CoCrMoW-poeder

Overzicht van CoCrMoW-poeder

CoCrMoW-poeder is een poeder van een kobalt-chroom-molybdeen-wolfraamlegering dat hoofdzakelijk wordt gebruikt voor de productie van orthopedische gewrichtimplantaten. De toevoeging van wolfraam verhoogt de sterkte, slijtvastheid en hardheid ten opzichte van CoCrMo-legeringen.

Belangrijke eigenschappen en voordelen van CoCrMoW-poeder omvatten:

CoCrMoW Poedereigenschappen en -kenmerken

Eigenschappen	Details
Compositie	Co-Cr-Mo-W-legering
Dichtheid	9,2 g/cc
Vorm van deeltjes	Bolvormig
Groottebereik	15-45 micron
Schijnbare dichtheid	Tot 60% echte dichtheid
Flowbaarheid	Goed
Weerstand tegen corrosie	Uitstekend door Cr oxide laag
biocompatibel	Hoog, geschikt voor implantaten
Slijtvastheid	Uitstekend van W en Cr
Kracht	Heel erg hoog vanwege vaste oplossing versterking

Door zijn unieke combinatie van biocompatibiliteit, hoge hardheid, sterkte en taaiheid maakt CoCrMoW het mogelijk om orthopedische implantaten met hoge prestaties te maken met behulp van 3D-printen of metaalinjectiegieten.

Samenstelling van CoCrMoW-poeder

Samenstelling van CoCrMoW-poeder

Element	Gewichts %
Kobalt	Balans
Chroom	26-30%
Molybdeen	5-7%
Wolfraam	4-6%
Koolstof	<0,35%
Mangaan	< 1%
Silicium	< 1%
IJzer	< 1%
Nikkel	< 1%

• Kobalt zorgt voor sterkte, biocompatibiliteit en versteviging van vaste oplossingen
• Chroom voor oxidatieweerstand en corrosieweerstand
• Molybdeen draagt bij aan de versteviging van vaste oplossingen
• Wolfraam verbetert sleetweerstand en hardheid aanzienlijk
• Andere elementen zijn aanwezig als onzuiverheden

Het hoge Cr-, Mo- en W-gehalte resulteert in een uitstekende combinatie van sterkte, hardheid en corrosiebestendigheid vereist voor orthopedische implantaten.

CoCrMoW Poeder Fysische Eigenschappen

CoCrMoW Poeder Fysische Eigenschappen

Eigenschappen	Waarden
Dichtheid	9,2 g/cc
Smeltpunt	1370-1430
Elektrische resistiviteit	96 cm × 96 cm
Thermische geleidbaarheid	16 W/mK
CTE	14,5 x 10^-6 K^-1
Curietemperatuur	1160¡«C

• Hoge dichtheid vergeleken met legeringen van CoCrMo en titanium
• Behoudt sterkte en hardheid bij hoge temperaturen
• Relatief lage thermische geleidbaarheid
• Wordt paramagnetisch boven de Curietemperatuur
• Hogere CTE dan concurrerende legeringen bij gebruik van implantaten

De eigenschappen laten implementatie toe in dragende orthopedische implantaten die sterkte bij hoge temperaturen, hardheid en corrosieweerstand vereisen.

Mechanische eigenschappen van CoCrMoW-poeder

Mechanische eigenschappen van CoCrMoW-poeder

Eigenschappen	Waarden
Hardheid	43-52 HRC
Treksterkte	1310-1650 MPa
Rekgrens	1035-1450 MPa
Verlenging	8-15%
Elasticiteitsmodulus	240-310 GPa
Druksterkte	1700-2100 MPa

• Uitstekende combinatie van zeer hoge sterkte en hardheid
• De sterkte overstijgt de vereisten die worden gesteld aan lastdragende implantaten
• Redelijke vervormbaarheid voor een hard materiaal
• Een hoge modulus biedt de stijfheid die nodig is voor implantaten
• Hoge vermoeidheidssterkte zorgt voor duurzaamheid

Vanwege de mechanische eigenschappen zijn CoCrMoW-poeders zeer geschikt voor het produceren van sterke, slijtvaste orthopedische implantaten met behulp van AM-technieken.

