas vezes 0,5 a 1 mm.
2. Aliviar tensões num forno. Um ciclo típico para o Invar 36 é 315 a 345 °C durante 1 a 2 horas, seguido de um arrefecimento lento. O desenho ou a norma determinam os valores.
3. Acabar com cortes leves e ferramentas afiadas para que a superfície não volte a encruar.
4. Estabilizar quando o desenho o exigir. Desenhos exigentes de ótica e metrologia pedem um ciclo mais completo: recozimento, temperagem, uma manutenção a baixa temperatura e depois um repouso prolongado próximo dos 95 °C.
5. Inspecionar depois de a peça ter estabilizado a 20 °C.

Cada etapa acrescenta custo e prazo. Se a sua peça não for termicamente crítica, pergunte à oficina se um único alívio de tensões é suficiente. Se está a construir uma cavidade laser ou um quadro de referência, a sequência completa é o que está a comprar. Os ciclos, e como escrevê-los num desenho, estão em alívio de tensões para peças maquinadas em Invar.

Tolerâncias que pode esperar

Numa peça estável, a maioria das oficinas que cortam Invar regularmente orça ±0,01 a ±0,025 mm em características maquinadas. Uma planicidade de 0,01 mm numa pequena face de montagem é realista depois do alívio de tensões e do acabamento. ±0,005 mm é possível em características pequenas com passagens extra e inspeção a 20 °C, à custa de tempo de MMC e risco de refugo. Estas são figuras típicas e o orçamento da oficina prevalece.

Duas coisas ajudam mais do que pedir um número mais apertado:

• Coloque tolerância apenas onde importa. Uma base de espelho precisa que a face de montagem e os furos sejam apertados. O perfil exterior raramente precisa.
• Indique a temperatura de medição. O Invar move-se muito pouco, mas a MMC e a fixação movem-se. A ISO 1 fixa 20 °C como temperatura de referência para especificações dimensionais, por isso peça inspeção depois de um período de estabilização a 20 °C.

Que indicações de GD&T importam no Invar, e o que cada uma custa, está em tolerâncias de maquinagem de Invar.

Exemplo prático: uma bancada ótica hipotética

Considere uma bancada ótica hipotética de 300 mm que monta dois espelhos e tem de manter o seu espaçamento dentro de 0,005 mm enquanto o laboratório oscila entre 18 e 24 °C. A dilatação da bancada nessa variação de 6 °C, com valores de CTE típicos, é:

Material	CTE típico, ppm/°C	Dilatação em 300 mm e 6 °C
Alumínio 6061	23	0,041 mm
Aço inoxidável 316	16	0,029 mm
Invar 36, recozido	1,4	0,0025 mm
Invar 36, superfície encruada (ilustrativo)	2,5	0,0045 mm

O alumínio e o aço inoxidável falham o orçamento de 0,005 mm por uma margem larga. O Invar 36 recozido usa metade dele. A última linha é o ponto da sequência. Uma peça deixada encruada e sem alívio de tensões poderia mostrar um CTE efetivo mais alto e usar quase todo o orçamento antes de se contar qualquer erro de maquinagem. A figura de 2,5 ppm/°C é ilustrativa, não um valor de manual, mas mostra porque o comprador dessa bancada deve especificar alívio de tensões e inspeção a 20 °C em vez de tolerâncias de maquinagem mais apertadas.

Preço, acabamento e prazo

A maior parte de um orçamento de Invar reparte-se em cinco linhas: material, tempo de corte, tratamento térmico, inspeção a 20 °C e certificados. A programação e a preparação dominam num lote de um a dez peças. O material e o tempo de ciclo tomam a dianteira acima de cerca de cem peças. O alívio de tensões é normalmente cobrado por carga de forno, por isso dez peças numa carga custam pouco mais do que uma. Como cada linha se move, e que alterações no desenho a reduzem, está em porque as peças em Invar 36 custam mais.

O Invar 36 enferruja lentamente em ar húmido, mais como um aço-liga baixo do que como um inoxidável, por isso muitas peças são usadas sem revestimento em salas controladas. Quando a corrosão é uma preocupação, o níquel químico é comum, mantido fino porque tem a sua própria dilatação. Um acabamento maquinado de Ra 0,8 a 1,6 µm é normal. Para uso em vácuo ou sala limpa, indique-o no RFQ.

Espere que as peças em Invar demorem mais do que as em inoxidável: o material pode precisar de ser encomendado, o alívio de tensões acrescenta um ciclo de forno e a inspeção espera pelos 20 °C. Várias semanas é comum para um pequeno lote de precisão.

O que colocar no seu RFQ

Um RFQ claro obtém um orçamento real em vez de um inflacionado. Inclua:

• Liga e norma. Invar 36 segundo a ASTM F1684, Kovar segundo a ASTM F15, Alloy 42 segundo a ASTM F30 ou Super Invar segundo uma folha de dados nomeada.
• Tratamento térmico. Alívio de tensões entre desbaste e acabamento, um ciclo de estabilização completo ou “a oficina que recomende”.
• Faixa de temperatura de funcionamento. Onde a peça é montada e onde funciona.
• Dimensões críticas. Marque as características que têm de manter o tamanho. Alargue as restantes.
• Temperatura de inspeção. 20 °C depois de estabilização, se alguma tolerância for inferior a cerca de ±0,02 mm.
• Certificados de que precisa. Um certificado do fabricante é normal. Dados de CTE medidos para o seu lote custam mais.
• Quantidade e prazo. Incluindo se a peça se vai repetir.

A checklist do desenho para o RFQ desenvolve cada ponto. Envie o desenho através do formulário de RFQ com essas notas anexadas, e todas as oficinas que orçarem estarão a orçar a mesma peça.

Como avaliar uma oficina

Muitas oficinas vão dizer que sim ao Invar. Poucas o cortaram recentemente e conseguem organizar o alívio de tensões nas proximidades. Ao falar com uma oficina, pergunte:

• Que ligas de baixa dilatação maquinou no último ano, e em que dimensões
• Onde é feito o alívio de tensões, na própria oficina ou num tratador térmico nomeado, e como o ciclo é registado
• Quanta sobre-espessura deixa antes do forno e como fixa a peça para o acabamento
• Como mede a planicidade e a posição, e se a sala da MMC é mantida a 20 °C

Uma oficina que responde com especificidade já fez o trabalho. Uma que responde de forma genérica está a aprender com a sua peça. Mais perguntas estão em como encontrar uma oficina de maquinagem de Invar.

É essa a verificação que fazemos quando encaminhamos um RFQ. Envia um desenho e escolhemos até três oficinas que cortam a liga e conseguem executar a sequência que a sua peça precisa. Cada uma orça-lhe diretamente.

Perguntas frequentes

Verificado com base em

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

Os valores neste guia são valores típicos de manuais técnicos, apenas para referência. O certificado do fabricante para o seu lote de material e o orçamento da oficina para a sua geometria específica são a base oficial a seguir.

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