CoCrMo-Pulver
Überblick über CoCrMo-Pulver CoCrMo ist ein Pulver aus einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung, das in der additiven Fertigung von Metallen für biomedizinische, zahnmedizinische, luft- und raumfahrttechnische und industrielle Anwendungen, die Verschleißfestigkeit und Biokompatibilität erfordern, weit verbreitet ist. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Leitfaden zu CoCrMo-Pulver, der Zusammensetzung, Eigenschaften, AM-Prozessparameter, Anwendungen, Spezifikationen, Lieferanten, Handhabung, Inspektion, Vergleiche, Vor- und Nachteile sowie häufig gestellte Fragen umfasst. Schlüssel...
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Overview of CoCrMo Powder
CoCrMo is a cobalt-chromium-molybdenum alloy powder widely used in metal additive manufacturing for biomedical, dental, aerospace, and industrial applications needing wear resistance and biocompatibility.
This article provides a detailed guide to CoCrMo powder covering composition, properties, AM process parameters, applications, specifications, suppliers, handling, inspection, comparisons, pros and cons, and FAQs. Key information is presented in easy-to-reference tables.
Composition of CoCrMo Powder
The composition of CoCrMo alloy powder is:
| Element | Gew.-% | Zweck |
|---|---|---|
| Kobalt | 58-69 | Matrix element, biocompatibility |
| Chrom | 26-30 | Corrosion resistance, wear resistance |
| Molybdän | 5-7 | Festigkeit, Verschleißfestigkeit |
| Kohlenstoff | 0.05-0.35 | Hartmetall-Former |
| Silizium | 1 max | Desoxidationsmittel |
| Mangan | 1 max | Desoxidationsmittel |
| Eisen | 0.75 max | Contamination limit |
The high cobalt content provides biocompatibility while chromium and molybdenum impart strength and wear resistance.
Properties of CoCrMo Powder
Key properties of CoCrMo powder include:
| Immobilie | Beschreibung |
|---|---|
| Biokompatibilität | Excellent compatibility with human body tissues |
| Verschleißfestigkeit | High abrasion and sliding wear resistance |
| Korrosionsbeständigkeit | Resistant to body fluids and many chemicals |
| Stärke | Tensile strength up to 1310 MPa when work hardened |
| Härte | Up to 54 HRC when age hardened |
| Ermüdungsfestigkeit | Suitable for cyclical dynamic loading |
The properties enable use for load-bearing implants and devices.
AM Process Parameters for CoCrMo Powder
Typical parameters for printing CoCrMo powder include:
| Parameter | Typischer Wert | Zweck |
|---|---|---|
| Höhe der Schicht | 20-50 Ãx m | Resolution vs build speed |
| Laserleistung | 150-400 W | Schmelzzustand ohne Verdampfung |
| Scan-Geschwindigkeit | 400-1200 mm/s | Dichte versus Produktionsrate |
| Abstand zwischen den Luken | 80-120 Ã×m | Mechanische Eigenschaften |
| Unterstützt | Tree or lattice | Überhänge, interne Kanäle |
| Heißisostatisches Pressen | 1220¡«C, 100 MPa, 3 hrs | Beseitigung von Porosität |
Maßgeschneiderte Parameter für Dichte, Mikrostruktur, Baurate und Nachbearbeitungsanforderungen.
Applications of 3D Printed CoCrMo Parts
AM CoCrMo components are used in:
| Industrie | ANWENDUNGEN |
|---|---|
| Medizinisch | Knee/hip implants, dental crowns, surgical tools |
| Luft- und Raumfahrt | Turbinenschaufeln, Triebwerkskomponenten |
| Automotive | Valve seats, turbocharger wheels |
| Industrie | Wear-resistant tooling, flanges, seals |
| Öl und Gas | Valve parts, pumps |
Benefits versus wrought CoCrMo include complex geometries, customized implants, reduced costs and lead times.
Specifications of CoCrMo Powder for AM
CoCrMo powder must meet strict specifications:
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Partikelgrößenbereich | 15-45 Ã×m typisch |
| Partikelform | Sphärische Morphologie |
| Anscheindichte | > 4 g/cc |
| Schüttdichte | > 6 g/cc |
| Hallenflussmenge | > 23 Sekunden für 50 g |
| Reinheit | >99,9% |
| Sauerstoffgehalt | <1000 ppm |
Kundenspezifische Größenverteilungen und kontrollierte Feuchtigkeitsgrade sind möglich.
