Chrom CoCr prášek

Přehled

Chrom CoCr prášek, také známý jako kobalt-chromový prášek, je specializovaný kovový prášek používaný v různých průmyslových aplikacích, jako je kovový 3D tisk, povrchové nátěry a výroba lékařských implantátů.

Jedná se o slitinu složenou převážně z kobaltu a chromu, v menším množství se přidávají další prvky jako molybden, nikl, železo, mangan a křemík. Přesné složení lze upravit podle požadavků aplikace.

Chromové slitiny CoCr jsou ceněny pro vlastnosti, jako je vysoká pevnost, odolnost proti korozi, biokompatibilita a odolnost proti opotřebení. Proces práškové metalurgie umožňuje vyrábět z tohoto materiálu součásti se složitou geometrií.

Složení

Typický rozsah složení práškového chromu CoCr

Živel	Hmotnost %
Kobalt (Co)	40-65%
Chrom (Cr)	19-30%
molybden (Mo)	0-10%
nikl (Ni)	0-1%
železo (Fe)	0-5%
mangan (Mn)	0-1%
křemík (Si)	0-1%
uhlík (C)	0-0.75%
Ostatní stopové prvky	0-1%

Poměr kobaltu a chrómu lze upravit na základě toho, zda je pro aplikaci důležitější odolnost proti opotřebení nebo odolnost proti korozi. Vyšší obsah chrómu zlepšuje odolnost proti korozi a oxidaci. Vyšší obsah kobaltu poskytuje lepší vlastnosti proti opotřebení.

Zakázkové slitiny lze také vyrábět s nestandardními složeními přizpůsobenými pro specializované aplikace v průmyslových odvětvích, jako je letectví, energetika a elektronika.

Výrobní proces

Chromium CoCr prášek se vyrábí procesem atomizace plynu, při kterém je zkapalněná slitina zasažena vysokotlakými tryskami inertního plynu, jako je argon nebo dusík. Tím se roztavený proud rozbije na velmi jemné kapičky, které ztuhnou na kulovité prášky.

Distribuce velikosti částic se může pohybovat od 10 mikronů do více než 100 mikronů na základě požadavků. Jemnější prášky poskytují lepší slinování, zatímco hrubší částice zlepšují vlastnosti toku prášku.

Plynem atomizované prášky CoCr mají vyšší čistotu, jednotnější složení, konzistentní velikosti částic a lepší průtok ve srovnání s variantami atomizovanými vodou. Bývají však o 15-20% dražší kvůli vyšším výrobním nákladům.

Vlastnosti

Fyzikální a mechanické vlastnosti práškového chromu CoCr

Vlastnictví	Popis
Morfologie částic	Převážně kulový s určitým satelitem
Zdánlivá hustota	Přibližně 4 g/cc
Hustota poklepání	Až 5,2 g/cc
Průtoková rychlost	Docela volně tekoucí > 1,25 g/s
Měrná tepelná kapacita	Kolem 0,44 J/g-°C
Bod tání	1260-1450 °C
Pevnost v tahu	Až 1310 MPa
Pevnost v tahu	Až 1210 MPa
Prodloužení	8-16%
Tvrdost	Až 50 HRC

Slitiny CoCr poskytují vynikající kombinaci vysoké pevnosti a tvrdosti ve spojení s přiměřenou tažností. Vlastnosti lze upravit úpravou relativního složení prvků.

Charakteristika

Speciální vlastnosti práškové slitiny Chrom CoCr

• Vynikající odolnost proti korozi a opotřebení – Ochranná vrstva oxidu chrómu odolává chemickým útokům. Vysoká tvrdost zachovává rozměrovou integritu.
• Vynikající biokompatibilita a bioinertnost – Nevyvolává nežádoucí reakce při použití v lékařských implantátech.
• Zachovává pevnost a výkon při vysokých teplotách – Provozní teplota přesahuje 800 °C.
• Lze snadno sterilizovat běžnými nemocničními postupy.
• Nižší hustota ve srovnání s alternativami, jako je nerezová ocel – možné lehké konstrukce.
• Vlastnosti jako tvrdost, odolnost proti korozi atd. lze selektivně zlepšit.
• Způsob výroby prášku umožňuje velmi jemnou kontrolu nad složením a distribucí velikosti.

Díky těmto vlastnostem je chrom CoCr vhodný pro speciální aplikace, kde běžné slitiny mohou mít problémy s výkonem nebo bezpečností.

Aplikace

Typické aplikace práškového chromu CoCr

Průmysl	Oblasti použití
Aerospace	Součásti turbínových motorů, části podvozků
Automobilový průmysl	Sedla a vedení ventilů, díly turbodmychadel
Energie	Zplyňování uhlí, jaderné a solární komponenty
Průmyslový	Tepelné nástřiky, nástrojové přípravky a přípravky
Lékařský	Zubní implantáty, ortopedické implantáty, protetika
Ropa a plyn	Kuličky a sedla kulových kohoutů, vrtací nářadí

Mezi další specializované aplikace patří elektrické kontakty, svařovací dráty, šperky, magnety, mince, munice, spojovací prvky, řezné nástroje atd.

Biokompatibilita a odolnost proti korozi se využívá při výrobě kritických součástí letadel a také nosných lékařských implantátů, jako jsou kyčelní a kolenní klouby.

Aditivní výroba poskytuje větší svobodu návrhu při použití konstrukcí CoCr i ve složitých geometriích potřebných pro implantáty specifické pro pacienta.