Toepassingen van CoCrMoW-poeder

Primair toepassingen van CoCrMoW poeder zijn:

Toepassingen van CoCrMoW-poeder

Applicatie	Voorbeelden
Orthopedische Implantaten	Knie-, heup-, tandheelkundige implantaten
Medische hulpmiddelen	Chirurgische instrumenten en gereedschappen
Lucht- en ruimtevaart	Onderdelen voor vliegtuigmotoren
Automobielen	Brandstofinjectie onderdelen, kleppen
Industriële	Snijgereedschappen, matrijzen, mallen

Toepassingen van een speciaal product van een CoCrMoW-legeringspoeder:

• Gelenkvervangende implantaten met gewrichtsarticulerende oppervlakken
• Kronen, bruggen en wortelkappen
• Maxillofaciale implantaten, schedelplaten
• Turbinebladen en behuizingen van vliegtuigmotoren
• Automobielmotorventielen en brandstofinjectorenozzles
• Gereedschap voor metaalbewerking en industriële gereedschappen

De combinatie van uitstekende mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid en biocompatibiliteit resulteert in optimale prestaties voor deze veeleisende toepassingen.

CoCrMoW-poederspecificaties

Belangrijke normen voor CoCrMoW-poeder:

CoCrMoW poederstandaarden

Normaal	Beschrijving
ASTM F75	Norm voor vervormbare CoCMo-legering voor chirurgische implantaten
ASTM F1537	Gesmede CoCrMoNi-legering voor tandheelkundige toepassingen
ASTM F3001	Specificatie voor additieve productie van medische implantaten door middel van poederbedfusie
ISO 5832-4	Gesmede CoCrMoNi-legering voor chirurgische implantaten

Deze normen specificeren:

• Beperkingen met betrekking tot samenstelling, onzuiverheden
• Minimale mechanische eigenschappen
• Productiemethode - inertegasatomisatie
• Aanvaarde deeltjesgroottedistributie
• Testprotocollen voor kwaliteitsborging
• Eisen van poederkaraktersisering

Voldoen aan normen garandeert geschiktheid voor kritieke orthopedische implantologie.

CoCrMoW poederdeeltjesgrootte

CoCrMoW Powder Particle grootteverdeling

Deeltjesgrootte	Kenmerken
15-25 micron	Wordt gebruikt in laserpoederbedfusie (LPBF)
25-45 µm	Gebruikt in binder jetting en DMLS
10-45 micrometer	Wordt gebruikt in metaalspuitgieten

• Fijner poeder levert hogere resolutie en oppervlakteafwerking voor AM
• Grover poeder heeft betere vloeibaarheid voor poederverwerking
• Een uitgebalanceerde grootteverdeling die geoptimaliseerd is voor elke productiemethode
• Nauwkeurige controle over de deeltjesgrootteverdeling wordt gehandhaafd

Controleren de particlegrootte en de morfologie zorgt voor hoge pakkingsdichtheid en geoptimaliseerd sinteren.

Schijnbare dichtheid van CoCrMoW-poeder

Schijnbare dichtheid van CoCrMoW-poeder

Schijnbare dichtheid	Kenmerken
Tot 60% echte dichtheid	Voor sferische poedermorfologie
4.5-5.5 g/cc bereik	Door leegte tussen deeltjes

• Hogere schijnbare dichtheid verbetert poederstroom en samendrukbaarheid
• Kogelvormige poedervorm zorgt voor hogere pakkingsdichtheid
• Met geoptimaliseerd poeder zijn waarden tot en met 65% mogelijk

Hogere schijnbare dichtheid betekent een hogere productiviteit en een betere kwaliteit van de onderdelen.

Productiemethode voor CoCrMoW-poeder

CoCrMoW poederproductie

Methode	Details
Gasverstuiving	Hogedrukgas met inert gas breekt gesmolten legeringstroom op in fijne druppels
Vacüüm Inductie Smelten	Hoge zuiverheid startmaterialen in een vacuüm gesmolten
Meervoudig omsmelten	Verbetert de chemische homogeniteit
Zeef	Classificeert poeder in verschillende fracties van deeltjesgrootte
Blending	Poederfracties gemengd om deeltjesverdeling aan te passen

• Gasatomisering produceert een fijne, bolvormige poedermorfologie
• Vacuüm smelten minimalisiert onzuiverheden zoals zuurstof en stikstof
• Meervoudig smelten verbetert uniformiteit van samenstelling
• Nabewerking maakt een nauwkeurige regeling van de deeltjesgrootteverdeling mogelijk

Volledig geautomatiseerde productie en strikte procescontrole garanderen betrouwbare eigenschappen en consistentie van batch tot batch van het poeder.

