Krom CoCr Pulver

Översikt

Krom CoCr-pulver, även känt som kobolt-krompulver, är ett specialiserat metallpulver som används i olika industriella tillämpningar som 3D-utskrift av metall, ytbeläggning och tillverkning av medicinska implantat.

Det är en legering som huvudsakligen består av kobolt och krom, med ytterligare element som molybden, nickel, järn, mangan och kisel tillsatta i mindre mängder. Den exakta sammansättningen kan anpassas efter applikationens krav.

Krom CoCr-legeringar värderas för egenskaper som hög hållfasthet, korrosionsbeständighet, biokompatibilitet och slitstyrka. Pulvermetallurgiprocessen gör det möjligt att tillverka komponenter med komplexa geometrier av detta material.

Sammansättning

Typiskt sammansättningsområde för Chromium CoCr-pulver

Element	Vikt %
Kobolt (Co)	40-65%
Krom (Cr)	19-30%
Molybden (Mo)	0-10%
Nickel (Ni)	0-1%
Järn (Fe)	0-5%
Mangan (Mn)	0-1%
Kisel (Si)	0-1%
Kol (C)	0-0.75%
Andra spårämnen	0-1%

Förhållandet mellan kobolt och krom kan justeras baserat på om slitstyrka eller korrosionsbeständighet är mer kritiskt för applikationen. Högre kromhalt förbättrar korrosions- och oxidationsbeständigheten. Högre kobolt ger bättre slitegenskaper.

Speciallegeringar kan också tillverkas med icke-standardiserade sammansättningar som är skräddarsydda för specialiserade applikationer inom industrier som flyg, energi och elektronik.

Produktionsprocess

Chromium CoCr-pulver tillverkas genom en gasatomiseringsprocess där den flytande legeringen träffas av högtrycksstrålar av inert gas som argon eller kväve. Detta bryter den smälta strömmen till mycket fina droppar som stelnar till sfäriska pulver.

Partikelstorleksfördelningen kan variera från 10 mikron till över 100 mikron baserat på krav. Finare pulver ger bättre sintring, medan grövre partiklar förbättrar pulverflödesegenskaperna.

Gasatomiserade CoCr-pulver har högre renhet, mer enhetlig sammansättning, konsekventa partikelstorlekar och bättre flöde jämfört med vattenförstoftade varianter. De tenderar dock att vara 15-20% dyrare på grund av högre produktionskostnader.

Fastigheter

Fysiska och mekaniska egenskaper hos krom CoCr-pulver

Fastighet	Beskrivning
Partikelns morfologi	Övervägande sfärisk med vissa satelliter
Skenbar densitet	Cirka 4 g/cc
Tappdensitet	Upp till 5,2 g/cc
Flödeshastighet	Ganska fritt flytande > 1,25 g/s
Specifik värmekapacitet	Omkring 0,44 J/g-°C
Smältpunkt	1260-1450°C
Draghållfasthet	Upp till 1310 MPa
Sträckgräns	Upp till 1210 MPa
Töjning	8-16%
Hårdhet	Upp till 50 HRC

CoCr-legeringar ger en utmärkt kombination av hög hållfasthet och hårdhet i kombination med rimlig duktilitet. Egenskaperna kan anpassas genom att justera den relativa sammansättningen av element.

Egenskaper

Särskilda egenskaper hos Chromium CoCr Alloy Pulver

• Enastående korrosions- och slitstyrka – Skyddande kromoxidskikt motstår kemiska angrepp. Hög hårdhet bibehåller dimensionell integritet.
• Utmärkt biokompatibilitet och biotröghet – ger inga biverkningar vid användning i medicinska implantat.
• Behåller styrka och prestanda vid höga temperaturer – Servicetemperaturklassificeringen överstiger 800°C.
• Kan enkelt steriliseras med vanliga sjukhusprocedurer.
• Lägre densitet jämfört med alternativ som rostfritt stål – lätta konstruktioner möjliga.
• Egenskaper som hårdhet, korrosionsbeständighet etc. kan förbättras selektivt.
• Pulverproduktionsmetoden tillåter mycket fin kontroll över sammansättning och storleksfördelning.

Dessa egenskaper hos krom CoCr gör den lämplig för nischapplikationer där vanliga legeringar kan kämpa när det gäller prestanda eller säkerhet.

Tillämpningar

Typiska tillämpningar av Chromium CoCr-pulver

Industri	Användningsområden
Flyg- och rymdindustrin	Turbinmotorkomponenter, landställsdelar
Fordon	Ventilsäten och styrningar, delar för turboladdare
Energi	Kolförgasning, kärnkrafts- och solenergikomponenter
Industriell	Termiska spraybeläggningar, verktygsjiggar och fixturer
Medicinsk	Tandimplantat, ortopediska implantat, proteser
Olja och gas	Kulventilkulor och säten, verktyg i hålet

Andra nischapplikationer inkluderar elektriska kontakter, svetsstänger, smycken, magneter, mynt, ammunition, fästelement, skärverktyg etc.

Biokompatibiliteten och korrosionsbeständigheten utnyttjas för tillverkning av kritiska flygplanskomponenter samt lastbärande medicinska implantat som höft- och knäled.

Additiv tillverkning ger större designfrihet att använda CoCr-konstruktioner även i komplexa geometrier som behövs för patientspecifika implantat.

