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Polvo CoCrMoW
Descripción general del polvo de CoCrMoW El polvo de CoCrMoW es un polvo de aleación de cobalto-cromo-molibdeno-tungsteno que se utiliza principalmente para la fabricación de implantes de articulaciones ortopédicas. La adición de tungsteno mejora aún más la resistencia, la resistencia al desgaste y la dureza en comparación con las aleaciones de CoCrMo. Entre las principales propiedades y ventajas del polvo de CoCrMoW se incluyen: Propiedades y características del polvo de CoCrMoW Propiedades Detalles Composición Aleación Co-Cr-Mo-W Densidad 9,2...
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Descripción general del polvo de CoCrMoW
El polvo de CoCrMoW es un polvo de aleación de cobalto-cromo-molibdeno-tungsteno que se utiliza principalmente para fabricar implantes ortopédicos de articulaciones. La adición de tungsteno aumenta aún más la resistencia, la resistencia al desgaste y la dureza en comparación con las aleaciones de CoCrMo.
Las propiedades y ventajas principales del polvo de CoCrMoW incluyen:
Propiedades y características del polvo de CoCrMoW
Propiedades | Detalles |
---|---|
Composición | Aleación de Co-Cr-Mo-W |
Densidad | 9,2 g/cc |
Forma de las partículas | Esférico |
Rango de tamaños | 15-45 micrones |
Densidad aparente | Hasta un 60% de densidad real |
Fluidez | Bien |
Resistencia a la corrosión | Excelente debido a la capa de óxido de Cr |
Biocompatibilidad | Alto, adecuado para implantes |
Resistencia al desgaste | Muy buena de W y Cr |
Fuerza | Muy alta desde el endurecimiento de la solución sólida |
Gracias a su combinación única de biocompatibilidad, alta dureza, solidez y tenacidad, CoCrMoW permite fabricar implantes ortopédicos de alta calidad mediante impresión 3D o moldeo por inyección de metal.
Composición en polvo de CoCrMoW
Composición en polvo de CoCrMoW
Elemento | Porcentaje de peso |
---|---|
Cobalto | Equilibrio |
Cromo | 26-30% |
Molibdeno | 5-7% |
Tungsteno | 4-6% |
Carbono | < 0,35% |
Manganeso | < 1% |
Silicio | < 1% |
Hierro | < 1% |
Níquel | < 1% |
- El cobalto aporta fortaleza, biocompatibilidad y ayuda al fortalecimiento de la solución sólida
- Cromo para resistencia a la oxidación y a la corrosión
- El molibdeno contribuye al fortalecimiento de la solución sólida
- El tungsteno mejora significativamente la resistencia al desgaste y la dureza.
- Otros elementos presentes como impurezas
El alto contenido de Cromo, Molibdeno y W resultan en una excelente combinación de fuerza, dureza y resistencia a la corrosión requerida para implantes ortopédicos.
Propiedades Físicas del Polvo CoCrMoW
Propiedades Físicas del Polvo CoCrMoW
Propiedades | Valores |
---|---|
Densidad | 9,2 g/cc |
Punto de Fusión | 1370-1430«C |
Resistividad eléctrica | 96 ×´Î-cm |
Conductividad térmica | 16 W/mK |
CTE | 14,5 x 10^-6 K^-1 |
Temperatura de Curie | 1160¡«C |
- Alta densidad en comparación con aleaciones de CoCrMo y titanio
- Mantiene resistencia y dureza a elevadas temperaturas
- Relativamente baja conductividad térmica
- Se vuelve paramagnético por encima de la temperatura de Curie
- El CTE es superior a las aleaciones de la competencia en aplicaciones de implantes
Estas propiedades permiten su uso en implantes ortopédicos de soporte de carga que requieren resistencia a altas temperaturas, dureza y resistencia a la corrosión.
