Poudre de CoCrMoW

Aperçu de la poudre de CoCrMoW

La poudre de CoCrMoW est un alliage de cobalt-chrome-molybdène-tungstène utilisé principalement pour la fabrication d'implants articulaires orthopédiques. L'ajout de tungstène améliore encore la solidité, la résistance à l'usure et la dureté par rapport aux alliages CoCrMo.

Les principales propriétés et avantages de la poudre de CoCrMoW sont les suivants :

Propriétés et caractéristiques de la poudre de CoCrMoW

Propriétés	Détails
Composition	Alliage Co-Cr-Mo-W
Densité	9,2 g/cc
Forme des particules	Sphérique
Gamme de tailles	15-45 microns
Densité apparente	Jusqu'à 60% de densité réelle
Capacité d'écoulement	Bon
Résistance à la corrosion	Excellente grâce à la couche d'oxyde de chrome
Biocompatibilité	Élevée, adaptée aux implants
Résistance à l'usure	Extrêmement bon de la part de W et Cr
La force	Très élevé grâce au renforcement de la solution solide

Grâce à sa combinaison unique de biocompatibilité, de dureté élevée, de résistance et de ténacité, le CoCrMoW permet la fabrication d'implants orthopédiques de haute performance par impression 3D ou moulage par injection de métal.

Composition de la poudre de CoCrMoW

Composition de la poudre de CoCrMoW

Élément	Poids %
Cobalt	Équilibre
Chrome	26-30%
Molybdène	5-7%
Tungstène	4-6%
Carbone	< 0,35%
Manganèse	< 1%
Silicium	< 1%
Le fer	< 1%
Nickel	< 1%

• Le cobalt assure la solidité, la biocompatibilité et le renforcement des solutions solides.
• Chrome pour la résistance à l'oxydation et à la corrosion
• Le molybdène contribue au renforcement de la solution solide
• Le tungstène améliore considérablement la résistance à l'usure et la dureté.
• Autres éléments présents en tant qu'impuretés

La teneur élevée en Cr, Mo et W permet d'obtenir une excellente combinaison de solidité, de dureté et de résistance à la corrosion requise pour les implants orthopédiques.

Poudre de CoCrMoW Propriétés physiques

Poudre de CoCrMoW Propriétés physiques

Propriétés	Valeurs
Densité	9,2 g/cc
Point de fusion	1370-1430°C
Résistivité électrique	96 μΩ-cm
Conductivité thermique	16 W/mK
CTE	14,5 x 10^-6 K^-1
Température de Curie	1160°C

• Densité élevée par rapport aux alliages de CoCrMo et de titane
• Maintien de la résistance et de la dureté à des températures élevées
• Conductivité thermique relativement faible
• Devient paramagnétique au-dessus de la température de Curie
• CTE plus élevé que les alliages concurrents dans les applications d'implants

Ces propriétés permettent l'utilisation d'implants orthopédiques porteurs nécessitant une résistance aux températures élevées, une dureté et une résistance à la corrosion.

Propriétés mécaniques de la poudre de CoCrMoW

Propriétés mécaniques de la poudre de CoCrMoW

Propriétés	Valeurs
Dureté	43-52 HRC
Résistance à la traction	1310-1650 MPa
Limite d'élasticité	1035-1450 MPa
Élongation	8-15%
Module d'élasticité	240-310 GPa
Résistance à la compression	1700-2100 MPa

• Excellente combinaison de résistance et de dureté très élevées
• Les niveaux de résistance dépassent les exigences des implants porteurs
• ductilité raisonnable pour un matériau dur
• Le module élevé assure la rigidité requise pour les implants.
• La résistance à la fatigue élevée garantit la durabilité

Les propriétés mécaniques de la poudre de CoCrMoW la rendent particulièrement adaptée à la fabrication d'implants orthopédiques solides et résistants à l'usure à l'aide des techniques d'AM.

