CoCrMoW-poeder

Overzicht van CoCrMoW-poeder

CoCrMoW-poeder is een kobalt-chroom-molybdeen-wolfraamlegeringspoeder dat voornamelijk wordt gebruikt voor de vervaardiging van orthopedische gewrichtsimplantaten. De toevoeging van wolfraam verbetert de sterkte, slijtvastheid en hardheid verder in vergelijking met CoCrMo-legeringen.

De belangrijkste eigenschappen en voordelen van CoCrMoW-poeder zijn onder meer:

CoCrMoW-poedereigenschappen en kenmerken

Eigenschappen	Details
Samenstelling	Co-Cr-Mo-W-legering
Dikte	9,2 g/cc
Deeltjesvorm	Bolvormig
Maatbereik	15-45 micron
Schijnbare dichtheid	Tot 60% ware dichtheid
Vloeibaarheid	Goed
Corrosieweerstand	Uitstekend door Cr-oxidelaag
Biocompatibiliteit	Hoog, geschikt voor implantaten
Slijtvastheid	Extreem goed van W en Cr
Kracht	Zeer hoog door versterking van de solide oplossing

Met zijn unieke combinatie van biocompatibiliteit, hoge hardheid, sterkte en taaiheid maakt CoCrMoW de productie van hoogwaardige orthopedische implantaten mogelijk met behulp van 3D-printen of metaalspuitgieten.

CoCrMoW-poedersamenstelling

CoCrMoW-poedersamenstelling

Element	Gewicht %
Kobalt	Evenwicht
Chroom	26-30%
Molybdeen	5-7%
Wolfraam	4-6%
Koolstof	<0,35%
Mangaan	<1%
Silicium	<1%
Ijzer	<1%
Nikkel	<1%

• Kobalt zorgt voor sterkte, biocompatibiliteit en helpt bij het versterken van vaste oplossingen
• Chroom voor oxidatieweerstand en corrosieweerstand
• Molybdeen draagt bij aan de versterking van de vaste oplossing
• Wolfraam verbetert de slijtvastheid en hardheid aanzienlijk
• Andere elementen aanwezig als onzuiverheden

Het hoge Cr-, Mo- en W-gehalte resulteren in een uitstekende combinatie van sterkte, hardheid en corrosieweerstand die vereist is voor orthopedische implantaten.

CoCrMoW-poeder Fysische eigenschappen

CoCrMoW-poeder Fysische eigenschappen

Eigenschappen	Waarden
Dikte	9,2 g/cc
Smeltpunt	1370-1430°C
Elektrische weerstand	96 μΩ-cm
Warmtegeleiding	16 W/mK
CTE	14,5x10^-6 K^-1
Curie-temperatuur	1160°C

• Hoge dichtheid vergeleken met CoCrMo en titaniumlegeringen
• Behoudt sterkte en hardheid bij hoge temperaturen
• Relatief lage thermische geleidbaarheid
• Wordt paramagnetisch boven de Curietemperatuur
• CTE hoger dan concurrerende legeringen in implantaattoepassingen

De eigenschappen maken gebruik mogelijk in dragende orthopedische implantaten die een hoge temperatuursterkte, hardheid en corrosieweerstand vereisen.

CoCrMoW-poeder Mechanische eigenschappen

CoCrMoW-poeder Mechanische eigenschappen

Eigenschappen	Waarden
Hardheid	43-52 HRC
Treksterkte	1310-1650 MPa
Opbrengststerkte	1035-1450 MPa
Verlenging	8-15%
Elasticiteitsmodulus	240-310 GPa
Druksterkte	1700-2100 MPa

• Uitstekende combinatie van zeer hoge sterkte en hardheid
• De sterkteniveaus overtreffen de vereisten voor dragende implantaten
• Redelijke ductiliteit voor een hard materiaal
• Hoge modulus zorgt voor de stijfheid die nodig is voor implantaten
• Hoge vermoeiingssterkte zorgt voor duurzaamheid

De mechanische eigenschappen maken CoCrMoW-poeder zeer geschikt voor het vervaardigen van sterke, slijtvaste orthopedische implantaten met behulp van AM-technieken.

