Proszek CoCr28Mo6

Przegląd proszku CoCr28Mo6

Proszek CoCr28Mo6, znany również jako stop ASTM F75, to stop kobaltu, chromu i molibdenu używany do produkcji implantów ortopedycznych ze względu na swoją biozgodność, wysoką wytrzymałość i odporność na korozję.

Materiał ma doskonałą odporność na zużycie i jest powszechnie używany do wytwarzania implantów biodrowych, kolanowych i stomatologicznych. Oznaczenie “28Mo6” wskazuje, że materiał zawiera 28% chromu i 6% molibdenu.

Kluczowe właściwości i zalety:

Właściwości i charakterystyka proszku CoCr28Mo6

Właściwości	Szczegóły
Kompozycja	Stop Co-28Cr-6Mo
Gęstość	8,3 g/cm³
Kształt cząstki	Nieregularny, kanciasty
Zakres rozmiarów	10-45 mikronów
Gęstość Nasypowa	4,0-4,5 g/cm³
Płynność	Średnia
Odporność przeciwkorozyjna	Doskonałe dzięki pasywnej warstwie tlenkowej
biokompatybilność	Wysoki, stosowany przy implantach
Odporność na zużycie	Bardzo dobre dzięki zawartości dużej ilości chromu
Koszt	Średni do wysokiego

Proszek CoCr28Mo6 może być używany do produkcji implantów z wykorzystaniem drukowania 3D lub tradycyjnych technik, takich jak metalowe formowanie wtryskowe. Zapewnia on optymalne połączenie właściwości mechanicznych, odporności na korozję i biokompatybilności.

Skład proszku CoCr28Mo6

Typowy skład proszku CoCr28Mo6:

Skład proszku CoCr28Mo6

Element	Waga %
Kobalt	Równowaga
Chrom	27-30%
Molybdän	5-7%
Nikiel	<1%
Mangan	<1%
Węgiel	<0,35%
Żelazo	<0,75%
Krzem	<1%

• Kobalt gwarantuje wytrzymałość, odporność i biokompatybilność
• Chrom poprawia odporność na korozję i ścieranie
• Molibden odpowiada za wysoką wytrzymałość i twardość
• Inne pierwiastki, takie jak: C, Ni, Mn, Fe i Si występują jako zanieczyszczenia

Wysoka zawartość Cr i Mo zapewnia doskonałe właściwości mechaniczne wymagane do stosowania implantów nośnych.

Właściwości fizyczne proszku CoCr28Mo6

Właściwości fizyczne proszku CoCr28Mo6

Właściwości	Wartości
Gęstość	8,3 g/cm³
Temperatura topnienia	1350-1400 przed Chr.
Przewodność cieplna	18 W/mK
Opór elektryczny	94 cm x 76 cm
Temperatura Curie	1329¡«C
Współczynnik rozszerzalności cieplnej	14.5 x 10^-6 /K

• Duża gęstość w porównaniu ze stopami tytanu
• Zachowuje wytrzymałość w podwyższonych temperaturach
• Niższa przewodność cieplna niż w przypadku czystych metali
• Powyżej temperatury Curie staje się paramagnetyczny
• CTE wyższy niż u innych konkurujących stopów

Właściwości sprawiają, że materiał ten nadaje się do zastosowań wszczepialnych w wysokiej temperaturze, wymagających odporności na korozję.

Właściwości mechaniczne proszku CoCr28Mo6

Właściwości mechaniczne proszku CoCr28Mo6

Właściwości	Wartości
Twardość	35-45 HRC
Odporność na rozciąganie	170-220 ksi (1170-1510 MPa)
Wytrzymałość graniczna	140–180 ksi (965–1240 MPa)
Wydłużenie	8-16%
Moduł sprężystości	230-300 GPa
Wytrzymałość na zmęczenie	50 ksi (345 MPa)

• Doskonałe połączenie wytrzymałości i plastyczności
• Poziomy wytrzymałości przekraczają wymagania stawiane implantom łożyskowym
• Twardość zapewnia dobrą odporność na ścieranie i zużycie ścierne
• Wysoka wytrzymałość zmęczeniowa zapewnia trwałość pod obciążeniem cyklicznym

Właściwości mechaniczne sprawiają, że CoCr28Mo6 jest odpowiedni do implantów ortopedycznych narażonych na wysokie obciążenia statyczne i dynamiczne.

Zastosowanie proszku CoCr28Mo6

Podstawowe zastosowania proszku CoCr28Mo6 obejmują:

Zastosowanie proszku CoCr28Mo6

Aplikacja	Przykłady
Implanty ortopedyczne	Implanty biodrowe, kolanowe, stomatologiczne
Sprzęt medyczny	Narzędzia chirurgiczne, instrumenty
Astronautyka	Elementy silnika turbinowego
Motoryzacja	Części układu zasilania paliwem
Przemysłowy	Zawory, oprzyrządowanie, formy

Kilka konkretnych zastosowań produktów:

• Powierzchnie stawowe w implantach endoprotez
• Korony dentystyczne, mosty i implanty korzeniowe
• Urządzenia do stabilizacji ortopedycznej, takie jak płytki kostne
• Wysokotemperaturowe komponenty lotniczych silników odrzutowych
• Dysze wtryskowe do silników samochodowych
• Narzędzia tnące, uszczelki, zawory wymagające odporności na zużycie

Biozgodność, odporność na korozję oraz właściwości tribologiczne sprawiają, że CoCr28Mo6 doskonale nadaje się do ortopedii i stomatologii.

