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 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.