Kovar (UNS K94610 / ASTM F15 / W.-Nr. 1.3981) es una aleacion de hierro-niquel-cobalto de expansion termica controlada, disenada para igualar el coeficiente de dilatacion del vidrio de borosilicato y la alumina ceramica. Su composicion, con 29 % de niquel y 17 % de cobalto, produce un coeficiente de expansion termica (CTE) de aproximadamente 5.1 × 10-6/C en el rango de 20-400 C, con un punto de inflexion alrededor de 430 C. SHUNFU METAL la suministra con certificaciones ISO 9001 y API Q1, respaldada por un inventario de 8,000 toneladas de aleaciones especiales y control de calidad integral en cada lote.
Kovar — Vision General
El Kovar ocupa una posicion unica en la ingenieria de materiales: no se selecciona por su resistencia mecanica ni por su tolerancia a la corrosion, sino por la precision de su expansion termica. Su CTE se mantiene excepcionalmente bajo y estable desde temperatura ambiente hasta el punto de Curie (435 C), igualando la curva de dilatacion del vidrio duro Pyrex y de ceramicas de alumina. Esta coincidencia es la clave para fabricar sellos hermeticos vidrio-metal que no se agrietan durante el enfriamiento ni durante los ciclos termicos de servicio. Los procesos internos de SHUNFU METAL —desde la fusion VIM con refinacion ESR para eliminar impurezas volatiles, hasta el recocido de recristalizacion a 880-900 C en atmosfera de hidrogeno— garantizan un control composicional extremadamente ajustado y una microestructura de grano fino y homogeneo que es esencial para la fiabilidad del sello hermetico.
Grados Equivalentes de Kovar
| Norma | Designacion |
|---|---|
| UNS | K94610 |
| ASTM | F15 (FeNi29Co17) |
| W.-Nr. / DIN | 1.3981 (Vacon 12) |
| GB/T (China) | 4J29 |
Nombres comerciales internacionales: Nilo K (Special Metals), Dilver P0 / Dilver P1 (Aperam Imphy), Rodar (Telcon), Silvar 48, 29HK (Rusia). SHUNFU METAL suministra Kovar conforme a las normas ASTM F15, GB/T 15018 y DIN 17745, con certificados de ensayo EN 10204 3.1. La composicion quimica de cada colada se verifica mediante OES para garantizar la relacion Ni/Co dentro de tolerancias inferiores a 0.5 %, condicion indispensable para la repetibilidad del CTE.
Aplicaciones Industriales
Valvulas de transmision de alta potencia (power tubes), tubos de oscilacion, magnetrones para radar y comunicaciones; sobres y pasamuros de tubos de microondas para satelites; componentes de ignitrones y tiratrones en sistemas de conmutacion de alta tension; bases de tubo selladas con vidrio duro Pyrex.
Cabezales de transistores TO-can (transistor headers) con pasamuros vidrio-metal; marcos conductores (lead frames) para circuitos integrados en encapsulados planos (flat packs) y DIP ceramicos; tapas y bases de encapsulados hermeticos para circuitos hibridos de alta fiabilidad militar y espacial.
Encapsulados de diodos laser para telecomunicaciones por fibra optica; ventanas y pasamuros hermeticos en fotodetectores y moduladores; submonturas de Kovar para acoplamiento fibra-optico en transceptores; componentes para tubos intensificadores de imagen en sistemas de vision nocturna.
Conectores hermeticos vidrio-metal para satelites y vehiculos espaciales que deben mantener estanqueidad en el vacio del espacio; pasamuros electricos en carcasas de electronica de misiles y radomos; ventanas de guia de ondas de radar selladas; componentes para sistemas de propulsion electrica en naves espaciales.
Pasamuros hermeticos ceramica-metal en marcapasos, neuroestimuladores y desfibriladores implantables donde una fuga de humedad significaria el fallo catastrofico del dispositivo; conectores de electrodos sellados; ventanas de tubos de rayos X para equipos de diagnostico medico y tomografia computarizada.
Carcasas de relees hermeticos para aplicaciones de alta fiabilidad en centrales nucleares y subestaciones electricas; interruptores de lamina (reed switches) para sensores de posicion y detectores de proximidad; vainas de termopar para ambientes controlados; ampollas de flash fotografico con sellos vidrio-metal.
