CoCrMoW-Pulver
CoCrMoW-Pulver ist ein Pulver aus einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Wolfram-Legierung, das in erster Linie für die Herstellung von orthopädischen Gelenkimplantaten verwendet wird. Durch den Zusatz von Wolfram werden Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Härte im Vergleich zu CoCrMo-Legierungen weiter erhöht.
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Inhaltsübersicht
Überblick über CoCrMoW-Pulver
CoCrMoW-Pulver ist ein Pulver aus einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Wolfram-Legierung, das in erster Linie für die Herstellung von orthopädischen Gelenkimplantaten verwendet wird. Durch den Zusatz von Wolfram werden Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Härte im Vergleich zu CoCrMo-Legierungen weiter erhöht.
Zu den wichtigsten Eigenschaften und Vorteilen von CoCrMoW-Pulver gehören:
Eigenschaften und Merkmale von CoCrMoW-Pulver
Eigenschaften | Einzelheiten |
---|---|
Zusammensetzung | Co-Cr-Mo-W-Legierung |
Dichte | 9,2 g/cc |
Partikelform | Sphärisch |
Größenbereich | 15-45 Mikrometer |
Scheinbare Dichte | Bis zu 60% an echter Dichte |
Fließfähigkeit | Gut |
Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet durch Cr-Oxidschicht |
Biokompatibilität | Hoch, für Implantate geeignet |
Abriebfestigkeit | Äußerst gut von W und Cr |
Stärke | Sehr hoch aus Mischkristallverfestigung |
Mit seiner einzigartigen Kombination aus Biokompatibilität, hoher Härte, Festigkeit und Zähigkeit ermöglicht CoCrMoW die Herstellung hochleistungsfähiger orthopädischer Implantate durch 3D-Druck oder Metallspritzguss.
CoCrMoW-Pulver-Zusammensetzung
CoCrMoW-Pulver-Zusammensetzung
Element | Gewicht % |
---|---|
Kobalt | Bilanz |
Chrom | 26-30% |
Molybdän | 5-7% |
Wolfram | 4-6% |
Kohlenstoff | < 0,35% |
Mangan | < 1% |
Silizium | < 1% |
Eisen | < 1% |
Nickel | < 1% |
- Kobalt sorgt für Festigkeit, Biokompatibilität und unterstützt die Stärkung der festen Lösung
- Chrom für Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit
- Molybdän trägt zur Festigung des Mischkristalls bei
- Wolfram verbessert die Verschleißfestigkeit und Härte erheblich
- Andere Elemente, die als Verunreinigungen vorhanden sind
Der hohe Cr-, Mo- und W-Gehalt führt zu einer hervorragenden Kombination aus Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit, die für orthopädische Implantate erforderlich ist.
CoCrMoW-Pulver Physikalische Eigenschaften
CoCrMoW-Pulver Physikalische Eigenschaften
Eigenschaften | Werte |
---|---|
Dichte | 9,2 g/cc |
Schmelzpunkt | 1370-1430°C |
Elektrischer Widerstand | 96 μΩ-cm |
Wärmeleitfähigkeit | 16 W/mK |
CTE | 14,5 x 10^-6 K^-1 |
Curie-Temperatur | 1160°C |
- Hohe Dichte im Vergleich zu CoCrMo und Titan-Legierungen
- Behält seine Festigkeit und Härte auch bei erhöhten Temperaturen bei
- Relativ geringe Wärmeleitfähigkeit
- Wird oberhalb der Curie-Temperatur paramagnetisch
- Höherer WAK als konkurrierende Legierungen bei Implantatanwendungen
Die Eigenschaften ermöglichen den Einsatz in tragenden orthopädischen Implantaten, die eine hohe Temperaturfestigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
CoCrMoW-Pulver Mechanische Eigenschaften
CoCrMoW-Pulver Mechanische Eigenschaften
Eigenschaften | Werte |
---|---|
Härte | 43-52 HRC |
Zugfestigkeit | 1310-1650 MPa |
Streckgrenze | 1035-1450 MPa |
Dehnung | 8-15% |
Elastizitätsmodul | 240-310 GPa |
Druckfestigkeit | 1700-2100 MPa |
- Ausgezeichnete Kombination aus sehr hoher Festigkeit und Härte
- Die Festigkeitswerte übersteigen die Anforderungen für tragende Implantate
- Angemessene Verformbarkeit für ein hartes Material
- Hoher Modul bietet die für Implantate erforderliche Steifigkeit
- Hohe Ermüdungsfestigkeit gewährleistet Langlebigkeit
Aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften eignet sich CoCrMoW-Pulver sehr gut für die Herstellung starker, verschleißfester orthopädischer Implantate mittels AM-Verfahren.