CoCrMoW-poedertoepassingen

Primaire toepassingen van CoCrMoW-poeder zijn onder meer:

CoCrMoW-poedertoepassingen

Sollicitatie	Voorbeelden
Orthopedische implantaten	Knie-, heup-, tandheelkundige implantaten
Medische apparaten	Chirurgische gereedschappen en instrumenten
Lucht- en ruimtevaart	Onderdelen van vliegtuigmotoren
Automobiel	Onderdelen voor brandstofinjectie, kleppen
Industrieel	Snijgereedschappen, matrijzen, mallen

Enkele specifieke producttoepassingen van CoCrMoW-legeringspoeder:

• Articulerende oppervlakken in implantaten voor gewrichtsvervanging
• Tandkronen, bruggen en wortelkappen
• Maxillofaciale implantaten, schedelplaten
• Turbinebladen en behuizingen van vliegtuigmotoren
• Motorkleppen voor auto's en brandstofinjectiesproeiers
• Snijgereedschappen en industriële gereedschappen

De combinatie van uitstekende mechanische eigenschappen, corrosieweerstand en biocompatibiliteit zorgt voor maximale prestaties voor deze veeleisende toepassingen.

CoCrMoW-poederspecificaties

Belangrijkste normen voor CoCrMoW-poeder:

CoCrMoW-poedernormen

Standaard	Beschrijving
ASTM F75	Standaard voor gesmede CoCrMo-legering voor chirurgische implantaten
ASTM F1537	Gesmeed CoCrMoNi-legering voor tandheelkundige toepassingen
ASTM F3001	Specificatie voor additieve productie van medische implantaten met behulp van poederbedfusie
ISO5832-4	Gesmeed CoCrMoNi-legering voor chirurgische implantaten

Deze normen specificeren:

• Grenzen aan de samenstelling, onzuiverheden
• Minimale eisen aan mechanische eigenschappen
• Productiemethode – verneveling van inert gas
• Aanvaardbare deeltjesgrootteverdeling
• Testprotocollen voor kwaliteitsborging
• Eisen voor poederkarakterisering

Naleving van de normen garandeert geschiktheid voor kritische orthopedische implantaattoepassingen.

CoCrMoW-poederdeeltjesgrootte

CoCrMoW-poeder Deeltjesgrootteverdeling

Deeltjesgrootte	Kenmerken
15-25 micron	Gebruikt bij laserpoederbedfusie (LPBF)
25-45 micron	Gebruikt bij het spuiten van bindmiddelen en DMLS
10-45 micron	Gebruikt bij het spuitgieten van metaal

• Fijner poeder zorgt voor een hogere resolutie en oppervlakteafwerking voor AM
• Grover poeder heeft een betere vloeibaarheid voor poederverwerking
• Evenwichtige maatverdeling geoptimaliseerd voor elke productiemethode
• Er wordt een strikte controle over de deeltjesgrootteverdeling gehandhaafd

Het beheersen van de deeltjesgrootte en morfologie maakt een hoge pakkingsdichtheid en geoptimaliseerd sinteren mogelijk.

CoCrMoW-poeder schijnbare dichtheid

CoCrMoW-poeder schijnbare dichtheid

Schijnbare dichtheid	Kenmerken
Tot 60% ware dichtheid	Voor bolvormige poedermorfologie
Bereik van 4,5-5,5 g/cc	Vanwege holtes tussen deeltjes

• Een hogere schijnbare dichtheid verbetert de poederstroom en de samendrukbaarheid
• De bolvormige poedervorm maakt een grotere pakkingsdichtheid mogelijk
• Waarden tot 65% zijn mogelijk met geoptimaliseerd poeder

Een hogere schijnbare dichtheid resulteert in een betere productieproductiviteit en onderdeelkwaliteit.

CoCrMoW-poederproductiemethode

CoCrMoW-poederproductie

Methode	Details
Gasverneveling	Inert gas onder hoge druk breekt de gesmolten legeringsstroom op in fijne druppeltjes
Vacuüm-inductie smelten	Hoogzuivere uitgangsmaterialen gesmolten onder vacuüm
Meerdere hersmelten	Verbetert de chemische homogeniteit
Zeven	Classificeert poeder in verschillende deeltjesgroottefracties
Mengen	Poederfracties gemengd om de deeltjesverdeling aan te passen

• Gasverneveling produceert een fijne bolvormige poedermorfologie
• Vacuümsmelten minimaliseert onzuiverheden zoals zuurstof en stikstof
• Meervoudig hersmelten verbetert de uniformiteit van de samenstelling
• Nabewerking maakt nauwkeurige controle van de deeltjesgrootteverdeling mogelijk

Volledig geautomatiseerde productie en strikte procescontrole zorgen voor betrouwbare eigenschappen en batch-tot-batch consistentie van het poeder.

