CoCrMoパウダー
CoCrMoはコバルト-クロム-モリブデン合金粉末で、耐摩耗性と生体適合性を必要とする生物医学、歯科、航空宇宙、工業用途の金属積層造形に広く使用されている。
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目次
CoCrMoパウダーの概要
CoCrMoはコバルト-クロム-モリブデン合金粉末で、耐摩耗性と生体適合性を必要とする生物医学、歯科、航空宇宙、工業用途の金属積層造形に広く使用されている。
この記事では、CoCrMo パウダーカバーの組成、特性、AM プロセスパラメータ、用途、仕様、サプライヤー、取り扱い、検査、比較、長所と短所、および FAQ に関する詳細なガイドを提供します。重要な情報は参照しやすい表にまとめられています。
CoCrMo粉末の組成
CoCrMo合金粉末の組成は次のとおりです。
| エレメント | 重量 % | 目的 |
|---|---|---|
| コバルト | 58-69 | マトリックス要素、生体適合性 |
| クロム | 26-30 | 耐食性、耐摩耗性 |
| モリブデン | 5-7 | 強度、耐摩耗性 |
| カーボン | 0.05-0.35 | カーバイドフォーマー |
| シリコン | 最大1 | 脱酸素剤 |
| マンガン | 最大1 | 脱酸素剤 |
| 鉄 | 最大0.75 | 汚染限界 |
コバルトの含有量が高いため生体適合性が得られ、クロムとモリブデンは強度と耐摩耗性を与えます。
CoCrMo粉末の特性
CoCrMo 粉末の主な特性は次のとおりです。
| プロパティ | 説明 |
|---|---|
| 生体適合性 | 人体組織との適合性に優れています |
| 耐摩耗性 | 高い耐摩耗性と耐滑り摩耗性 |
| 耐食性 | 体液や多くの化学物質に対する耐性 |
| 強さ | 加工硬化時の引張強さは最大1310MPa |
| 硬度 | 時効硬化すると最大 54 HRC |
| 疲労強度 | 周期的な動的荷重に適しています |
この特性により、耐荷重インプラントやデバイスへの使用が可能になります。
CoCrMo 粉末の AM プロセスパラメータ
CoCrMo パウダーを印刷するための一般的なパラメータは次のとおりです。
| パラメータ | 代表値 | 目的 |
|---|---|---|
| レイヤーの高さ | 20-50 μm | 解像度とビルド速度 |
| レーザー出力 | 150-400 W | 蒸発せずに溶ける状態 |
| スキャン速度 | 400-1200 mm/s | 密度対生産率 |
| ハッチの間隔 | 80～120μm | 機械的特性 |
| サポート | 木とか格子とか | オーバーハング、内部チャネル |
| 熱間静水圧プレス | 1220℃、100MPa、3時間 | 空隙をなくす |
密度、微細構造、造形速度、後処理要件に合わせて調整されたパラメーター。
3D プリントされた CoCrMo 部品のアプリケーション
AM CoCrMo コンポーネントは以下で使用されます。
| 産業 | アプリケーション |
|---|---|
| メディカル | 膝/股関節インプラント、歯冠、手術器具 |
| 航空宇宙 | タービンブレード、エンジン部品 |
| 自動車 | バルブシート、ターボチャージャーホイール |
| インダストリアル | 耐摩耗工具、フランジ、シール |
| 石油・ガス | バルブ部品、ポンプ |
鍛造 CoCrMo と比較した利点には、複雑な形状、カスタマイズされたインプラント、コストとリードタイムの削減が含まれます。
AM用CoCrMo粉末の仕様
CoCrMo パウダーは次の厳しい仕様を満たす必要があります。
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| 粒子径範囲 | 15-45 μm（代表値 |
| 粒子形状 | 球状の形態 |
| 見かけ密度 | > 4 g/cc |
| タップ密度 | > 6 g/cc |
| ホール流量 | > 50gで23秒 |
| 純度 | >99.9% |
| 酸素含有量 | <1000 ppm |
特注の粒度分布や水分レベルのコントロールも可能。
CoCrMo パウダーのサプライヤー
評判の良い CoCrMo 粉末サプライヤーには次のようなものがあります。
| サプライヤー | 所在地 |
|---|---|
| カーペンター添加剤 | アメリカ |
| サンドビック・オスプレイ | 英国 |
| エラスティール | スウェーデン |
| エーピーアンドシー | カナダ |
| LPWテクノロジー | 英国 |
| アルカムAB | スウェーデン |
価格は品質の考慮事項と注文量に基づいて、$50/kg から $120/kg の範囲です。