CoCrMoW-Pulver Anwendungen
Zu den Hauptanwendungen von CoCrMoW-Pulver gehören:
CoCrMoW-Pulver Anwendungen
Anmeldung | Beispiele |
---|---|
Orthopädische Implantate | Knie-, Hüft- und Zahnimplantate |
Medizinische Geräte | Chirurgische Werkzeuge und Instrumente |
Luft- und Raumfahrt | Komponenten von Flugzeugtriebwerken |
Automobilindustrie | Teile für die Kraftstoffeinspritzung, Ventile |
Industriell | Stanzwerkzeuge, Matrizen, Gussformen |
Einige spezifische Produktverwendungen von CoCrMoW-Legierungspulver:
- Gelenkige Oberflächen in Gelenkersatzimplantaten
- Zahnkronen, Brücken und Wurzelkappen
- Kiefer- und Gesichtsimplantate, Schädelplatten
- Turbinenschaufeln und Gehäuse für Flugzeugtriebwerke
- Motorventile und Kraftstoffeinspritzdüsen für Kraftfahrzeuge
- Schneidwerkzeuge und industrielle Werkzeuge
Die Kombination aus hervorragenden mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität bietet maximale Leistung für diese anspruchsvollen Anwendungen.
CoCrMoW-Pulver Spezifikationen
Wichtige Normen für CoCrMoW-Pulver:
CoCrMoW-Pulver Normen
Standard | Beschreibung |
---|---|
ASTM F75 | Norm für CoCrMo-Knetlegierung für chirurgische Implantate |
ASTM F1537 | CoCrMoNi-Knetlegierung für Dentalanwendungen |
ASTM F3001 | Spezifikation für die additive Herstellung von medizinischen Implantaten durch Pulverbettschmelzen |
ISO 5832-4 | Knetlegierung CoCrMoNi für chirurgische Implantate |
Diese Normen legen fest:
- Grenzwerte für Zusammensetzung, Verunreinigungen
- Mindestanforderungen an mechanische Eigenschaften
- Herstellungsverfahren - Zerstäubung mit Inertgas
- Akzeptable Partikelgrößenverteilung
- Prüfprotokolle für die Qualitätssicherung
- Anforderungen an die Charakterisierung von Pulvern
Die Einhaltung der Normen gewährleistet die Eignung für kritische orthopädische Implantatanwendungen.
CoCrMoW-Pulver Partikelgröße
CoCrMoW-Pulver Partikelgrößenverteilung
Partikelgröße | Merkmale |
---|---|
15-25 Mikrometer | Einsatz beim Laser-Pulver-Bett-Fusionieren (LPBF) |
25-45 Mikrometer | Einsatz bei Binder Jetting und DMLS |
10-45 Mikrometer | Verwendung beim Metall-Spritzgießen |
- Feineres Pulver bietet höhere Auflösung und Oberflächengüte für AM
- Gröberes Pulver hat eine bessere Fließfähigkeit für die Pulververarbeitung
- Ausgewogene Größenverteilung, optimiert für jede Produktionsmethode
- Strenge Kontrolle über die Partikelgrößenverteilung wird beibehalten
Die Kontrolle der Partikelgröße und -morphologie ermöglicht eine hohe Packungsdichte und eine optimierte Sinterung.
CoCrMoW-Pulver Scheinbare Dichte
CoCrMoW-Pulver Scheinbare Dichte
Scheinbare Dichte | Merkmale |
---|---|
Bis zu 60% an echter Dichte | Für kugelförmige Pulvermorphologie |
Bereich 4,5-5,5 g/cc | Aufgrund von Hohlräumen zwischen den Partikeln |
- Höhere Schüttdichte verbessert den Pulverfluss und die Kompressibilität
- Sphärische Pulverform ermöglicht höhere Packungsdichte
- Werte bis zu 65% sind mit optimiertem Pulver möglich
Eine höhere scheinbare Dichte führt zu einer besseren Fertigungsproduktivität und Teilequalität.
