金属加工・金属切削加工

コバールの特徴|硬質ガラスに近い熱膨張係数を活かした封着素材

2018.10.12

コバールとは

コバールとは鉄、ニッケル、コバルトを主成分とした合金のことです。
熱膨張係数を硬質ガラスと近くし、封着させる目的で開発されました。

コバールの用途

常温付近での熱膨張率の低さ、また硬質ガラスとの広い温度範囲での熱膨張係数の近似性を活かし、硬質ガラスと封着・封入・接触させることができるため、金属とガラスやセラミックなどの接着、トランジスタのリードキャップ、光通信関連部品、電子管材料や電子部品のガラス封入材料として不可欠な材料として用いられています。

コバールの加工性

電子部品関係には欠かせないコバールですが、難削材としても知られています。
切削加工が困難な理由として挙げられる理由は、
1.加工硬化が生じやすい
2.熱伝導率が悪い
3.工具材料との親和性が大きい
という3つの難削材条件を揃えています。
これらの難切削条件が揃うと、刃物に切粉が溶着し、剥がれ落ちてしまうチッピングを引き起こす、切粉が刃物から離れずに余計に削りすぎてしまうなどで、仕上げ面粗さの低下、加工精度の大幅な減少などを引き起こしてしまいます。
その為、切削の際には適切な刃物・工具の種類を取り揃え、刃物に負担がかかりすぎないように切削条件・加工方法を慎重に決定して加工を進める必要があります。

コバールの特性(参考値)

Fe(54%)、Ni(29%)、Co(17%)、その他Si・Mn等
熱膨張係数:45~51
硬度 Hv、ビッカース硬さ(MPa):1.5~1.6
線膨張係数
RT~200℃(*10-6 /℃):5.2
RT~300℃(*10-6 /℃):5.1
RT~400℃(*10-6 /℃):4.9
RT~450℃(*10-6 /℃):5.3
RT~500℃(*10-6 /℃):6.2
電気抵抗20℃(μΩ・cm):49
引張強度20℃(MPa):540
耐力(MPa):270
伸び(%):35
ヤング率(GPa):159
融点(℃):1450
熱伝導率20℃(W/(m・K)):17

コバールの使用例

近年では集積度の向上に伴い、高導電性が求められており、レジンシールの利用が増大したことから銅合金を代替として利用されることも多くなっていますが、コバールで作られた線や管は熱膨張係数が一定で低いという性質、また硬質ガラスと近似しているという性質を活かして、ICリードフレームのハーメチックシールなどで電子部品用封着端子に活用されています。

コバールの加工実績

熱伝導率の悪さから機械加工中に発生した熱が逃げにくく、非常に粘りがあるので加工しにくい材料ですが、弊社ではコバールについて材料手配から加工まで一貫して承ります。
小さいサイズの実績が多く、外径φ7、内径φ3、長さ15のような細かい旋盤加工もお受けさせて頂きました。
また、コバールのような難削材も、アルミなど他の材質と同じように小ロット・短納期でお受けすることができます。

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