Applications de la poudre de CoCrMoW

Les principales applications de la poudre de CoCrMoW sont les suivantes :

Applications de la poudre de CoCrMoW

Application	Exemples
Implants orthopédiques	Genou, hanche, implants dentaires
Dispositifs médicaux	Outils et instruments chirurgicaux
Aérospatiale	Composants de moteurs d'avions
Automobile	Pièces pour l'injection de carburant, soupapes
Industriel	Outils de coupe, matrices, moules

Quelques utilisations spécifiques de la poudre d'alliage CoCrMoW :

• Surfaces articulées dans les prothèses articulaires
• Couronnes, bridges et coiffes dentaires
• Implants maxillo-faciaux, plaques crâniennes
• Aubes et carters de turbine de moteur d'avion
• Soupapes de moteurs automobiles et buses d'injection de carburant
• Outils de coupe et outillage industriel

La combinaison de propriétés mécaniques exceptionnelles, de résistance à la corrosion et de biocompatibilité offre des performances maximales pour ces applications exigeantes.

Spécifications de la poudre de CoCrMoW

Normes clés pour la poudre de CoCrMoW :

Normes relatives aux poudres de CoCrMoW

Standard	Description
ASTM F75	Norme pour l'alliage CoCrMo corroyé pour implants chirurgicaux
ASTM F1537	Alliage corroyé CoCrMoNi pour applications dentaires
ASTM F3001	Spécification pour la fabrication additive d'implants médicaux par fusion sur lit de poudre
ISO 5832-4	Alliage corroyé de CoCrMoNi pour implants chirurgicaux

Ces normes précisent

• Limites de composition, impuretés
• Exigences minimales en matière de propriétés mécaniques
• Méthode de production - atomisation de gaz inerte
• Distribution acceptable de la taille des particules
• Protocoles d'essai pour l'assurance qualité
• Exigences en matière de caractérisation des poudres

La conformité aux normes garantit l'adéquation aux applications critiques des implants orthopédiques.

Taille des particules de poudre de CoCrMoW

Distribution de la taille des particules de la poudre de CoCrMoW

Taille des particules	Caractéristiques
15-25 microns	Utilisé dans la fusion laser sur lit de poudre (LPBF)
25-45 microns	Utilisé pour le jet de liant et le DMLS
10-45 microns	Utilisé dans le moulage par injection de métaux

• Une poudre plus fine permet d'obtenir une meilleure résolution et un meilleur état de surface pour l'AM
• Les poudres plus grossières ont une meilleure fluidité pour le traitement des poudres.
• Répartition équilibrée des tailles, optimisée pour chaque méthode de production
• Un contrôle étroit de la distribution de la taille des particules est maintenu.

Le contrôle de la taille et de la morphologie des particules permet d'obtenir une densité d'emballage élevée et un frittage optimisé.

Poudre de CoCrMoW Densité apparente

Poudre de CoCrMoW Densité apparente

Densité apparente	Caractéristiques
Jusqu'à 60% de densité réelle	Pour une morphologie de poudre sphérique
4,5-5,5 g/cc	En raison des vides entre les particules

• Une densité apparente plus élevée améliore l'écoulement et la compressibilité de la poudre
• La forme sphérique de la poudre permet une plus grande densité d'emballage
• Des valeurs jusqu'à 65% sont possibles avec une poudre optimisée.

Une densité apparente plus élevée permet d'améliorer la productivité de la fabrication et la qualité des pièces.

Méthode de production de la poudre de CoCrMoW

Production de poudre de CoCrMoW

Méthode	Détails
Atomisation du gaz	Le gaz inerte à haute pression brise le flux d'alliage fondu en fines gouttelettes.
Fusion par induction sous vide	Matières premières de haute pureté fondues sous vide
Refonte multiple	Améliore l'homogénéité chimique
Tamisage	Classifie la poudre en différentes fractions granulométriques
Mélange	Fractions de poudre mélangées pour personnaliser la distribution des particules

• L'atomisation au gaz permet d'obtenir une morphologie de poudre fine et sphérique
• La fusion sous vide minimise les impuretés telles que l'oxygène et l'azote.
• La refonte multiple améliore l'uniformité de la composition
• Le post-traitement permet un contrôle précis de la distribution de la taille des particules.