3D-utskrift med Krom CoCr Pulver

Fördelar med metall 3D-utskrift med Chromium CoCr-råvara

• Brett utbud av uppnåbara mekaniska egenskaper – Så högt som gjutna eller smidda motsvarigheter
• Tillverkning av patientspecifika implantat anpassade för anatomi
• Produkter med komplexa inredningsdetaljer som gallerstrukturer
• Begränsade delkvantiteter utan behov av verktyg
• Minskad avfallsgenerering på grund av additiv natur
• Konforma kylkanaler kan integreras i delar
• Tillåter lätta, optimerade konstruktioner som inte är möjliga annars
• Kortare tid till marknaden för anpassade produkter

Både laserpulverbäddfusion (L-PBF) och bindemedelssprutning kan bearbeta Chromium CoCr-pulver. L-PBF erbjuder bättre egenskaper samtidigt som bindemedelssprutning möjliggör större konstruktioner.

Specifikationer

Typisk storleksfördelning och kvaliteter av gasatomiserat krom CoCr-pulver

Partikelstorlek (mikrometer)	Storleksfördelning	Gemensamma betyg
<20	Används för bindemedelssprutning	CCo-20, CoCr-20s
20-45	Lämplig för de flesta LPBF-processer	CCo-28, CoCr-28M
45-100	Optimala flödesegenskaper	CCo-45, CoCr-45H
>100	För termisk sprayapplikationer	CCo-106, CoCr-106

Finare pulver ger högre upplösning medan grövre partiklar förbättrar flödet. Storleken kan optimeras för parametrar som lagertjocklek, ytfinish, bygghastighet och efterbearbetningsbehov.

Relevanta standarder för sammansättning och tillverkning

• ASTM F75, ISO 5832-4, 5832-12: Legeringskomposition för gjutna kobolt-kromkirurgiska implantat
• ASTM B348: Standardspecifikation för titan- och titanlegeringspulver
• ASTM F3055, F3056: Specificering av egenskaper hos metallpulver för additiv tillverkning

Leverantörer och prissättning

Indikativt prisintervall för gasatomiserat krom CoCr-pulver

Skick	Prisintervall
Vakuumförpackad	$50 - $150 per kg
Inertgas förseglad	$60 – $200 per kg

Prissättningen beror starkt på ordervolym, partikelstorleksfördelning, gasatomiseringsmetod (luft eller argon) och mängden spårämnen.

Några ledande leverantörer

• Snickare Tillsats
• Sandvik Osprey
• Praxair
• Hoganas
• LPW-teknik
• Erasteel

Koboltlegeringar möter varierande råmaterialtillgång och extrem prisvolatilitet. Långsiktiga leveranskontrakt är att rekommendera för volymköpare.

Jämförelse med alternativ

Hur Chromium CoCr jämförs med verktygsstål och pulver av rostfritt stål

Parameter	Chromium CoCr	Verktygsstål	Rostfritt stål
Täthet	Låg	Medium	Högre
Hårdhet	Hög	Mycket hög	Medium
Styrka	Hög	Medium	Medium
Motståndskraft mot korrosion	Utmärkt	Dålig	Hög
Slitstyrka	Utmärkt	Bra	Medium
Bio-tröghet	Hög	Obevisad	Måttlig
Råvarukostnad	Hög	Låg	Medium
Termiska egenskaper	Bättre	Dålig	Måttlig
Tillverkningsbarhet	Komplex	Måttlig	Lätt

Verktygsstål har enastående hårdhet och kan vara alternativa slitstarka substitut om biokompatibilitet är oviktigt. Rostfria stål är billigare och tillräckliga för normala korrosionsskyddsbehov.

För kritiska applikationer som kräver tillförlitlighet, prestanda och säkerhet överträffar Chromium CoCr vanliga järn- och stållegeringar på flera punkter. Den högre prislappen är motiverad för unika användningsfall.

VANLIGA FRÅGOR

Vad är Chromium Cobalt (CoCr) pulver?Chromium Cobalt (CoCr) pulver är ett metallegeringspulver som huvudsakligen består av krom och kobolt. Det är känt för sin utmärkta korrosionsbeständighet, hög temperaturstabilitet och biokompatibilitet.Vilka är de viktigaste egenskaperna hos Chromium Cobalt (CoCr) pulver?Chromium Cobalt (CoCr) pulver uppvisar hög hållfasthet, hårdhet, korrosionsbeständighet och biokompatibilitet, vilket gör det lämpligt för olika applikationer.Vilka är de vanligaste användningsområdena för Chromium Cobalt (CoCr) pulver?CoCr-pulver används ofta i industrier som flyg, medicin och dental. Det används vid tillverkning av flygplansmotorkomponenter, ortopediska implantat, tandproteser och mer.Är Chromium Cobalt (CoCr) pulver säkert för medicinska implantat?Ja, CoCr anses vara ett biokompatibelt material och används i stor utsträckning inom det medicinska området för implantat som höft- och knäproteser.Vilka är fördelarna med att använda Chromium Cobalt (CoCr)-pulver i flygtillämpningar?CoCrs stabilitet vid höga temperaturer och korrosionsbeständighet gör den idealisk för rymdtillämpningar, inklusive tillverkning av jetmotorkomponenter och gasturbindelar.få veta mer om 3D-utskriftsprocesser