CoCrMoW-poederprijzen

CoCrMoW-poederprijzen

Factor	Invloed
Poeder kwaliteit	Prijs stijgt met hogere zuiverheid
Deeltjesgrootte	Ultrafijne kwaliteiten duurder
Bestelhoeveelheid	Prijs verlaagt voor bulkbestellingen
Poeder eigenschappen	Een hogere schijnbare dichtheid kost meer
Verpakking	Met argon gevulde containers verhogen de prijs
Testvereisten	Strengere tests verhogen de kosten
Doorlooptijd	Snellere levertijden verhogen de kosten

Indicatieve prijzen

• CoCrMoW voor medische toepassingen: $120-180 per kg
• CoCrMoW voor industriële toepassingen: $80-120 per kg

Voor bulkbestellingen van meer dan enkele honderden kilogrammen gelden aanzienlijk lagere prijzen.

CoCrMoW-poederleveranciers

CoCrMoW-poederleveranciers

Bedrijf	Plaats
Timmerman additief	VS
Sandvik Visarend	Groot-Brittannië
Hoganas	Zweden
Praxair	VS
AP&C	Canada
Erasteel	Frankrijk

Belangrijkste selectiefactoren:

• Assortiment poederkwaliteiten en deeltjesgroottes
• Productiecapaciteit en doorlooptijden
• Poederkwaliteit en consistentie
• Naleving van medische normen
• Prijzen en minimale bestelhoeveelheid
• Inspectie-, test- en QA-processen

Behandeling en veiligheid van CoCrMoW-poeder

CoCrMoW-poederverwerking

Aanbeveling	Reden
Vermijd inademing	Om longweefselschade door fijne deeltjes te voorkomen
Gebruik een beschermend masker en handschoenen	Voorkom accidentele inname via neus/mond
Hanteren in goed geventileerde ruimtes	Verminder de circulatie van deeltjes in de lucht
Gebruik geschikte beschermende kleding	Minimaliseer huidcontact
Zorg ervoor dat er geen ontstekingsbronnen in de buurt zijn	Poeder kan ontbranden in een zuurstofatmosfeer
Volg antistatische protocollen	Voorkom brand als gevolg van statische ontlading tijdens het hanteren
Gebruik vonkvrij gereedschap	Voorkom de mogelijkheid van ontsteking
Bewaren in afgesloten containers op een koele, droge plaats	Voorkom vervuiling en oxidatie

Hoewel CoCrMoW-poeder relatief inert is, moeten de aanbevolen voorzorgsmaatregelen worden genomen voor veilige hantering en verwerking.

CoCrMoW-poederinspectie en -testen

CoCrMoW-poedertesten

Test	Details
Chemische analyse	ICP-spectroscopie gebruikt om de samenstelling te verifiëren
Analyse van de deeltjesgrootte	Bepaalt de deeltjesgrootteverdeling
Schijnbare dichtheid	Gemeten met een Hall-flowmeter volgens ASTM B212
Poedermorfologie	Beeldanalyse via SEM om de vorm van de deeltjes te controleren
Testen van debiet	Bepaalt de vloeibaarheid via een gestandaardiseerde trechter
Tikdichtheidstesten	Dichtheid gemeten na mechanisch aftappen van poedermonster

Rigoureuze tests garanderen naleving van specificaties zoals ASTM F75 en consistent poeder dat geschikt is voor de productie van orthopedische implantaten.

