CoCrMoW-pulver

Översikt över CoCrMoW-pulver

CoCrMoW-pulver är ett pulver av legeringen kobolt-krom-molybden-volfram som främst används för tillverkning av ortopediska ledimplantat. Tillsatsen av volfram förbättrar ytterligare hållfastheten, slitstyrkan och hårdheten jämfört med CoCrMo-legeringar.

Viktiga egenskaper och fördelar med CoCrMoW-pulver är bl.a:

Egenskaper och kännetecken för CoCrMoW-pulver

Fastigheter	Detaljer
Sammansättning	Co-Cr-Mo-W-legering
Täthet	9,2 g/cc
Partikelns form	Sfärisk
Storleksintervall	15-45 mikrometer
Skenbar densitet	Upp till 60% av verklig densitet
Flytbarhet	Bra
Korrosionsbeständighet	Utmärkt tack vare Cr-oxidskikt
Biokompatibilitet	Hög, lämplig för implantat
Slitstyrka	Extremt bra från W och Cr
Styrka	Mycket hög från solid lösning förstärkning

Med sin unika kombination av biokompatibilitet, hög hårdhet, styrka och seghet möjliggör CoCrMoW tillverkning av högpresterande ortopediska implantat med hjälp av 3D-printning eller formsprutning av metall.

CoCrMoW pulver sammansättning

CoCrMoW pulver sammansättning

Element	Vikt %
Kobolt	Balans
Krom	26-30%
Molybden	5-7%
Volfram	4-6%
Kol	< 0,35%
Mangan	< 1%
Kisel	< 1%
Järn	< 1%
Nickel	< 1%

• Kobolt ger styrka, biokompatibilitet, hjälper till att stärka fasta lösningar
• Krom för oxidations- och korrosionsbeständighet
• Molybden bidrar till förstärkning av solid lösning
• Volfram förbättrar slitstyrkan och hårdheten avsevärt
• Andra grundämnen förekommer som orenheter

Det höga innehållet av Cr, Mo och W ger en utmärkt kombination av styrka, hårdhet och korrosionsbeständighet, vilket krävs för ortopediska implantat.

CoCrMoW-pulver Fysikaliska egenskaper

CoCrMoW-pulver Fysikaliska egenskaper

Fastigheter	Värden
Täthet	9,2 g/cc
Smältpunkt	1370-1430°C
Elektrisk resistivitet	96 μΩ-cm
Termisk ledningsförmåga	16 W/mK
CTE	14,5 x 10^-6 K^-1
Curie-temperatur	1160°C

• Hög densitet jämfört med CoCrMo- och titanlegeringar
• Bibehåller styrka och hårdhet vid förhöjda temperaturer
• Relativt låg värmeledningsförmåga
• Blir paramagnetisk över Curie-temperaturen
• CTE högre än konkurrerande legeringar i implantatapplikationer

Egenskaperna möjliggör användning i lastbärande ortopediska implantat som kräver hållfasthet, hårdhet och korrosionsbeständighet vid höga temperaturer.

CoCrMoW pulver Mekaniska egenskaper

CoCrMoW pulver Mekaniska egenskaper

Fastigheter	Värden
Hårdhet	43-52 HRC
Draghållfasthet	1310-1650 MPa
Sträckgräns	1035-1450 MPa
Töjning	8-15%
Elasticitetsmodul	240-310 GPa
Tryckhållfasthet	1700-2100 MPa

• Utmärkt kombination av mycket hög hållfasthet och hårdhet
• Hållfasthetsnivåerna överstiger kraven för lastbärande implantat
• Rimlig duktilitet för ett hårt material
• Hög modul ger den styvhet som krävs för implantat
• Hög utmattningshållfasthet ger lång livslängd

De mekaniska egenskaperna gör CoCrMoW-pulvret mycket lämpligt för tillverkning av starka, slitstarka ortopediska implantat med AM-teknik.