3D tisk s Chrom CoCr prášek

Výhody 3D tisku na kov za použití výchozího materiálu Chromium CoCr

• Široká škála dosažitelných mechanických vlastností – stejně vysoká jako lité nebo kované ekvivalenty
• Výroba implantátů specifických pro pacienta vhodných pro anatomii
• Produkty se složitými vnitřními prvky, jako jsou příhradové konstrukce
• Omezené množství dílů bez potřeby nářadí
• Snížená tvorba odpadu díky aditivní povaze
• Konformní chladicí kanály mohou být začleněny do dílů
• Umožňuje lehké, optimalizované návrhy, které by jinak nebyly proveditelné
• Kratší doba uvedení na trh zakázkových produktů

Práškový chrom CoCr lze zpracovat fúzí laserového prášku (L-PBF) i tryskáním pojiva. L-PBF nabízí lepší vlastnosti, zatímco tryskání pojiva umožňuje větší konstrukce.

Specifikace

Typická distribuce velikosti a třídy plynem atomizovaného chrom-CoCr prášku

Velikost částic (mikrony)	Distribuce velikosti	Společné známky
<20	Používá se pro tryskání pojiva	CCo-20, CoCr-20s
20-45	Vhodné pro většinu procesů LPBF	CCo-28, CoCr-28M
45-100	Optimální tokové vlastnosti	CCo-45, CoCr-45H
>100	Pro aplikace žárovým nástřikem	CCo-106, CoCr-106

Jemnější prášky poskytují vyšší rozlišení, zatímco hrubší částice zlepšují tok. Velikost lze optimalizovat pro parametry, jako je tloušťka vrstvy, povrchová úprava, rychlost sestavení a potřeby následného zpracování.

Příslušné normy pro složení a výrobu

• ASTM F75, ISO 5832-4, 5832-12: Slitina pro lité kobalt-chromové chirurgické implantáty
• ASTM B348: Standardní specifikace pro prášky titanu a slitin titanu
• ASTM F3055, F3056: Specifikace charakteristik aditivní výroby kovových prášků

Dodavatelé a ceny

Orientační cenové rozpětí plynem atomizovaného chromového CoCr prášku

Stav	Cenové rozpětí
Vakuově baleno	$50 - $150 za kg
Utěsněno inertním plynem	$60 – $200 na kg

Cena silně závisí na objemu objednávky, distribuci velikosti částic, způsobu atomizace plynu (vzduch nebo argon) a množství stopových prvků.

Někteří přední dodavatelé

• Přísada pro tesaře
• Sandvik Osprey
• Praxair
• Hoganas
• Technologie LPW
• Erasteel

Slitiny kobaltu se potýkají s proměnlivou nabídkou surovin a extrémním kolísáním cen. Dlouhodobé smlouvy o dodávkách jsou vhodné pro hromadné kupující.

Srovnání s alternativami

Jak se Chromium CoCr srovnává s nástrojovou ocelí a prášky z nerezové oceli

Parametr	Chrom CoCr	Nástrojová ocel	Nerezová ocel
Hustota	Nízký	Střední	Vyšší
Tvrdost	Vysoký	Velmi vysoko	Střední
Síla	Vysoký	Střední	Střední
Odolnost proti korozi	Vynikající	Špatný	Vysoký
Odolnost proti opotřebení	Vynikající	Dobrý	Střední
Bio-inertness	Vysoký	Neověřeno	Mírný
Náklady na suroviny	Vysoký	Nízký	Střední
Tepelné vlastnosti	Lepší	Špatný	Mírný
Vyrobitelnost	Komplexní	Mírný	Easy

Nástrojové oceli mají výjimečnou tvrdost a mohou být alternativními náhradami odolnými proti opotřebení, pokud biokompatibilita není důležitá. Nerezové oceli jsou levnější a dostačující pro běžné potřeby ochrany proti korozi.

Pro kritické aplikace vyžadující spolehlivost, výkon a bezpečnost předčí Chromium CoCr běžné slitiny železa a oceli v mnoha ohledech. Vyšší cena je opodstatněná pro jedinečné případy použití.

FAQ

Co je chromkobaltový prášek (CoCr)?Chromkobaltový prášek (CoCr) je prášek z kovové slitiny složený především z chrómu a kobaltu. Je známý pro svou vynikající odolnost proti korozi, vysokoteplotní stabilitu a biokompatibilitu.Jaké jsou hlavní vlastnosti prášku chromkobaltového (CoCr)?Chromkobaltový prášek (CoCr) vykazuje vysokou pevnost, tvrdost, odolnost proti korozi a biokompatibilitu, díky čemuž je vhodný pro různé aplikace.Jaké jsou běžné aplikace práškového chromkobaltu (CoCr)?CoCr prášek se běžně používá v průmyslových odvětvích, jako je letectví, lékařství a zubní lékařství. Používá se při výrobě součástí leteckých motorů, ortopedických implantátů, zubní protetiky a dalších.Je práškový chromkobalt (CoCr) bezpečný pro lékařské implantáty?Ano, CoCr je považován za biokompatibilní materiál a je široce používán v lékařské oblasti pro implantáty, jako jsou náhrady kyčelního a kolenního kloubu.Jaké jsou výhody použití práškového chromkobaltového (CoCr) prášku v leteckých aplikacích?Díky vysoké teplotní stabilitě a odolnosti proti korozi je CoCr ideální pro letecké aplikace, včetně výroby součástí proudových motorů a dílů plynových turbín.znát více procesů 3D tisku