Dimensiones de Suministro — Kovar
SHUNFU METAL suministra Kovar en los siguientes formatos y rangos dimensionales, cubriendo desde flejes ultrafinos para estampacion de precision hasta barras para mecanizado de conectores y bridas. Cada producto se entrega con certificados de ensayo conforme a EN 10204 3.1, incluyendo la curva de expansion termica del lote. Los procesos de control de calidad —certificados bajo ISO 9001 y API Q1— abarcan la fusion VIM+ESR, el recocido final en atmosfera de hidrogeno y la medicion dilatométrica para validar el CTE.
| Formato | Rango Dimensional |
|---|---|
| Fleje / Banda (laminado en frio) | Espesor 0.1 mm – 3.5 mm, Ancho hasta 400 mm |
| Placa / Chapa | Espesor 3.5 mm – 40 mm, Ancho hasta 1,200 mm |
| Alambre (estirado en frio) | φ0.1 mm – φ5 mm |
| Barra / Redondo | φ5 mm – φ180 mm |
| Tubo sin Soldadura | Segun plano del cliente, consulta tecnica previa |
SHUNFU METAL suministra el Kovar en estado recocido (condicion blanda) con acabado superficial brillante libre de oxido, obtenido mediante recocido en atmosfera de hidrogeno para garantizar una superficie limpia lista para el sellado. Bajo solicitud, se suministran estados semiduros (1/4 duro, 1/2 duro, 3/4 duro) para aplicaciones de estampacion profunda que requieran mayor rigidez. La preoxidacion superficial controlada (700-800 C en aire) puede realizarse internamente para clientes que requieran material listo para el proceso de sellado vidrio-metal.
Composicion Quimica segun ASTM F15
| Elemento | % Peso | Rol |
|---|---|---|
| Hierro (Fe) | Balance (~53) | Matriz base, rigidez estructural |
| Niquel (Ni) | 28.5 – 29.5 | Control principal del CTE |
| Cobalto (Co) | 16.8 – 17.8 | Ajuste fino del punto de Curie y CTE |
| Manganeso (Mn) | ≤ 0.50 | Desoxidante, mejora la trabajabilidad en caliente |
| Silicio (Si) | ≤ 0.30 | Desoxidante secundario |
| Carbono (C) | ≤ 0.04 | Ultrabajo, evita carburos que alteran el CTE |
| Cobre (Cu) | ≤ 0.20 | Control de impurezas |
| Cromo (Cr) | ≤ 0.20 | Control de impurezas |
| Molibdeno (Mo) | ≤ 0.20 | Control de impurezas |
| Fosforo (P) | ≤ 0.020 | Control estricto de pureza |
| Azufre (S) | ≤ 0.020 | Control estricto de pureza |
SHUNFU METAL verifica la composicion de cada colada VIM+ESR mediante OES, con especial atencion a la relacion Ni/Co y al contenido maximo de impurezas. Desviaciones de solo 0.2 % en el contenido de niquel o cobalto pueden desplazar el punto de Curie y alterar la curva de expansion termica, comprometiendo la integridad del sello vidrio-metal. La densidad del material es 8.36 g/cm3, con punto de fusion de aproximadamente 1,450 C y punto de Curie a 435 C. La resistividad electrica es 0.49 μΩ·m y la conductividad termica 17.3 W/m·K.
Propiedades de Expansion Termica y Mecanicas
La propiedad definitoria del Kovar es su expansion termica controlada, no su resistencia mecanica. Los valores siguientes corresponden al estado recocido estandar segun ASTM F15 y GB/T 15018, tras tratamiento termico a 880-900 C en atmosfera de hidrogeno o vacio con enfriamiento controlado. SHUNFU METAL realiza medicion dilatométrica en cada lote para certificar la curva de CTE.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| CTE 20-300 C | 4.6 – 5.2 × 10-6/C |
| CTE 20-400 C | 5.1 – 5.5 × 10-6/C |
| CTE 20-450 C | 5.3 – 5.8 × 10-6/C |
| Punto de Inflexion (Curie) | ~435 C |
| Resistencia a la Traccion (Rm, blando) | ≤ 570 MPa (83 ksi) |
| Limite Elastico (Rp0.2, blando) | ~ 345 MPa (50 ksi) |
| Alargamiento (A%, blando) | ≥ 30% |
| Dureza Rockwell B (HRB, blando) | ≤ 80 |
| Modulo de Elasticidad | ~ 207 GPa (30 Msi) |
Los certificados de calidad documentan la conformidad con los requisitos de ISO 9001 y API Q1, incluyendo la curva dilatométrica individual de cada lote. Bajo solicitud, SHUNFU METAL puede suministrar el Kovar en estados 1/4 duro (520-630 MPa), 1/2 duro (590-700 MPa), 3/4 duro (600-770 MPa) o totalmente duro (≥ 700 MPa) para aplicaciones de estampacion profunda. Otros ensayos disponibles: medicion del punto de Curie por analisis termico diferencial, resistencia de sello vidrio-metal tras preoxidacion controlada a 700-800 C, y control dimensional de precision para componentes microelectronicos.