CoCrMoW-poederopslag en -hantering

CoCrMoW-poederopslag

Factor	Effect
Lucht, zuurstof	Risico op oxidatie bij hoge temperaturen
Vocht	Lage corrosiesnelheid bij kamertemperatuur
Organische oplosmiddelen	Kan oplosmiddelen en vlekpoeder absorberen
Zuren, alkaliën	Bestand tegen milde zuren en basen
Verhoogde temperaturen	Verhoogde reactiviteit en oxidatie in lucht
Verontreiniging	Kan de stroombaarheid en het sintervermogen beïnvloeden

Aanbevelingen:

• Verzegeld opslaan in met inert gas gespoelde containers
• Houd de temperatuur beneden de 30°C
• Vermijd contact met oxiderende zuren en gechloreerde oplosmiddelen
• Open containers alleen in gecontroleerde omgevingen

Met de juiste voorzorgsmaatregelen vertoont CoCrMoW-poeder een uitstekende stabiliteit tijdens hantering en opslag.

Vergelijking met CoCrMo-poeder

CoCrMoW versus CoCrMo-poeder

Parameter	CoCrMoW	CoCrMo
Dikte	9,2 g/cc	8,3 g/cc
Hardheid	43-52 HRC	35-45 HRC
Treksterkte	1310-1650 MPa	1170-1510 MPa
Slijtvastheid	Uitstekend	Erg goed
Corrosieweerstand	Uitstekend	Uitstekend
Biocompatibiliteit	Hoog	Hoog
Kosten	Hoog	Gematigd
Toepassingen	Orthopedische implantaten, ruimtevaart	Orthopedische implantaten, tandheelkundig

• CoCrMoW heeft een aanzienlijk hogere sterkte en hardheid
• CoCrMoW zorgt voor een betere slijtvastheid
• Beide bieden uitstekende corrosieweerstand en biocompatibiliteit
• CoCrMoW is duurder vanwege W-toevoeging
• CoCrMoW heeft de voorkeur voor knie- en heupimplantaten; CoCrMo voor tandheelkunde

De toevoeging van wolfraam geeft CoCrMoW superieure mechanische eigenschappen dan conventionele CoCrMo-legeringen.

CoCrMoW-poeder voor- en nadelen

Voordelen van CoCrMoW-poeder:

• Uitstekende sterkte, hardheid en slijtvastheid
• Hoge biocompatibiliteit en corrosieweerstand
• Goede eigenschappen bij hoge temperaturen
• Kan worden verwerkt via AM- of MIM-technieken
• Geschikt voor dragende orthopedische implantaattoepassingen
• Zorgt voor een aantrekkelijk esthetisch uiterlijk

Beperkingen van CoCrMoW-poeder:

• Duurder dan CoCrMo en roestvrij staalpoeders
• Lagere ductiliteit en breuktaaiheid
• Vereist een beschermende atmosfeer tijdens de verwerking
• Moeilijk te bewerken eindcomponenten
• Beperkte koppelbaarheid en lasbaarheid
• Het vrijkomen van Co-ionen roept gezondheidsproblemen op

Veelgestelde vragen over CoCrMoW-poeder

Vraag: Wat zijn de belangrijkste toepassingen van CoCrMoW-poeder?

A: De belangrijkste toepassingen zijn implantaten ter vervanging van knie- en heupgewrichten, tandheelkundige restauraties zoals kronen en bruggen, maxillofaciale implantaten en ruimtevaartcomponenten zoals turbinebladen.

Vraag: Hoe verbetert de toevoeging van wolfraam de eigenschappen van de CoCrMo-legering?

A: Wolfraam verhoogt de sterkte, hardheid en slijtvastheid aanzienlijk door versterking van vaste oplossingen en de vorming van stijve carbiden. Dit resulteert in uitstekende prestaties voor dragende implantaten.

Vraag: Welke voorzorgsmaatregelen zijn nodig bij het hanteren van CoCrMoW-poeder?

A: Aanbevolen voorzorgsmaatregelen zijn onder meer het gebruik van een beschermend masker, handschoenen en kleding, het hanteren in geventileerde ruimtes, het vermijden van ontstekingsbronnen, het beheersen van statische ontladingen, het gebruik van vonkvrij gereedschap en het opslaan van afgesloten containers op een koele, droge plaats.

Vraag: Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen CoCrMoW-kwaliteiten voor medisch en industrieel gebruik?

A: Medische kwaliteiten hebben een hogere zuiverheid, minder onzuiverheden, een gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling, ondergaan strengere tests en worden geproduceerd onder strenge kwaliteitscontrole om te voldoen aan de normen voor biomedische implantaten.