Prijsvorming CoCrMoW-poeder

Prijsvorming CoCrMoW-poeder

Factor	Impact
Poederklasse	Hogere prijs bij hogere zuiverheid
Deeltjesgrootte	Ultrafijne gehaltes duurder
Bestelhoeveelheid	Prijsvermindering voor bestellingen in bulk
Poedereigenschappen	Een hogere schijnbare dichtheid kost meer
Verpakking	Gefulde argon cilinders worden duurder
Testvereisten	Strengere testkosten doen de kosten stijgen
Doorlooptijd	Kortere levertijden verhogen de kosten

Richtprijsindicatie

• CoCrMoW voor medische toepassingen: € 120-180 per kg
• CoCrMoW voor industriële toepassingen: $80-120 per kg

Aanzienlijk lagere prijzen zijn van toepassing op bulk-bestellingen van meer dan enkele honderden kilo's.

Leveranciers van CoCrMoW-poeder

Leveranciers van CoCrMoW-poeder

Bedrijf	Locatie
Carpenter Additive	Verenigde Staten
Sandvik Osprey	VK
Hoganas	Zweden
Praxair	Verenigde Staten
AP&C	Canada
Erasteel	Frankrijk

Belangrijke selectiefactoren:

• Assortiment van verschillende poederkwaliteiten en deeltjesgroottes
• Productiecapaciteit en levertijden
• Poederkwaliteit en consistentie
• Bescherming naleving van medische richtlijnen
• Prijsopgave en minimale bestelhoeveelheid
• Inspectie-, test- en QA-processen

CoCrMoW Poederbehandeling en Veiligheid

Hanteren van CoCrMoW-poeder

Aanbeveling	Reden
Vermijd inademing	Om longschade door fijnstof te voorkomen
Gebruik een beschermingsmasker en handschoenen	Voorkom dat kinderen het per ongeluk inslikken via neus/mond
Verwerk in goed geventileerde ruimten	Reductie van de luchtcirculatie van deeltjes
Gebruik passende beschermende kleding	Minimaliseer huidcontact
Zorg dat er geen ontstekingsbronnen in de buurt zijn	Poeder kan ontbranden in zuurstofsfeer
Volg antistatische protocollen	Voorkom brand door statische ontlading tijdens de verwerking
Gebruik vonkvrij gereedschap	Voorkom de mogelijkheid van ontsteking.
Koel en droog in afgesloten houder bewaren	Voorkom besmetting en oxidatie

Hoewel CoCrMoW-poeder relatief inert is, is het aanbevolen voorzorgsmaatregelen te nemen voor veilige hantering en verwerking.

Inspectie en testing van CoCrMoW poeder

CoCrMoW poedertest

Test	Details
Chemische analyse	ICP-spectroscopie gebruikt om samenstelling te verifiëren
Analyse de granulométrie	Bepaalt de deeltjesgrootteverdeling
Schijnbare dichtheid	Gemeten met een Hall-debietmeter conform ASTM B212
Poedermorfologie	Beeldanalyse via SEM om de vorm van deeltjes te controleren
Stroomtestsnelheid	Bepaalt de vloeibaarheid via een gestandaardiseerde trechter
Testen van tapdichtheid	Dichtheid gemeten na mechanisch tikken van het poedermonster

Nauwkeurig testen garandeert overeenstemming met specificaties als ASTM F75 en consistent poeder dat geschikt is voor de productie van orthopedische implantaten.

Opslag en verwerking van CoCrMoW-poeder

Opslag van CoCrMoW-poeder

Factor	Effect
Lucht, zuurstof	Oxidatierisico bij hoge temperaturen
Vocht	Lage corrosiesnelheid bij omgevingstemperatuur
Organische oplosmiddelen	Kan oplosmiddelen en poederverf opnemen
Zuren, loog	Bestendig tegen milde zuren en basen
Verhoogde temperaturen	Verhoogde reactiviteit en oxidatie in de lucht
Contaminatie	Kan vloeibaarheid en sintereigenschappen beïnvloeden

Aanbevelingen:

• Opgeslagen in luchtdichte containers met beschermende atmosfeer
• Houd de temperatuur lager dan 30¡«C
• Vermijd contact met oxiderende zuren en gechloreerde oplosmiddelen
• Open containers in een gecontroleerde omgeving

Met eigenlijke voorzorgsmaatregelen vertoont CoCrMoW poeder een uitstekende stabiliteit tijdens het hanteren en opslaan.