Une production entièrement automatisée et un contrôle strict des processus garantissent la fiabilité des propriétés et l'homogénéité de la poudre d'un lot à l'autre.

Prix des poudres de CoCrMoW

Prix des poudres de CoCrMoW

Facteur	Impact
Qualité de la poudre	Le prix augmente avec la pureté
Taille des particules	Les qualités ultrafines sont plus chères
Quantité commandée	Réduction de prix pour les commandes en gros
Propriétés des poudres	Une densité apparente plus élevée coûte plus cher
Emballage	Augmentation du prix des conteneurs remplis d'argon
Exigences en matière d'essais	Des tests plus rigoureux augmentent les coûts
Délai d'exécution	Des délais de livraison plus courts augmentent les coûts

Prix indicatifs

• CoCrMoW pour applications médicales : $120-180 par kg
• CoCrMoW pour applications industrielles : $80-120 par kg

Des prix nettement inférieurs sont appliqués pour les commandes en vrac dépassant plusieurs centaines de kilogrammes.

Fournisseurs de poudre de CoCrMoW

Fournisseurs de poudre de CoCrMoW

Entreprise	Localisation
Additif pour charpentier	ÉTATS-UNIS
Sandvik Osprey	ROYAUME-UNI
Hoganas	Suède
Praxair	ÉTATS-UNIS
AP&C	Canada
Erasteel	France

Facteurs clés de sélection :

• Gamme de qualités de poudres et de tailles de particules
• Capacité de production et délais
• Qualité et consistance de la poudre
• Respect des normes médicales
• Prix et quantité minimale de commande
• Procédures d'inspection, d'essai et d'assurance qualité

Manipulation et sécurité des poudres CoCrMoW

Manipulation de poudres de CoCrMoW

Recommandation	Raison
Éviter l'inhalation	Prévenir les lésions du tissu pulmonaire dues aux particules fines
Utiliser un masque et des gants de protection	Prévenir l'ingestion accidentelle par le nez ou la bouche
Manipuler dans des endroits bien ventilés	Réduire la circulation des particules en suspension dans l'air
Utiliser des vêtements de protection appropriés	Minimiser le contact avec la peau
Veiller à ce qu'il n'y ait pas de sources d'inflammation à proximité	La poudre peut s'enflammer dans une atmosphère oxygénée
Respecter les protocoles antistatiques	Prévenir les incendies dus aux décharges d'électricité statique lors de la manipulation
Utiliser des outils ne produisant pas d'étincelles	Éviter tout risque d'inflammation
Stocker dans des récipients hermétiques dans un endroit frais et sec	Prévenir la contamination et l'oxydation

Bien que la poudre de CoCrMoW soit relativement inerte, les précautions recommandées doivent être prises pour une manipulation et un traitement sûrs.

Inspection et test des poudres de CoCrMoW

Essai de poudre de CoCrMoW

Test	Détails
Analyse chimique	La spectroscopie ICP a été utilisée pour vérifier la composition
Analyse de la taille des particules	Détermine la distribution de la taille des particules
Densité apparente	Mesuré à l'aide d'un débitmètre à effet Hall conformément à la norme ASTM B212
Morphologie des poudres	Analyse d'images par MEB pour vérifier la forme des particules
Test de débit	Détermine la fluidité à l'aide d'un entonnoir normalisé
Test de densité de taraudage	Densité mesurée après tapotement mécanique de l'échantillon de poudre

Des tests rigoureux garantissent la conformité avec des spécifications telles que l'ASTM F75 et une poudre homogène adaptée à la fabrication d'implants orthopédiques.