Suppliers of CoCrMo Powder
Reputable CoCrMo powder suppliers include:
| Anbieter | Ort |
|---|---|
| Carpenter Additive | Vereinigte Staaten |
| Sandvik Osprey | Großbritannien |
| Erasteel | Schweden |
| AP&C | Kanada |
| LPW Technologie | Großbritannien |
| Arcam AB | Schweden |
Pricing ranges from $50/kg to $120/kg based on quality considerations and order volume.
Handling and Storage of CoCrMo Powder
As a reactive material, careful CoCrMo powder handling is essential:
- Versiegelte Behälter fern von Feuchtigkeit, Säuren und Zündquellen lagern
- Prevent exposure to air and use inert gas padding
- Erdung von Geräten zur Ableitung statischer Ladungen
- Avoid dust accumulation and use dust extraction
- Lokale Entlüftung empfohlen
- Hinweise im Sicherheitsdatenblatt beachten
Die richtige Technik gewährleistet einen optimalen Zustand des Pulvers.
Inspection and Testing of CoCrMo Powder
Zu den Qualitätsprüfungsmethoden gehören:
| Methode | Geprüfte Parameter |
|---|---|
| Siebanalyse | Korngrößenverteilung |
| SEM-Bildgebung | Morphologie der Partikel |
| EDX | Chemie und Zusammensetzung |
| XRD | Vorhandene Phasen |
| Pyknometrie | Dichte |
| Hallenflussmenge | Rieselfähigkeit von Puder |
Tests nach ASTM-Normen überprüfen die Pulverqualität und die Konsistenz der Chargen.
Comparing CoCrMo to Alternative Alloy Powders
CoCrMo compares to other alloys as:
| Legierung | Biokompatibilität | Stärke | Kosten | Druckbarkeit |
|---|---|---|---|---|
| CoCrMo | Ausgezeichnet | Mittel | Mittel | Gut |
| Titanium Ti64 | Gut | Niedrig | High | Mäßig |
| Stainless steel 316L | Gut | Mittel | Mittel | Ausgezeichnet |
| Inconel 718 | Arm | High | High | Gut |
CoCrMo provides the best combination of biocompatibility, strength, and printability for many applications.
Pros and Cons of CoCrMo Powder for AM
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Ausgezeichnete Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit | Limited high temperature capability |
| Very good wear and abrasion resistance | Anfällig für Porosität beim Druck |
| Readily 3D printable and weldable | Requires controlled atmosphere handling |
| Cost advantage versus titanium alloys | Post-processing often needed |
| Kann mit den Eigenschaften von Knetmaterial übereinstimmen | Lower fracture toughness than stainless steels |
CoCrMo enables functional metal implants and components, albeit with controlled processing requirements.
Frequently Asked Questions about CoCrMo Powder
Q: What particle size range works best for 3D printing CoCrMo alloy?
A: Ein typischer Bereich ist 15-45 Mikrometer. Es bietet eine gute Fließfähigkeit des Pulvers in Kombination mit hoher Auflösung und Dichte.
Q: What post-processing methods are used on CoCrMo AM parts?
A: Hot isostatic pressing, heat treatment, surface machining, and polishing are commonly used post-processes for achieving full density and surface finish.
Q: Which metal 3D printing processes are compatible with CoCrMo alloy?
A: Selective laser melting (SLM), direct metal laser sintering (DMLS) and electron beam melting (EBM) can all process CoCrMo powder.
Q: What industries use additively manufactured CoCrMo components?
A: Medical, dental, aerospace, automotive, oil and gas, and industrial sectors benefit from 3D printed CoCrMo parts.
Q: Does CoCrMo require support structures during 3D printing?
A: Yes, supports are needed on overhangs and internal channels to prevent deformation and allow easy removal after printing.
Q: What defects can occur when printing CoCrMo powder?
A: Potential defects are porosity, cracking, distortion, incomplete fusion, and surface roughness. Most can be prevented with optimized parameters.
Q: What type of biocompatibility testing is done on CoCrMo alloys?
A: Cytotoxicity, sensitization, irritation, systemic toxicity, genotoxicity, and implantation testing per standards like ISO 10993 are conducted.
Q: How are the properties of printed CoCrMo compared to cast alloy?
A: AM CoCrMo components can achieve mechanical properties on par or better than cast and annealed counterparts when optimized.
Q: What are the main differences between CoCr F75 and SP2 alloys?
A: F75 has higher carbon for better machinability while SP2 has lower carbon plus niobium for improved particle melting behavior during printing.
Q: What density can be expected with 3D printed CoCrMo components?
A: Density above 99% is achievable for CoCrMo with ideal parameters tailored for the alloy, matching wrought material properties.
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