CoCrMoW Polvo

Descripción general del polvo de CoCrMoW

El polvo de CoCrMoW es un polvo de aleación de cobalto-cromo-molibdeno-tungsteno utilizado principalmente para la fabricación de implantes de articulaciones ortopédicas. La adición de tungsteno mejora aún más la solidez, la resistencia al desgaste y la dureza en comparación con las aleaciones de CoCrMo.

Entre las principales propiedades y ventajas del polvo de CoCrMoW se incluyen:

Propiedades y características del polvo de CoCrMoW

Propiedades	Detalles
Composición	Aleación Co-Cr-Mo-W
Densidad	9,2 g/cc
Forma de las partículas	Esférica
Tamaños	15-45 micras
Densidad aparente	Hasta 60% de densidad real
Fluidez	Bien
Resistencia a la corrosión	Excelente gracias a la capa de óxido de Cr
Biocompatibilidad	Alta, apta para implantes
Resistencia al desgaste	Extremadamente bueno de W y Cr
Fuerza	Muy alto a partir del refuerzo de la solución sólida

Con su combinación única de biocompatibilidad, alta dureza, resistencia y tenacidad, el CoCrMoW permite la fabricación de implantes ortopédicos de alto rendimiento mediante impresión 3D o moldeo por inyección de metal.

Composición del polvo de CoCrMoW

Composición del polvo de CoCrMoW

Elemento	Peso %
Cobalto	Saldo
Cromo	26-30%
Molibdeno	5-7%
Tungsteno	4-6%
Carbono	< 0,35%
Manganeso	< 1%
Silicio	< 1%
Hierro	< 1%
Níquel	< 1%

• El cobalto aporta resistencia, biocompatibilidad y refuerza la solución sólida.
• Cromo para la resistencia a la oxidación y a la corrosión
• El molibdeno contribuye a reforzar la solución sólida
• El wolframio mejora significativamente la resistencia al desgaste y la dureza
• Otros elementos presentes como impurezas

El alto contenido en Cr, Mo y W da como resultado una excelente combinación de resistencia, dureza y resistencia a la corrosión, necesarias para los implantes ortopédicos.

CoCrMoW Polvo Propiedades físicas

CoCrMoW Polvo Propiedades físicas

Propiedades	Valores
Densidad	9,2 g/cc
Punto de fusión	1370-1430°C
Resistividad eléctrica	96 μΩ-cm
Conductividad térmica	16 W/mK
CTE	14,5 x 10^-6 K^-1
Temperatura de Curie	1160°C

• Alta densidad en comparación con las aleaciones de CoCrMo y titanio
• Mantiene la resistencia y la dureza a temperaturas elevadas
• Conductividad térmica relativamente baja
• Se vuelve paramagnético por encima de la temperatura de Curie
• CET superior al de las aleaciones competidoras en aplicaciones de implantes

Sus propiedades permiten su uso en implantes ortopédicos que soportan cargas y requieren resistencia a altas temperaturas, dureza y resistencia a la corrosión.

Propiedades mecánicas del polvo de CoCrMoW

Propiedades mecánicas del polvo de CoCrMoW

Propiedades	Valores
Dureza	43-52 HRC
Resistencia a la tracción	1310-1650 MPa
Límite elástico	1035-1450 MPa
Alargamiento	8-15%
Módulo de elasticidad	240-310 GPa
Resistencia a la compresión	1700-2100 MPa

• Excelente combinación de resistencia y dureza muy elevadas
• Los niveles de resistencia superan los requisitos de los implantes de carga
• Ductilidad razonable para un material duro
• El módulo elevado proporciona la rigidez necesaria para los implantes
• Su elevada resistencia a la fatiga garantiza su durabilidad

Sus propiedades mecánicas hacen que el polvo de CoCrMoW sea muy adecuado para fabricar implantes ortopédicos fuertes y resistentes al desgaste mediante técnicas de AM.