CoCrMoW Pulver Tillämpningar

Primära användningsområden för CoCrMoW-pulver är

CoCrMoW Pulver Tillämpningar

Tillämpning	Exempel
Ortopediska implantat	Knä-, höft- och tandimplantat
Medicintekniska produkter	Kirurgiska verktyg och instrument
Flyg- och rymdindustrin	Komponenter till flygplansmotorer
Fordon	Bränsleinsprutningsdelar, ventiler
Industriell	Skärande verktyg, matriser, formar

Några specifika produktanvändningar av CoCrMoW legeringspulver:

• Ledytor i implantat för ledproteser
• Tandkronor, broar och rotkapslar
• Maxillofaciala implantat, skallplattor
• Turbinblad och höljen till flygplansmotorer
• Ventiler och bränsleinsprutningsmunstycken till bilmotorer
• Skärande verktyg och industriverktyg

Kombinationen av enastående mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och biokompatibilitet ger maximal prestanda för dessa krävande applikationer.

Specifikationer för CoCrMoW-pulver

Viktiga standarder för CoCrMoW-pulver:

Standarder för CoCrMoW-pulver

Standard	Beskrivning
ASTM F75	Standard för smidd CoCrMo legering för kirurgiska implantat
ASTM F1537	Smidd CoCrMoNi-legering för dentaltillämpningar
ASTM F3001	Specifikation för additiv tillverkning av medicinska implantat med pulverbäddfusion
ISO 5832-4	Smidd CoCrMoNi-legering för kirurgiska implantat

Dessa standarder specificerar:

• Gränser för sammansättning, föroreningar
• Minimikrav på mekaniska egenskaper
• Produktionsmetod - atomisering med inert gas
• Acceptabel partikelstorleksfördelning
• Testprotokoll för kvalitetssäkring
• Krav på karaktärisering av pulver

Överensstämmelse med standarder säkerställer lämplighet för kritiska ortopediska implantatapplikationer.

CoCrMoW pulver Partikelstorlek

Fördelning av partikelstorlek för CoCrMoW-pulver

Partikelstorlek	Egenskaper
15-25 mikrometer	Används i laserpulverbäddfusion (LPBF)
25-45 mikrometer	Används i bindemedelsjetting och DMLS
10-45 mikrometer	Används vid formsprutning av metall

• Finare pulver ger högre upplösning och ytfinhet för AM
• Grovare pulver har bättre flytbarhet för pulverbearbetning
• Balanserad storleksfördelning optimerad för varje produktionsmetod
• Tät kontroll över partikelstorleksfördelningen bibehålls

Kontroll av partikelstorlek och morfologi möjliggör hög packningstäthet och optimerad sintring.

CoCrMoW pulver skenbar densitet

CoCrMoW pulver skenbar densitet

Skenbar densitet	Egenskaper
Upp till 60% av verklig densitet	För sfärisk pulvermorfologi
4,5-5,5 g/cc-intervall	På grund av tomrum mellan partiklarna

• Högre skenbar densitet förbättrar pulverflöde och kompressibilitet
• Sfärisk pulverform ger högre packningstäthet
• Värden upp till 65% är möjliga med optimerat pulver

Högre skenbar densitet resulterar i bättre tillverkningsproduktivitet och detaljkvalitet.

CoCrMoW Pulver Produktionsmetod

Produktion av CoCrMoW-pulver

Metod	Detaljer
Atomisering av gas	Inert gas under högt tryck bryter upp smält legeringsström till fina droppar
Induktionssmältning i vakuum	Utgångsmaterial med hög renhet smälta under vakuum
Flera omsmältningar	Förbättrar den kemiska homogeniteten
Siktning	Klassificerar pulver i olika fraktioner av partikelstorlek
Blandning	Pulverfraktioner blandade för att anpassa partikelfördelningen

• Gasatomisering ger fin sfärisk pulvermorfologi
• Vakuumsmältning minimerar orenheter som syre och kväve
• Flerfaldig omsmältning förbättrar jämnheten i sammansättningen
• Efterbearbetning möjliggör exakt kontroll av partikelstorleksfördelningen

Helautomatiserad produktion och strikt processkontroll säkerställer tillförlitliga egenskaper och att pulvret är enhetligt från batch till batch.