Stockage et manipulation des poudres de CoCrMoW

Stockage de poudre de CoCrMoW

Facteur	Effet
Air, oxygène	Risque d'oxydation à haute température
Humidité	Faible taux de corrosion à température ambiante
Solvants organiques	Peut absorber les solvants et les taches de poudre
Acides, alcalis	Résistant aux acides et bases doux
Températures élevées	Augmentation de la réactivité et de l'oxydation dans l'air
Contamination	Peut affecter la fluidité, la capacité de frittage

Recommandations :

• Stocker scellé dans des récipients purgés de gaz inerte
• Maintenir une température inférieure à 30°C
• Éviter le contact avec les acides oxydants et les solvants chlorés.
• Contenants ouverts uniquement dans des environnements contrôlés

Avec des précautions appropriées, la poudre de CoCrMoW présente une excellente stabilité pendant la manipulation et le stockage.

Comparaison avec la poudre de CoCrMo

CoCrMoW vs poudre de CoCrMo

Paramètres	CoCrMoW	CoCrMo
Densité	9,2 g/cc	8,3 g/cc
Dureté	43-52 HRC	35-45 HRC
Résistance à la traction	1310-1650 MPa	1170-1510 MPa
Résistance à l'usure	Excellent	Très bon
Résistance à la corrosion	Excellent	Excellent
Biocompatibilité	Haut	Haut
Coût	Haut	Modéré
Utilisations	Implants orthopédiques, aérospatiale	Implants orthopédiques, dentaires

• Le CoCrMoW présente une résistance et une dureté nettement supérieures.
• Le CoCrMoW offre une meilleure résistance à l'usure
• Les deux offrent une excellente résistance à la corrosion et une biocompatibilité.
• CoCrMoW est plus cher en raison de l'ajout de W
• CoCrMoW préféré pour les implants du genou et de la hanche ; CoCrMo pour la dentisterie

L'ajout de tungstène confère au CoCrMoW des propriétés mécaniques supérieures à celles des alliages de CoCrMo conventionnels.

Avantages et inconvénients de la poudre de CoCrMoW

Avantages de la poudre de CoCrMoW :

• Excellente solidité, dureté et résistance à l'usure
• Biocompatibilité et résistance à la corrosion élevées
• Bonnes propriétés à haute température
• Peut être traité par des techniques AM ou MIM
• Convient aux applications d'implants orthopédiques portants
• Offre un aspect esthétique attrayant

Limites de la poudre de CoCrMoW :

• Plus cher que les poudres de CoCrMo et d'acier inoxydable
• ductilité et résistance à la rupture plus faibles
• Nécessite une atmosphère protectrice pendant le traitement
• Difficile d'usiner les composants finaux
• Limitation de l'aptitude à l'assemblage et à la soudure
• La libération de Co ions suscite des inquiétudes en matière de santé

FAQ sur la poudre de CoCrMoW

Q : Quelles sont les principales applications de la poudre de CoCrMoW ?

R : Les principales applications sont les implants de remplacement des articulations du genou et de la hanche, les restaurations dentaires telles que les couronnes et les bridges, les implants maxillo-faciaux et les composants aérospatiaux tels que les pales de turbines.

Q : Comment l'ajout de tungstène améliore-t-il les propriétés de l'alliage CoCrMo ?

R : Le tungstène augmente considérablement la solidité, la dureté et la résistance à l'usure grâce au renforcement de la solution solide et à la formation de carbures rigides. Il en résulte d'excellentes performances pour les implants porteurs.

Q : Quelles sont les précautions à prendre lors de la manipulation de la poudre de CoCrMoW ?

R : Les précautions recommandées comprennent l'utilisation d'un masque, de gants et de vêtements de protection, la manipulation dans des zones ventilées, l'évitement des sources d'inflammation, le contrôle des décharges statiques, l'utilisation d'outils ne produisant pas d'étincelles et le stockage des récipients scellés dans un endroit frais et sec.

Q : Quelles sont les principales différences entre les qualités de CoCrMoW destinées à des usages médicaux et industriels ?

R : Les qualités médicales ont une plus grande pureté, moins d'impuretés, une distribution granulométrique contrôlée, subissent des tests plus rigoureux et sont produites sous un contrôle de qualité strict afin de répondre aux normes des implants biomédicaux.