Vergelijking met CoCrMo-poeder

CoCrMoW versus CoCrMo-poeder

Parameter	CoCrMoW	CoCrMo
Dichtheid	9,2 g/cc	8,3 g/cc
Hardheid	43-52 HRC	35-45 HRC
Treksterkte	1310-1650 MPa	1170-1510 MPa
Slijtvastheid	Uitmuntend	Heel goed
Weerstand tegen corrosie	Uitmuntend	Uitmuntend
biocompatibel	Hoog	Hoog
Kosten	Hoog	Gewoonlijk
Gebruik	Orthopedische implantaten, lucht- & ruimtevaart	Orthopedische implantaten, tandheelkundige

• CoCrMoW heeft aanzienlijk hogere sterkte en hardheid
• CoCrMoW zorgt voor betere slijtvastheid
• Beide bieden uitstekende corrosiebestendigheid en biocompatibiliteit
• CoCrMoW is duurder vanwege de toevoeging van W
• CoCrMoW voorkeur voor knie-, heupimplantaten; CoCrMo voor tandheelkunde

Door de toevoeging van wolfraam krijgt CoCrMoW betere mechanische eigenschappen dan conventionele CoCrMo-legeringen.

Voor- en nadelen van CoCrMoW-poeder

Voordelen van CoCrMoW-poeder:

• Uitstekende sterkte, hardheid en slijtvastheid
• Hoge biocompatibiliteit en corrosie bestendigheid
• Goede eigenschappen bij hoge temperaturen
• Kan worden verwerkt met AM- of MIM-technieken
• Geschikt voor lastdragende orthopedische implantaattoepassingen
• Zorgt voor een aantrekkelijke esthetische uitstraling

Beperkingen van CoCrMoW-poeder:

• Durer dan CoCrMo- en roestvaststalpoeders
• Lagere ductiliteit en breuktaaiheid
• Vereist beschermende atmosfeer tijdens behandeling
• Moeilijk te bewerken eindcomponenten
• Beperkte las- en hechtbaarheid
• Vrijlating van Co-ionen wekt gezondheidszorgen

Veelgestelde vragen over CoCrMoW-poeder

Vraag: Wat zijn de belangrijkste toepassingen van CoCrMoW-poeder?

A: De voornaamste toepassingen zijn knie- en heupgewrichtvervangende implantaten, tandheelkundige restauraties zoals kronen en bruggen, maxillofaciale implantaten en ruimtevaartcomponenten zoals turbinebladen.

V: Het toevoegen van wolfraam verbetert de eigenschappen van CoCrMo-legering doordat het: * De hardheid en slijtvastheid verhoogt * De sterkte en taaiheid verbetert * De corrosiebestendigheid verbetert * De warmtebestendigheid verbetert * De elektrische geleiding verbetert

A: Tungsten verhoogt de sterkte, hardheid en slijtvastheid aanzienlijk door middel van vaste oplossingversteviging en vorming van stijve carbiden. Dit resulteert in uitstekende prestaties voor belastingsdragende implantaten.

V: Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het hanteren van CoCrMoW-poeder?

A: Aanbevolen voorzorgsmaatregelen zijn onder meer het gebruik van een beschermend masker, handschoenen, kleding, hanteren op geventileerde plekken, ontstekingsbronnen vermijden, elektrostatische ontlading onder controle houden, gereedschap gebruiken dat geen vonken geeft en verzegelde containers opslaan op een koele, droge plek.

**V**: Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen CoCrMoW-klassen voor medische en industriële toepassingen?

A: Medische kwaliteiten hebben een hogere zuiverheid, minder onzuiverheden, gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling, ondergaan strengere tests en worden geproduceerd onder strikte kwaliteitscontrole om aan de normen voor biomedische implantaten te voldoen.