インバー (invar)

インバー (invar)インバーの特性1

インバー (invar)インバーの特性1

インバー (invar)とは鉄に36%のニッケルと、0.7%ほどのマンガン、0.2%未満の炭素が含まれる合金であり、熱膨張が非常に低いという特性を持つ金属材料です。インバーの膨張係数は鉄やニッケルのおよそ1/10です。

インバー (invar)インバーという名前の経緯と理由

このインバーの特性は1897年にスイス人物理学者シャルル・エドゥアール・ギヨームが発見、その成果により彼は1920年にノーベル物理学賞を受賞しています。このインバー(Invar)という名称は変形しない鋼(Invariable Steel)から命名されました。このインバーという名称はAperamの子会社、Imphy Alloys社の登録商標です(1907年以降)。公式名称はFe-Ni36%になります。

インバー (invar)インバーの主な使用用途

インバーはその熱膨張係数の低さから、熱の影響を避けたい精密機器を製造するために用いられています。主な使用用途の例を下記に示します。

<インバーの使用用途の例>

・時計

・測定器、測量機器

・研究用測定装置

・半導体露光装置・製造装置

・シャドーマスクフレーム

・地震活動検出器

・航空宇宙産業 複合パーツ用モールド

インバー (invar)インバーの特性2

インバーと同様に膨張係数の低い材料も、セラミックなど他にも存在します。ですがインバーは電気伝導性やハンダ適性、弾性、溶接への対応など、金属としての長所を備えているところが大きな特徴です。

またタングステン、タンタル、イリジムムなど、インバーと同様に金属としての特性を備えている金属もありますが、これらはインバーと比較して非常に高価です。こうした材料としての長所が、インバーにはあるのです。

またコバールはインバーに近い合金であり、熱膨張の挙動がガラスとほぼ同じです。

スーパーインバー

インバーを発展させた合金がスーパーインバーです。スーパーインバーは鉄63.5%、ニッケル31.5%、コバルト5%の三元合金であり、熱膨張係数が鉄の1/100以下と、インバーよりもさらに優れた特性を持ちます。「超普変鉄」「超普変鋼」「スーパーアンバー」とも呼ばれます。

やはりインバーと同様に熱膨張率の低さから、ブラウン管のシャドーマスク、半導体関連部品の基礎部分や発電機器など、温度環境の厳しい分野で使用されています。

またスーパーインバーと同様の低熱膨張材として、ノビナイトと言われる材料もあります。

こうしたインバー・スーパーインバーに代表される低熱膨張材は、一般に加工が困難な難削材と呼ばれます。こうした低熱膨張材の特性として、熱による変形が無いのと同時に、熱伝導率が低いことが挙げられます。

その結果、切削加工や研削加工を行った際に、局所的に熱がこもることで熱によるひずみが生じやすくなります。こうした加工特性を持つことから、インバーやスーパーインバーは難削材と呼ばれているのです。

こうしたインバー・スーパーインバーに代表される低熱膨張材に代表される難削材の加工は、ぜひアイテックまでご相談ください。アイテックではマシニングセンタ・CNC旋盤といった一般機械加工から研削加工・放電加工・ワイヤカットまで、機械加工の一貫対応が可能です。

特に機械加工におきましては、安田工業や三井精機工業のジグボーラーを保有。1/1000台での超精密加工にも対応いたします。また研削盤もスイスのスチューダ社など、高精度の名機を設備しております。

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インバー (invar)加工事例