Prissättning av CoCrMoW-pulver

Prissättning av CoCrMoW-pulver

Faktor	Påverkan
Pulverkvalitet	Priset ökar med högre renhetsgrad
Partikelstorlek	Ultrafina kvaliteter dyrare
Orderkvantitet	Prisreduktion för bulkbeställningar
Egenskaper för pulver	Högre skenbar täthet kostar mer
Förpackning	Argonfyllda behållare höjer priset
Krav för testning	Mer rigorösa tester ökar kostnaderna
Ledtid	Snabbare leveranstider ökar kostnaderna

Indikativ prissättning

• CoCrMoW för medicinska tillämpningar: $120-180 per kg
• CoCrMoW för industriella applikationer: $80-120 per kg

Betydligt lägre priser gäller för bulkbeställningar som överstiger flera hundra kilo.

CoCrMoW pulver leverantörer

CoCrMoW pulver leverantörer

Företag	Plats
Snickare Tillsats	USA
Sandvik Osprey	STORBRITANNIEN
Hoganas	Sverige
Praxair	USA
AP&C	Kanada
Erasteel	Frankrike

Viktiga urvalsfaktorer:

• Utbud av pulverkvaliteter och partikelstorlekar
• Produktionskapacitet och ledtider
• Pulverets kvalitet och konsistens
• Överensstämmelse med medicinska standarder
• Prissättning och minsta orderkvantitet
• Inspektions-, test- och QA-processer

CoCrMoW Pulverhantering och säkerhet

CoCrMoW Pulverhantering

Rekommendation	Anledning
Undvik inandning	För att förhindra att lungvävnaden skadas av fina partiklar
Använd skyddsmask och skyddshandskar	Förhindra oavsiktligt intag genom näsa/mun
Hantera i väl ventilerade utrymmen	Minska cirkulationen av luftburna partiklar
Använd lämpliga skyddskläder	Minimera hudkontakt
Se till att inga antändningskällor finns i närheten	Pulver kan antändas i syrehaltig atmosfär
Följ antistatiska protokoll	Förhindra brand på grund av statisk urladdning vid hantering
Använd verktyg som inte slår gnistor	Undvik risk för antändning
Förvaras i slutna behållare i svalt och torrt utrymme	Förhindrar kontaminering och oxidation

Även om CoCrMoW-pulver är relativt inert, bör rekommenderade försiktighetsåtgärder vidtas för säker hantering och bearbetning.

Inspektion och provning av CoCrMoW-pulver

Testning av CoCrMoW-pulver

Test	Detaljer
Kemisk analys	ICP-spektroskopi används för att verifiera sammansättningen
Analys av partikelstorlek	Bestämmer partikelstorleksfördelningen
Skenbar densitet	Mätt med Hall-flödesmätare enligt ASTM B212
Morfologi för pulver	Bildanalys via SEM för att kontrollera partikelform
Test av flödeshastighet	Bestämmer flytbarhet genom en standardiserad tratt
Tappdensitetstest	Densitet uppmätt efter mekanisk knackning av pulverprov

Rigorösa tester säkerställer överensstämmelse med specifikationer som ASTM F75 och konsekvent pulver som är lämpligt för tillverkning av ortopediska implantat.