Propiedades mecánicas de polvo de CoCrMoW
Propiedades mecánicas de polvo de CoCrMoW
Propiedades | Valores |
---|---|
Dureza | 43-52 HRC |
Resistencia a la tensión | 1310-1650 MPa |
Resistencia elástica | 1035-1450 MPa |
Elongación | 8-15% |
Módulo de elasticidad | 240-310 GPa |
Resistencia a la compresión | 1700-2100 MPa |
- Excelente combinación de rigidez y dureza muy elevadas
- Los niveles de fuerza sobrepasan las exigencias de los implantes de carga
- Dureza razonable para un material duro
- El alto módulo proporciona la rigidez necesaria para implantes
- La alta resistencia a la fatiga garantiza durabilidad
Las propiedades mecánicas hacen que el polvo de CoCrMoW sea muy adecuado para la fabricación de implantes ortopédicos fuertes con resistencia a la la abrasión empleando técnicas de FA.
Aplicaciones de polvo CoCrMoW
Aplicaciones principales del polvo CoCrMoW:
Aplicaciones de polvo CoCrMoW
Aplicación | Ejemplos |
---|---|
Implantes ortopédicos | Implantes dentales, de rodilla y cadera |
Dispositivos médicos | Herramientas e instrumentos quirúrgicos |
Aeroespacial | Componentes de motores aeronáuticos |
Automovilístico | Piezas de inyección de combustible, válvulas |
Industrial | Herramientas de corte, troqueles, moldes. |
Algunos usos específicos de productos de polvo de aleación CoCrMoW:
- Superficies de articulación en implantes de reemplazo articular
- Coronas dentales, puentes y capuchones radiculares
- Implantes maxilofaciales, placas craneales
- Álabes y carcasas de turbinas de motores de avión
- Válvulas de motor y toberas de inyección de combustible automotrices
- Herramientas de corte y herramientas industriales.
La combinación de propiedades mecánicas excepcionales, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad proporciona el máximo rendimiento para estas exigentes aplicaciones.
Especificaciones del polvo CoCrMoW
Normas clave para polvo de CoCrMoW:
Estándares de polvo de CoCrMoW
Estándar | Descripción |
---|---|
ASTM F75 | Norma para aleación CoCrMo forjada, para implantes quirúrgicos |
ASTM F1537 | Aleación forjada CoCrMoNi para aplicaciones dentales |
ASTM F3001 | Especificaciones para la fabricación aditiva de implantes médicos utilizando la fusión con lecho de polvo |
ISO 5832-4 | Aleación CoCrMoNi forjada para implantes quirúrgicos |
Estas normas especifican:
- Límites de composición, impurezas.
- Requisitos mínimos de propiedades mecánicas
- Método de producción: atomización con gas inerte
- Distribución aceptable del tamaño de partículas
- Protocolos de pruebas para el control de calidad
- Requisitos de caracterización de polvo
El cumplimiento de las normas garantiza la idoneidad para aplicaciones de implantes ortopédicos críticos.
Tamaño de partícula del polvo de CoCrMoW
Distribución del tamaño de partículas de polvo de CoCrMoW
Tamaño de partícula | Características |
---|---|
15 a 25 micras | Utilizado en la fusión de lecho de polvo láser (LPBF) |
25-45 micrones | Usado en inyección de aglutinante y DMLS |
10-45 micras | Se utiliza en moldeo de inyección de metal |
- El polvo más fino proporciona una mayor resolución y acabado superficial para la AM
- Los polvos más gruesos tienen una mejor fluidez para el procesamiento del polvo
- Distribución de tamaño equilibrada optimizada para cada método de producción
- Se mantiene un estricto control sobre la distribución del tamaño de partículas
Controlar el tamaño de partículas y la morfología permite una alta densidad de empaquetamiento y una sinterización optimizada.
Densidad aparente del polvo CoCrMoW
Densidad aparente del polvo CoCrMoW
Densidad aparente | Características |
---|---|
Hasta un 60% de densidad real | Para la morfología del polvo esférico |
Rango de 4,5-5,5 g/cc | Por los vacíos entre partículas |
- Una mayor densidad aparente mejora el flujo y la compresibilidad del polvo
- La forma esférica del polvo permite una densidad de compactación más grande
- Los valores de hasta el 65% son posibles con el polvo optimizado
Una densidad aparente más alta da como resultado una mejor productividad de fabricación y calidad de piezas.