Verfahren zur Herstellung von CoCrMoW-Pulver
CoCrMoW-Pulver-Produktion
Methode | Einzelheiten |
---|---|
Gaszerstäubung | Hochdruck-Inertgas bricht den Strom der geschmolzenen Legierung in feine Tröpfchen auf |
Vakuum-Induktionsschmelzen | Hochreine, unter Vakuum geschmolzene Ausgangsstoffe |
Mehrfaches Umschmelzen | Verbessert die chemische Homogenität |
Siebung | Klassifizierung von Pulver in verschiedene Korngrößenfraktionen |
Mischen | Gemischte Pulverfraktionen zur Anpassung der Partikelverteilung |
- Gaszerstäubung erzeugt feine sphärische Pulvermorphologie
- Vakuumschmelzen minimiert Verunreinigungen wie Sauerstoff und Stickstoff
- Mehrfaches Umschmelzen verbessert die Einheitlichkeit der Zusammensetzung
- Nachbearbeitung ermöglicht präzise Kontrolle der Partikelgrößenverteilung
Die vollautomatische Produktion und die strenge Prozesskontrolle gewährleisten zuverlässige Eigenschaften und eine gleichbleibende Qualität des Pulvers von Charge zu Charge.
Preise für CoCrMoW-Pulver
Preise für CoCrMoW-Pulver
Faktor | Auswirkungen |
---|---|
Pulverqualität | Preis steigt mit höherer Reinheit |
Partikelgröße | Ultrafeine Sorten teurer |
Bestellmenge | Preisnachlass bei Großbestellungen |
Eigenschaften des Pulvers | Höhere Rohdichte kostet mehr |
Verpackung | Mit Argon gefüllte Behälter erhöhen den Preis |
Anforderungen an die Prüfung | Strengere Tests erhöhen die Kosten |
Vorlaufzeit | Schnellere Lieferzeiten erhöhen die Kosten |
Vorläufige Preisgestaltung
- CoCrMoW für medizinische Anwendungen: $120-180 pro kg
- CoCrMoW für industrielle Anwendungen: $80-120 pro kg
Bei Großbestellungen von mehr als mehreren hundert Kilogramm gelten deutlich niedrigere Preise.
CoCrMoW-Pulver-Lieferanten
CoCrMoW-Pulver-Lieferanten
Unternehmen | Standort |
---|---|
Zimmerer-Zusatzstoff | USA |
Sandvik Fischadler | UK |
Hoganas | Schweden |
Praxair | USA |
AP&C | Kanada |
Erasteel | Frankreich |
Wichtige Auswahlfaktoren:
- Auswahl an Pulversorten und Partikelgrößen
- Produktionskapazität und Vorlaufzeiten
- Qualität und Konsistenz des Pulvers
- Einhaltung der medizinischen Normen
- Preisgestaltung und Mindestbestellmenge
- Inspektion, Prüfung und QS-Prozesse
Handhabung und Sicherheit von CoCrMoW-Pulver
Handhabung von CoCrMoW-Pulver
Empfehlung | Grund |
---|---|
Einatmen vermeiden | Zur Vorbeugung von Lungengewebeschäden durch Feinstaub |
Schutzmaske und Handschuhe tragen | Verhindern Sie versehentliches Verschlucken durch Nase/Mund |
In gut belüfteten Bereichen handhaben | Verringern Sie die Zirkulation von Partikeln in der Luft |
Geeignete Schutzkleidung verwenden | Hautkontakt minimieren |
Sicherstellen, dass keine Zündquellen in der Nähe sind | Pulver kann in Sauerstoffatmosphäre brennen |
Antistatik-Protokolle befolgen | Verhinderung von Bränden durch statische Entladung bei der Handhabung |
Verwenden Sie funkenfreie Werkzeuge | Vermeiden Sie die Möglichkeit einer Entzündung |
In verschlossenen Behältern an einem kühlen, trockenen Ort aufbewahren | Verhinderung von Verschmutzung und Oxidation |
Obwohl CoCrMoW-Pulver relativ inert ist, sollten die empfohlenen Vorsichtsmaßnahmen für eine sichere Handhabung und Verarbeitung beachtet werden.
Inspektion und Prüfung von CoCrMoW-Pulver
CoCrMoW-Pulverprüfung
Test | Einzelheiten |
---|---|
Chemische Analyse | ICP-Spektroskopie zur Überprüfung der Zusammensetzung |
Analyse der Partikelgröße | Bestimmt die Partikelgrößenverteilung |
Scheinbare Dichte | Gemessen mit einem Hall-Durchflussmesser gemäß ASTM B212 |
Morphologie des Pulvers | Bildgebende Analyse mittels SEM zur Überprüfung der Partikelform |
Prüfung der Durchflussmenge | Bestimmung der Fließfähigkeit durch einen standardisierten Trichter |
Prüfung der Gewindedichte | Dichte gemessen nach mechanischem Klopfen der Pulverprobe |
Strenge Tests gewährleisten die Einhaltung von Spezifikationen wie ASTM F75 und konsistentes Pulver für die Herstellung orthopädischer Implantate.