Aplicaciones del polvo de CoCrMoW

Entre las principales aplicaciones del polvo de CoCrMoW se incluyen:

Aplicaciones del polvo de CoCrMoW

Aplicación	Ejemplos
Implantes ortopédicos	Implantes de rodilla, cadera y dentales
Productos sanitarios	Instrumental quirúrgico
Aeroespacial	Componentes de motores de aviación
Automoción	Piezas de inyección, válvulas
Industrial	Herramientas de corte, troqueles, moldes

Algunos usos específicos del polvo de aleación CoCrMoW:

• Superficies articuladas en implantes de prótesis articulares
• Coronas dentales, puentes y fundas radiculares
• Implantes maxilofaciales, placas de cráneo
• Palas y carcasas de turbinas de motores de aviación
• Válvulas de motores de automoción y toberas de inyección de combustible
• Herramientas de corte y utillaje industrial

La combinación de excelentes propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad proporciona el máximo rendimiento para estas exigentes aplicaciones.

Especificaciones del polvo de CoCrMoW

Normas clave para el polvo de CoCrMoW:

Estándares de polvo CoCrMoW

Estándar	Descripción
ASTM F75	Norma para la aleación forjada de CoCrMo para implantes quirúrgicos
ASTM F1537	Aleación forjada de CoCrMoNi para aplicaciones dentales
ASTM F3001	Especificación para la fabricación aditiva de implantes médicos mediante fusión de lecho de polvo
ISO 5832-4	Aleación forjada de CoCrMoNi para implantes quirúrgicos

Estas normas especifican:

• Límites de composición, impurezas
• Requisitos mínimos de propiedades mecánicas
• Método de producción: atomización con gas inerte
• Distribución granulométrica aceptable
• Protocolos de ensayo para garantizar la calidad
• Requisitos de caracterización del polvo

El cumplimiento de las normas garantiza la idoneidad para aplicaciones críticas de implantes ortopédicos.

Tamaño de las partículas de polvo de CoCrMoW

Distribución granulométrica del polvo de CoCrMoW

Tamaño de las partículas	Características
15-25 micras	Utilizado en la fusión por láser de lecho de polvo (LPBF)
25-45 micras	Utilizado en binder jetting y DMLS
10-45 micras	Se utiliza en el moldeo por inyección de metales

• Un polvo más fino proporciona mayor resolución y acabado superficial para la AM
• El polvo más grueso tiene mejor fluidez para el procesado de polvo
• Distribución equilibrada de tamaños optimizada para cada método de producción
• Se mantiene un estricto control sobre la distribución del tamaño de las partículas

El control del tamaño y la morfología de las partículas permite una alta densidad de empaquetamiento y una sinterización optimizada.

CoCrMoW Polvo Densidad aparente

CoCrMoW Polvo Densidad aparente

Densidad aparente	Características
Hasta 60% de densidad real	Para morfología de polvo esférico
Rango 4,5-5,5 g/cc	Debido a los huecos entre las partículas

• Una mayor densidad aparente mejora el flujo y la compresibilidad del polvo
• La forma esférica del polvo permite una mayor densidad de empaquetamiento
• Valores de hasta 65% son posibles con polvo optimizado

Una mayor densidad aparente se traduce en una mejor productividad de fabricación y calidad de las piezas.

Método de producción de polvo de CoCrMoW

Producción de polvo de CoCrMoW

Método	Detalles
Atomización de gas	El gas inerte a alta presión rompe la corriente de aleación fundida en finas gotitas
Fusión por inducción en vacío	Materiales de partida de gran pureza fundidos al vacío
Refundición múltiple	Mejora la homogeneidad química
Tamizado	Clasifica el polvo en diferentes fracciones granulométricas
Mezcla	Fracciones de polvo mezcladas para personalizar la distribución de partículas

• La atomización con gas produce una fina morfología esférica del polvo
• La fusión al vacío minimiza impurezas como el oxígeno y el nitrógeno
• La refundición múltiple mejora la uniformidad de la composición
• El postprocesado permite un control preciso de la distribución del tamaño de las partículas

La producción totalmente automatizada y el estricto control del proceso garantizan la fiabilidad de las propiedades y la uniformidad del polvo de un lote a otro.

