CoCrMoパウダー
CoCrMo粉末の概要 CoCrMoはコバルト-クロム-モリブデン合金粉末で、耐摩耗性と生体適合性を必要とするバイオメディカル、歯科、航空宇宙、産業用途の金属積層造形に広く使用されている。この記事では、組成、特性、AMプロセスパラメータ、用途、仕様、サプライヤー、取り扱い、検査、比較、長所と短所、FAQを網羅したCoCrMo粉末の詳細ガイドを提供します。主な情報は、参照しやすい表で示されています。CoCrMo粉末の組成 CoCrMo合金粉末の組成は以下の通り：元素 重量 % 目的 コバルト 58-69 マトリックス元素、生体適合性 クロム 26-30 耐食性、耐摩耗性 モリブデン 5-7 強度、耐摩耗性 カーボン 0.05-0.35 炭化物元 ケイ素 1 最大 脱酸剤 マンガン 1 最大 脱酸剤 鉄 0.75 最大 汚染限界...
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CoCrMoパウダーの概要
CoCrMoはコバルト-クロム-モリブデン合金粉末で、耐摩耗性と生体適合性を必要とする生物医学、歯科、航空宇宙、工業用途の金属積層造形に広く使用されている。
この記事では、CoCrMo粉末の組成、特性、AMプロセスパラメータ、用途、仕様、サプライヤー、取り扱い、検査、比較、長所と短所、FAQを網羅した詳細なガイドを提供します。主要な情報は、参照しやすい表で示されています。
CoCrMo粉末の組成
CoCrMo合金粉末の組成は以下の通りである：
| エレメント | 質量 % | 目的 |
|---|---|---|
| コバルト | 58-69 | マトリックス要素、生体適合性 |
| クロム | 26-30 | 耐食性、耐摩耗性 |
| モリブデン | 5-7 | 強度、耐摩耗性 |
| 炭素 | 0.05-0.35 | カーバイドフォーマー |
| シリコン | 最大1 | 脱酸素剤 |
| マンガン | 最大1 | 脱酸素剤 |
| 鉄 | 最大0.75 | 汚染限度 |
高いコバルト含有量は生体適合性をもたらし、クロムとモリブデンは強度と耐摩耗性を与える。
CoCrMo粉末の特性
CoCrMo粉末の主な特性は以下の通り：
| プロパティ | 説明 |
|---|---|
| 生体適合性 | 人体組織との優れた適合性 |
| 耐摩耗性 | 高い耐摩耗性と耐滑性 |
| 耐蝕性 | 体液や多くの化学薬品に強い |
| 強さ | 加工硬化後の引張強さは最大1310MPa |
| 硬度 | 時効硬化で最高54HRC |
| 疲労強度 | 周期的な動的負荷に適している |
この特性により、荷重を支えるインプラントや器具に使用することができる。
CoCrMo粉末のAMプロセスパラメータ
CoCrMo粉末を印刷するための代表的なパラメータは以下の通りである：
| パラメータ | 代表値 | 目的 |
|---|---|---|
| レイヤーの高さ | 20-50×m | 解像度と製造速度 |
| レーザー出力 | 150-400 W | 気化しない溶融状態 |
| スキャン速度 | 400-1200 mm/s | 密度と生産率 |
| ハッチの間隔 | 80-120 Ã×m | 機械的特性 |
| サポート | ツリーまたは格子 | オーバーハング、内部チャンネル |
| 熱間静水圧プレス | 1220℃、100MPa、3時間 | 空隙をなくす |
密度、微細構造、造形速度、後処理要件に合わせて調整されたパラメータ。
3DプリントCoCrMo部品の用途
AM CoCrMo部品は、以下の用途に使用されている：
| 産業 | アプリケーション |
|---|---|
| 医療 | 膝／股関節インプラント、歯冠、手術器具 |
| 航空宇宙 | タービンブレード、エンジン部品 |
| 自動車の | バルブシート、ターボチャージャーホイール |
| 産業 | Wear-resistant tooling, flanges, seals |
| 石油とガス | 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:
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| 粒度範囲 | 15-45 Ã×m 標準 |
| パーティクル形状 | 球状の形態 |
| 見掛け比重 | > 4 g/cc |
| 打タップ密度 | > 6 g/cc |
| ホール流動率 | > 23 sec for 50 g |
| 純粋さ | >99.9% |
| 酸素含量 | <1000 ppm |
Custom size distributions and controlled moisture levels available.
Suppliers of CoCrMo Powder
Reputable CoCrMo powder suppliers include:
| サプライヤー | 場所 |
|---|---|
| カーペンター アディティブ | アメリカ |
| サンドビック オスプレイ | 英国 |
| エラスチール | スウェーデン |
| AP&C | カナダ |
| LPW テクノロジー | 英国 |
| アルカムAB | スウェーデン |
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:
- Store sealed containers away from moisture, acids, ignition sources
- Prevent exposure to air and use inert gas padding
- Ground equipment to dissipate static charges
- Avoid dust accumulation and use dust extraction
- 局所排気装置を推奨
- Follow safety data sheet precautions
Proper techniques ensure optimal powder condition.
Inspection and Testing of CoCrMo Powder
Quality testing methods include:
| 方法 | テストされたパラメーター |
|---|---|
| ふるい分け分析 | 粒度分布 |
| SEMイメージング | 粒子形態 |
| イーディーエックス | Chemistry and composition |
| XRD | 現在のフェーズ |
| ピクノメトリー | 密度 |
| ホール流動率 | 粉体の流動性 |
Testing per ASTM standards verifies powder quality and batch consistency.
Comparing CoCrMo to Alternative Alloy Powders
CoCrMo compares to other alloys as:
| 合金 | 生体適合性 | 強さ | 利用料 | 印刷適性 |
|---|---|---|---|---|
| CoCrMo | 素晴らしい | ミディアム | ミディアム | 調子が良い |
| Titanium Ti64 | 調子が良い | 低い | ハイ | 公正 |
| Stainless steel 316L | 調子が良い | ミディアム | ミディアム | 素晴らしい |
| インコネル718 | 貧しい | ハイ | ハイ | 調子が良い |
CoCrMo provides the best combination of biocompatibility, strength, and printability for many applications.
Pros and Cons of CoCrMo Powder for AM
| 長所 | 欠点 |
|---|---|
| 優れた生体適合性と耐腐食性 | Limited high temperature capability |
| Very good wear and abrasion resistance | Susceptible to porosity during printing |
| Readily 3D printable and weldable | Requires controlled atmosphere handling |
| Cost advantage versus titanium alloys | Post-processing often needed |
| Can match wrought material properties | 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: A typical range is 15-45 microns. It provides good powder flowability combined with high resolution and density.
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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