Lagerung und Handhabung von CoCrMoW-Pulver
Lagerung von CoCrMoW-Pulver
Faktor | Wirkung |
---|---|
Luft, Sauerstoff | Gefahr der Oxidation bei hohen Temperaturen |
Luftfeuchtigkeit | Niedrige Korrosionsrate bei Raumtemperatur |
Organische Lösungsmittel | Kann Lösungsmittel und Fleckenpulver absorbieren |
Säuren, Laugen | Beständig gegen milde Säuren und Basen |
Erhöhte Temperaturen | Erhöhte Reaktivität und Oxidation an der Luft |
Verunreinigung | Kann Fließfähigkeit und Sinterfähigkeit beeinträchtigen |
Empfehlungen:
- Versiegelt in mit Inertgas gespülten Behältern lagern
- Halten Sie die Temperatur unter 30°C
- Vermeiden Sie den Kontakt mit oxidierenden Säuren und chlorierten Lösungsmitteln
- Offene Behälter nur in kontrollierten Umgebungen
Bei entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen weist CoCrMoW-Pulver eine ausgezeichnete Stabilität bei der Handhabung und Lagerung auf.
Vergleich mit CoCrMo-Pulver
CoCrMoW vs. CoCrMo-Pulver
Parameter | CoCrMoW | CoCrMo |
---|---|---|
Dichte | 9,2 g/cc | 8,3 g/cc |
Härte | 43-52 HRC | 35-45 HRC |
Zugfestigkeit | 1310-1650 MPa | 1170-1510 MPa |
Abriebfestigkeit | Ausgezeichnet | Sehr gut |
Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet |
Biokompatibilität | Hoch | Hoch |
Kosten | Hoch | Mäßig |
Verwendet | Orthopädische Implantate, Luft- und Raumfahrt | Orthopädische Implantate, Zahnimplantate |
- CoCrMoW hat eine deutlich höhere Festigkeit und Härte
- CoCrMoW bietet bessere Verschleißfestigkeit
- Beide bieten hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität
- CoCrMoW ist wegen des W-Zusatzes teurer
- CoCrMoW bevorzugt für Knie- und Hüftimplantate; CoCrMo für die Zahnmedizin
Der Wolframzusatz verleiht CoCrMoW bessere mechanische Eigenschaften als herkömmlichen CoCrMo-Legierungen.
CoCrMoW-Pulver Vor- und Nachteile
Vorteile von CoCrMoW-Pulver:
- Ausgezeichnete Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit
- Hohe Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit
- Gute Eigenschaften bei hohen Temperaturen
- Kann mit AM- oder MIM-Techniken verarbeitet werden
- Geeignet für lasttragende orthopädische Implantatanwendungen
- Bietet ein attraktives ästhetisches Erscheinungsbild
Beschränkungen von CoCrMoW-Pulver:
- Teurer als CoCrMo und rostfreies Stahlpulver
- Geringere Duktilität und Bruchzähigkeit
- Erfordert Schutzatmosphäre während der Verarbeitung
- Schwierig zu bearbeitende Endkomponenten
- Begrenzte Fügbarkeit und Schweißbarkeit
- Freisetzung von Co-Ionen gibt Anlass zu gesundheitlichen Bedenken
CoCrMoW-Pulver FAQs
F: Was sind die Hauptanwendungen von CoCrMoW-Pulver?
A: Die wichtigsten Anwendungen sind Knie- und Hüftgelenkersatzimplantate, Zahnersatz wie Kronen und Brücken, Kieferimplantate und Komponenten für die Luft- und Raumfahrt wie Turbinenschaufeln.
F: Wie verbessert der Zusatz von Wolfram die Eigenschaften der CoCrMo-Legierung?
A: Wolfram erhöht die Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit durch Mischkristallverfestigung und Bildung steifer Karbide erheblich. Dies führt zu einer hervorragenden Leistung für tragende Implantate.
F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Handhabung von CoCrMoW-Pulver erforderlich?
A: Zu den empfohlenen Vorsichtsmaßnahmen gehören das Tragen von Schutzmaske, Handschuhen und Kleidung, die Handhabung in belüfteten Bereichen, das Vermeiden von Zündquellen, die Kontrolle statischer Entladungen, die Verwendung funkenfreier Werkzeuge und die Lagerung versiegelter Behälter an einem kühlen, trockenen Ort.
F: Was sind die wichtigsten Unterschiede zwischen CoCrMoW-Güten für medizinische und industrielle Anwendungen?
A: Medizinische Qualitäten haben einen höheren Reinheitsgrad, geringere Verunreinigungen, eine kontrollierte Partikelgrößenverteilung, werden strengeren Tests unterzogen und unter strenger Qualitätskontrolle hergestellt, um die Standards für biomedizinische Implantate zu erfüllen.
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