Precios del polvo de CoCrMoW

Precios del polvo de CoCrMoW

Factor	Impacto
Grado de polvo	El precio aumenta con la pureza
Tamaño de las partículas	Las calidades ultrafinas son más caras
Cantidad del pedido	Precio reducido para pedidos al por mayor
Propiedades del polvo	Una mayor densidad aparente cuesta más
Embalaje	Los contenedores llenos de argón suben de precio
Requisitos de las pruebas	Unas pruebas más rigurosas aumentan el coste
Plazo de entrega	Los plazos de entrega más rápidos aumentan los costes

Precios indicativos

• CoCrMoW para aplicaciones médicas: $120-180 por kg
• CoCrMoW para aplicaciones industriales: $80-120 por kg

Se aplican precios significativamente más bajos a los pedidos a granel que superen varios cientos de kilogramos.

Proveedores de polvo de CoCrMoW

Proveedores de polvo de CoCrMoW

Empresa	Ubicación
Aditivo para carpinteros	EE.UU.
Sandvik Osprey	REINO UNIDO
Hoganas	Suecia
Praxair	EE.UU.
AP&C	Canadá
Erasteel	Francia

Factores clave de selección:

• Gama de grados de polvo y tamaños de partículas
• Capacidad de producción y plazos de entrega
• Calidad y consistencia del polvo
• Cumplimiento de las normas médicas
• Precios y cantidad mínima de pedido
• Procesos de inspección, ensayo y control de calidad

Manipulación y seguridad del polvo de CoCrMoW

Manipulación de polvo de CoCrMoW

Recomendación	Razón
Evitar la inhalación	Para prevenir los daños en el tejido pulmonar provocados por las partículas finas
Utilizar mascarilla y guantes de protección	Evitar la ingestión accidental por la nariz/boca
Manipular en lugares bien ventilados	Reducir la circulación de partículas en el aire
Utilizar ropa de protección adecuada	Minimizar el contacto con la piel
Asegurarse de que no hay fuentes de ignición cerca	El polvo puede arder en atmósfera de oxígeno
Siga los protocolos antiestáticos	Prevenir incendios debidos a descargas estáticas durante la manipulación
Utilizar herramientas que no produzcan chispas	Evitar la posibilidad de ignición
Almacenar en recipientes cerrados en un lugar fresco y seco	Evitar la contaminación y la oxidación

Aunque el polvo de CoCrMoW es relativamente inerte, deben tomarse las precauciones recomendadas para su manipulación y procesamiento seguros.

Inspección y ensayo de polvo de CoCrMoW

Pruebas de polvo de CoCrMoW

Prueba	Detalles
Análisis químicos	Espectroscopia ICP utilizada para verificar la composición
Análisis granulométrico	Determina la distribución del tamaño de las partículas
Densidad aparente	Medido con caudalímetro Hall según ASTM B212
Morfología del polvo	Análisis de imágenes mediante SEM para comprobar la forma de las partículas
Pruebas de caudal	Determina la fluidez a través de un embudo normalizado
Pruebas de densidad de toma	Densidad medida tras golpear mecánicamente la muestra de polvo

Unas pruebas rigurosas garantizan el cumplimiento de especificaciones como ASTM F75 y un polvo consistente adecuado para la fabricación de implantes ortopédicos.