CoCrMo パウダーの取り扱いと保管
反応性材料として、CoCrMo 粉末の慎重な取り扱いが不可欠です。
- 密閉容器は湿気、酸、発火源から離して保管すること。
- 空気への曝露を避け、不活性ガスパッディングを使用してください
- 静電気を逃がすために機器を接地する
- 粉塵の蓄積を避け、粉塵抽出を使用してください。
- 局所排気装置を推奨
- 安全データシートの注意事項に従うこと
適切な技術により、最適なパウダーコンディションが保たれる。
CoCrMo粉末の検査と試験
品質検査の方法には以下のようなものがある：
| 方法 | テストされたパラメーター |
|---|---|
| ふるい分析 | 粒度分布 |
| SEMイメージング | 粒子形態 |
| イーディーエックス | 化学と組成 |
| XRD | 現在のフェーズ |
| ピクノメトリー | 密度 |
| ホール流量 | 粉体の流動性 |
ASTM規格に基づく試験により、パウダーの品質とバッチの一貫性が検証されます。
CoCrMo と代替合金粉末の比較
CoCrMo は他の合金と次のように比較されます。
| 合金 | 生体適合性 | 強さ | コスト | 印刷適性 |
|---|---|---|---|---|
| CoCrMo | 素晴らしい | ミディアム | ミディアム | グッド |
| チタン Ti64 | グッド | 低い | 高い | フェア |
| ステンレス 316L | グッド | ミディアム | ミディアム | 素晴らしい |
| インコネル718 | 貧しい | 高い | 高い | グッド |
CoCrMo は、多くの用途に生体適合性、強度、印刷適性の最適な組み合わせを提供します。
AM用CoCrMoパウダーの長所と短所
| 長所 | 短所 |
|---|---|
| 優れた生体適合性と耐食性 | 限られた高温能力 |
| 非常に優れた耐摩耗性と耐摩耗性 | 印刷中に気孔が発生しやすい |
| 3D 印刷と溶接が容易に可能 | 管理された雰囲気での取り扱いが必要 |
| チタン合金と比較してコスト面で有利 | 後処理が必要になることが多い |
| 鍛造材料の特性を一致させることができます | ステンレス鋼より破壊靱性が低い |
CoCrMo は、制御された加工要件にもかかわらず、機能的な金属インプラントおよびコンポーネントを可能にします。
CoCrMoパウダーに関するよくある質問
Q: 3D プリンティング CoCrMo 合金に最適な粒径範囲はどれですか?
A: 一般的な範囲は 15 ～ 45 ミクロンです。高い解像度と密度を兼ね備えた良好な粉末流動性を提供します。
Q: CoCrMo AM 部品にはどのような後処理方法が使用されていますか?
A: 熱間静水圧プレス、熱処理、表面加工、研磨は、完全な密度と表面仕上げを達成するために一般的に使用される後工程です。
Q: どの金属 3D プリント プロセスが CoCrMo 合金と互換性がありますか?
A: 選択的レーザー溶解 (SLM)、直接金属レーザー焼結 (DMLS)、および電子ビーム溶解 (EBM) はすべて CoCrMo 粉末を加工できます。
Q: 積層造形された CoCrMo コンポーネントを使用している業界は何ですか?
A: 医療、歯科、航空宇宙、自動車、石油・ガス、産業分野は、3D プリントされた CoCrMo 部品の恩恵を受けています。
Q: CoCrMo は 3D プリント中にサポート構造を必要としますか?
A: はい、変形を防ぎ、印刷後に簡単に取り外せるように、オーバーハングと内部チャネルにサポートが必要です。
Q: CoCrMo パウダーを印刷するとどのような欠陥が発生する可能性がありますか?
A: 潜在的な欠陥は、気孔率、亀裂、歪み、不完全な融合、および表面粗さです。パラメータを最適化することでほとんどを防ぐことができます。
Q: CoCrMo 合金ではどのような種類の生体適合性試験が行われますか?
A: ISO 10993 などの規格に準拠した細胞毒性、感作、刺激、全身毒性、遺伝毒性、移植試験が実施されています。
Q: 印刷された CoCrMo の特性は鋳造合金と比較してどうですか?
A: AM CoCrMo コンポーネントは、最適化された場合、鋳造および焼きなまされた同等品と同等以上の機械的特性を達成できます。
Q: CoCr F75 合金と SP2 合金の主な違いは何ですか?
A: F75 は機械加工性を高めるために炭素が多く含まれていますが、SP2 は印刷中の粒子の溶融挙動を改善するために炭素が少なく、ニオブが含まれています。
Q: 3D プリントされた CoCrMo コンポーネントではどの程度の密度が期待できますか?
A: 99% を超える密度は、合金に合わせて調整された理想的なパラメータを使用し、鍛造材料の特性に一致する CoCrMo で達成可能です。