Método de producción de polvo de CoCrMoW
Producción de polvo de CoCrMoW
Método | Detalles |
---|---|
Atomización de gas | El gas inerte a alta presión divide la corriente de aleación fundida en finas gotitas |
Fundición por inducción al vacío | Materiales de partida de alta pureza fundidos bajo vacío. |
Fusión múltiple | Mejora la homogeneidad química |
Tamizado | Clasifica el polvo en diferentes fracciones de tamaño de partícula |
Mezcla | Fracciones de polvo mezcladas para personalizar la distribución de partículas |
- La atomización de gas produce una fina morfología de polvo esférico
- La fusión en vacío minimiza impurezas como el oxígeno y el nitrógeno
- La refusión múltiple aumenta la uniformidad de la composición
- El posprocesamiento permite un control preciso de la distribución granulométrica
La producción completamente automatizada y el estricto control del proceso aseguran propiedades confiables y la consistencia de lote a lote del polvo.
Precios del polvo de CoCrMoW
Precios del polvo de CoCrMoW
Factor | Impacto |
---|---|
Grado de polvo | El precio aumenta con mayor pureza |
Tamaño de partícula | Calidades ultrafinas más caras |
Cantidad del pedido | El precio se reduce para pedidos masivos |
Propiedades de los polvos | Cuanto mayor es la densidad aparente, más cuesta |
Empaquetado | Los envases llenos de argón aumentan el precio |
Requisitos de pruebas | Hacer pruebas más rigurosas aumenta los costos |
Plazo de entrega | Los plazos de entrega más rápidos aumentan el coste |
Precios indicativos
- CoCrMoW para aplicaciones médicas: 120-180 por kg
- CoCrMoW para aplicaciones industriales: 80-120 dólares por kg
Se aplican precios significativamente más bajos para pedidos por volumen que superen varios cientos de kilogramos.
Proveedores de polvo de CoCrMoW
Proveedores de polvo de CoCrMoW
Compañía | Ubicación |
---|---|
Carpenter Additive | EE. UU. |
Sandvik Osprey | Reino Unido |
Hoganas | Suecia |
Praxair | EE. UU. |
AP&C | Canadá |
Erasteel | Francia |
Factores clave de selección:
- Gama de grados de polvo y tamaños de partículas
- Capacidad de producción y plazos de entrega
- Calidad y consistencia del polvo
- Cumplimiento de normas médicas
- Precios y cantidad mínima de pedido
- Procesos de inspección, pruebas y control de calidad
Manejo y seguridad del polvo de CoCrMoW
Manipulación de polvo de CoCrMoW
Recomendación | Motivo |
---|---|
Evite inhalar | Para evitar daños en el tejido pulmonar a causa de partículas finas |
Utiliza mascarilla protectora y guantes | Evitar la ingestión accidental a través de la nariz/boca |
Manipular en áreas bien ventiladas | Reduce la circulación de partículas en el aire |
Utilice ropa de protección adecuada | Minimizar el contacto con la piel |
Asegúrese de que no hay fuentes de ignición cercanas | El polvo puede combustionar en la atmósfera de oxígeno |
Seguir protocolos antiestáticos | Evitar el fuego debido a una descarga estática durante la manipulación |
Utiliza herramientas no generadoras de chispas | Evite las posibilidades de ignición |
Guarde en recipientes sellados en un área fresca y seca | Prevenir la contaminación y la oxidación |
Aunque el polvo CoCrMoW es relativamente inerte, se deben tomar las precauciones recomendadas para un manejo y procesamiento seguros.
Inspección y prueba de polvo CoCrMoW
Pruebas de Polvo CoCrMoW
Prueba | Detalles |
---|---|
Análisis químico | Se utilizó espectroscopia ICP para verificar la composición |
Análisis del tamaño de las partículas | Determina la distribución del tamaño de partículas |
Densidad aparente | Medido usando un caudalímetro Hall según ASTM B212 |
Morfología del polvo | Análisis de imágenes mediante SEM para verificar la forma de las partículas |
Ensayos de caudal | Determina la fluidez a través de un embudo estandarizado |
Ensayo de densidad de golpeteo | Densidad medida después de golpear mecánicamente la muestra de polvo |
Las exigentes pruebas garantizan el cumplimiento de especificaciones como la ASTM F75 y polvo consistente y apto para la fabricación de implantes ortopédicos.