Almacenamiento y manipulación de polvo de CoCrMoW

Almacenamiento de polvo de CoCrMoW

Factor	Efecto
Aire, oxígeno	Riesgo de oxidación a altas temperaturas
Humedad	Baja velocidad de corrosión a temperatura ambiente
Disolventes orgánicos	Puede absorber disolventes y manchas de polvo
Ácidos, álcalis	Resistente a ácidos y bases suaves
Temperaturas elevadas	Mayor reactividad y oxidación en el aire
Contaminación	Puede afectar a la fluidez y a la capacidad de sinterización

Recomendaciones:

• Almacenar sellado en recipientes purgados con gas inerte
• Mantener la temperatura por debajo de 30°C
• Evitar el contacto con ácidos oxidantes y disolventes clorados
• Contenedores abiertos sólo en entornos controlados

Con las precauciones adecuadas, el polvo de CoCrMoW presenta una excelente estabilidad durante su manipulación y almacenamiento.

Comparación con el polvo de CoCrMo

CoCrMoW vs CoCrMo Polvo

Parámetro	CoCrMoW	CoCrMo
Densidad	9,2 g/cc	8,3 g/cc
Dureza	43-52 HRC	35-45 HRC
Resistencia a la tracción	1310-1650 MPa	1170-1510 MPa
Resistencia al desgaste	Excelente	Muy buena
Resistencia a la corrosión	Excelente	Excelente
Biocompatibilidad	Alta	Alta
Coste	Alta	Moderado
Utiliza	Implantes ortopédicos, aeroespacial	Implantes ortopédicos, dentales

• CoCrMoW tiene una resistencia y dureza significativamente superiores
• CoCrMoW proporciona una mayor resistencia al desgaste
• Ambos ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y biocompatibilidad
• CoCrMoW es más caro debido a la adición de W
• CoCrMoW se prefiere para implantes de rodilla y cadera; CoCrMo para odontología

La adición de wolframio confiere al CoCrMoW propiedades mecánicas superiores a las de las aleaciones de CoCrMo convencionales.

Pros y contras del polvo de CoCrMoW

Ventajas del polvo CoCrMoW:

• Excelente solidez, dureza y resistencia al desgaste
• Alta biocompatibilidad y resistencia a la corrosión
• Buenas propiedades a altas temperaturas
• Puede procesarse mediante técnicas AM o MIM
• Adecuado para aplicaciones de implantes ortopédicos de carga
• Proporciona un aspecto estético atractivo

Limitaciones del polvo CoCrMoW:

• Más caro que los polvos de CoCrMo y acero inoxidable
• Menor ductilidad y tenacidad a la fractura
• Requiere atmósfera protectora durante el procesamiento
• Componentes finales difíciles de mecanizar
• Uniones y soldaduras limitadas
• La liberación de iones de Co plantea problemas sanitarios

Preguntas frecuentes sobre el polvo de CoCrMoW

P: ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polvo de CoCrMoW?

R: Las principales aplicaciones son los implantes de prótesis de rodilla y cadera, restauraciones dentales como coronas y puentes, implantes maxilofaciales y componentes aeroespaciales como álabes de turbina.

P: ¿Cómo mejora la adición de wolframio las propiedades de la aleación CoCrMo?

R: El wolframio aumenta significativamente la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste mediante el fortalecimiento de la solución sólida y la formación de carburos rígidos. Esto se traduce en un excelente rendimiento para los implantes que soportan cargas.

P: ¿Qué precauciones hay que tomar al manipular polvo de CoCrMoW?

R: Las precauciones recomendadas incluyen el uso de mascarilla protectora, guantes, ropa, manipulación en áreas ventiladas, evitar fuentes de ignición, controlar la descarga estática, utilizar herramientas que no produzcan chispas y almacenar los recipientes sellados en un lugar fresco y seco.

P: ¿Cuáles son las principales diferencias entre las calidades de CoCrMoW para usos médicos e industriales?

R: Los grados médicos tienen mayor pureza, menos impurezas, una distribución controlada del tamaño de las partículas, se someten a pruebas más rigurosas y se producen bajo estrictos controles de calidad para cumplir las normas de los implantes biomédicos.