Förvaring och hantering av CoCrMoW-pulver

Förvaring av CoCrMoW-pulver

Faktor	Effekt
Luft, syre	Risk för oxidation vid höga temperaturer
Fukt	Låg korrosionshastighet vid rumstemperatur
Organiska lösningsmedel	Kan absorbera lösningsmedel och fläckpulver
Syror, alkalier	Motståndskraftig mot milda syror och baser
Förhöjda temperaturer	Ökad reaktivitet och oxidation i luft
Kontaminering	Kan påverka flytbarhet, sintringsförmåga

Rekommendationer:

• Förvaras förseglade i behållare rensade från inert gas
• Hålla temperaturen under 30°C
• Undvik kontakt med oxiderande syror och klorerade lösningsmedel
• Öppna behållare endast i kontrollerade miljöer

Med rätt försiktighetsåtgärder uppvisar CoCrMoW-pulver utmärkt stabilitet under hantering och lagring.

Jämförelse med CoCrMo-pulver

CoCrMoW vs CoCrMo pulver

Parameter	CoCrMoW	CoCrMo
Täthet	9,2 g/cc	8,3 g/cc
Hårdhet	43-52 HRC	35-45 HRC
Draghållfasthet	1310-1650 MPa	1170-1510 MPa
Slitstyrka	Utmärkt	Mycket bra
Korrosionsbeständighet	Utmärkt	Utmärkt
Biokompatibilitet	Hög	Hög
Kostnad	Hög	Måttlig
Användningsområden	Ortopediska implantat, flyg- och rymdindustrin	Ortopediska implantat, tandimplantat

• CoCrMoW har betydligt högre hållfasthet och hårdhet
• CoCrMoW ger bättre slitstyrka
• Båda erbjuder utmärkt korrosionsbeständighet och biokompatibilitet
• CoCrMoW är dyrare på grund av tillsats av W
• CoCrMoW föredras för knä- och höftledsimplantat; CoCrMo för tandvård

Volframtillsatsen ger CoCrMoW överlägsna mekaniska egenskaper jämfört med konventionella CoCrMo-legeringar.

Fördelar och nackdelar med CoCrMoW-pulver

Fördelar med CoCrMoW-pulver:

• Utmärkt hållfasthet, hårdhet och slitstyrka
• Hög biokompatibilitet och korrosionsbeständighet
• Goda egenskaper vid höga temperaturer
• Kan bearbetas via AM- eller MIM-teknik
• Lämplig för lastbärande ortopediska implantatapplikationer
• Ger ett attraktivt estetiskt utseende

Begränsningar för CoCrMoW-pulver:

• Dyrare än pulver av CoCrMo och rostfritt stål
• Lägre duktilitet och brottseghet
• Kräver skyddande atmosfär under bearbetning
• Svårt att bearbeta slutkomponenter
• Begränsad sammanfognings- och svetsbarhet
• Utsläpp av Co-joner väcker oro för hälsan

Vanliga frågor om CoCrMoW-pulver

F: Vilka är de viktigaste användningsområdena för CoCrMoW-pulver?

S: De primära användningsområdena är knä- och höftledsimplantat, dentala restaureringar som kronor och broar, maxillofaciala implantat och komponenter för flyg- och rymdindustrin som turbinblad.

F: Hur förbättrar volframtillsatsen egenskaperna hos CoCrMo-legeringen?

A: Volfram ökar avsevärt hållfastheten, hårdheten och slitstyrkan genom förstärkning i fast lösning och bildning av styva karbider. Detta resulterar i utmärkta prestanda för lastbärande implantat.

F: Vilka försiktighetsåtgärder krävs vid hantering av CoCrMoW-pulver?

A: Rekommenderade försiktighetsåtgärder inkluderar användning av skyddsmask, handskar, kläder, hantering i ventilerade utrymmen, undvikande av antändningskällor, kontroll av statisk urladdning, användning av gnistfria verktyg och förvaring av förseglade behållare på en sval och torr plats.

F: Vilka är de viktigaste skillnaderna mellan CoCrMoW-kvaliteter för medicinskt och industriellt bruk?

S: Medicinska kvaliteter har högre renhet, mindre föroreningar, kontrollerad partikelstorleksfördelning, genomgår mer rigorösa tester och tillverkas under sträng kvalitetskontroll för att uppfylla standarderna för biomedicinska implantat.