Almacenamiento y manipulación de polvo de CoCrMoW
Almacenamiento en polvo CoCrMoW
Factor | Efecto |
---|---|
Aire, oxígeno | Riesgo de oxidación a altas temperaturas |
Humedad | Baja tasa de corrosión a temperatura ambiente |
Disolventes orgánicos | Puede absorber solventes y polvo de manchas |
Ácidos, álcalis | Resistentes a ácidos y bases suaves |
Temperaturas elevadas | Aumento de la reactividad y la oxidación en el aire |
Contaminación | Pueden afectar la fluidez y la capacidad de sinterización |
Recomendaciones:
- Almacenar cerrado en recipientes purgados con gas inerte
- Mantener la temperatura por debajo de 30°
- Evite el contacto con ácidos oxidantes y disolventes clorados
- Abrir contenedores únicamente en entornos controlados
Con las precauciones debidas, el polvo CoCrMoW exhibe una excelente estabilidad durante el manejo y almacenamiento.
Comparación con polvo CoCrMo
Polvo CoCrMoW vs. polvo CoCrMo
Parámetro | CoCrMoW | CoCrMo |
---|---|---|
Densidad | 9,2 g/cc | 8.3 g/cc |
Dureza | 43-52 HRC | 35-45 HRC |
Resistencia a la tensión | 1310-1650 MPa | 1170-1510 MPa |
Resistencia al desgaste | Excelente | Muy bueno |
Resistencia a la corrosión | Excelente | Excelente |
Biocompatibilidad | Alto | Alto |
Coste | Alto | Moderado |
Usos | Implantes ortopédicos y aeroespaciales | Implantes ortopédicos, dentales |
- CoCrMoW tiene mucha más resistencia y dureza
- CoCrMoW ofrece una mejor resistencia al desgaste
- Ambos ofrecen una gran resistencia a la corrosión y biocompatibilidad
- El CoCrMoW es más caro debido a la adición de W
- CoCrMoW preferido para los implantes de rodilla y cadera; CoCrMo para odontología
La adición de tungsteno aporta a la CoCrMoW propiedades mecánicas superiores a las de las aleaciones CoCrMo convencionales.
Pros y contras del polvo CoCrMoW
Ventajas del polvo de CoCrMoW:
- Excelente resistencia, dureza y resistencia al desgaste
- Alta biocompatibilidad y resistencia a la corrosión
- Buenas propiedades de alta temperatura
- Puede procesarse mediante técnicas de AM o MIM
- Adecuado para aplicaciones de implantes ortopédicos soportadoras de carga
- Brinda una apariencia estética atractiva
Limitaciones del polvo de CoCrMoW:
- Más caros que los polvos de acero inoxidable y CoCrMo
- Menor ductilidad y tenacidad de fractura
- Requiere atmósfera protectora durante el proceso
- Componentes finales difíciles de maquinar
- Unión limitada y soldabilidad
- La liberación de iones de Co genera inquietudes sobre la salud
Preguntas frecuentes sobre el polvo de CoCrMoW
P: ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polvo de CoCrMoW?
R: Las aplicaciones primarias son implantes de reemplazo articular de rodilla y cadera, restauraciones dentales como coronas y puentes, implantes maxilofaciales y componentes aeroespaciales como álabes de turbina.
P: ¿Cómo mejora la adición de tungsteno las propiedades de la aleación CoCrMo?
R: El tungsteno aumenta considerablemente la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste mediante el endurecimiento por solución sólida y la formación de carburos rígidos. Esto resulta en un excelente rendimiento para implantes de carga.
P: ¿Qué precauciones se deben tomar al manipular el polvo de CoCrMoW?
A: Las precauciones recomendadas incluyen el uso de mascarilla, guantes, ropa protectora, la manipulación en lugares ventilados, la prevención de fuentes de ignición, el control de las descargas estáticas, el uso de herramientas antichispas y el almacenamiento de contenedores sellados en un lugar fresco y seco.
P: ¿Cuáles son las principales diferencias entre los grados CoCrMoW para uso médico e industrial?
R: Los grados médicos tienen mayor pureza, menos impurezas, distribución de tamaño de partícula controlada, se someten a más pruebas rigurosas y se producen con estricto control de calidad para cumplir los estándares de los implantes biomédicos.
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