Specyfikacja proszku CoCr28Mo6

Kluczowe standardy dla proszków CoCr28Mo6:

Standardy proszków CoCr28Mo6

Standard	Opis
ASTM F75	Kuta mocna Co-Cr-Mo do implantów chirurgicznych
ASTM F1537	Specyfikacja wyrobionego stopu Co-Cr-Mo do urządzeń dentystycznych
ISO 5832-4	Implantat ze stopu Co-Cr-Mo-Ni poddanego obróbce plastycznej
ASTM F3056	Specyfikacja stopu CoCr do wytwarzania addytywnego implantów ortopedycznych

Norma ta określa:

• Ograniczenia składu chemicznego
• Wymagania dotyczące właściwości mechanicznych
• Metoda produkcji (atomizacja gazowa)
• Dopuszczalne poziomy zanieczyszczeń
• Procesy zapewniania jakości
• Metody testowe weryfikujące właściwości proszków

Spełnienie tych wymogów zapewnia przydatność do stosowania implantów ortopedycznych.

Wielkość cząstek proszku CoCr28Mo6

Rozproszenie wielkości cząstek proszku CoCr28Mo6

Wielkość cząstek	Charakterystica
10-25 mikronów	Używane do spiekania laserowego proszku (LPBF)
25-45 mikronów	Stosowany w natryskiwaniu spoiwem i metodzie DMLS
15-45 mikronów	Stosowany do formowania wtryskowego metali

• Subtelniejszy/cieńszy proszek w AM zapewnia lepsze rozdzielenie i wykończenie powierzchni
• Grubszy proszek poprawia płynność przepływu dla przetwarzania proszku
• Wybór zakresu rozmiarów zależy od używanej techniki produkcji
• Ścisła kontrola nad rozkładem wielkości drobin została zachowana

Kontrola wielkości i morfologii cząstek jest kluczowa dla wysokiej gęstości upakowania proszku i zoptymalizowanego spiekania.

Gęstość pozorna proszku CoCr28Mo6

Typowa gęstość pozorna:

Gęstość pozorna proszku CoCr28Mo6

Gęstość Nasypowa	Charakterystica
4,0 – 4,5 g/cm3	Nieregularna morfologia proszku
35-45% gęstości rzeczywistej	Z powodu pustych przestrzeni pomiędzy cząsteczkami

• Większa gęstość pozorna poprawia przepływ i ściśliwość proszku
• Nieregularny kształt i szeroki rozkład wielkości zmniejsza gęstość pakowania
• Wartości do 60% są możliwe dzięki zoptymalizowanemu proszkowi sferycznemu

Wyższa gęstość pozorna umożliwia efektywne prasowanie sproszkowane i spiekanie do uzyskania pełnej gęstości. Poprawia to wydajność produkcji.

Metoda produkcji proszku CoCr28Mo6

Produkcja proszku CoCr28Mo6

Metoda	Szczegóły
Atomizacja gazu	Pod wysokim ciśnieniem strumień stopionego stopu pod wpływem gazu obojętnego rozpada się na drobne kropelki
Topienie próżniowe indukcyjne	Wysokiej czystości materiały wyjściowe topione w próżni
Wielokrotne przetapianie	Poprawia chemiczną jednorodność
Sitaniem	Klasyfikuje proszek na różne frakcje rozmiarowe
Mieszanie	Różne wielkości cząstek zmieszane w celu dostosowania rozkładu wielkości cząstek

• Atomizacja za pomocą gazu wytwarza drobną, kulistą morfologię proszku
• Próżniowe topienie i wielokrotne przetapianie minimalizuje zanieczyszczenia
• Post-processing zapewnia doskonałą kontrolę nad rozkładem wielkości cząstek

Zautomatyzowana produkcja i ścisła kontrola procesu gwarantuje niezawodne i spójne właściwości proszku CoCr28Mo6.

Cena proszku CoCr28Mo6

Cena proszku CoCr28Mo6

Czynnik	Wpływ na cenę
Granulacja proszku	Im wyższe stężenie czystości, tym wyższa cena
Wielkość cząstek	Nastawanie proszku ultra fine jest droższe
Ilość zamówienia	Ceny spadają przy zamówieniach hurtowych
Opakowanie	Zbiorniki wypełnione argonem są drogie
Wymagania dotyczące testowania	Surowsze testy generują większe koszty
Czas realizacji	Krótsze terminy dostawy windują cenę

Orientacyjna cena

• CoCr28Mo6 do zastosowań medycznych: 80-120 $ za kg
• CoCr28Mo6 na cele przemysłowe: $50-90 za kg

Obniżone ceny w przypadku większych zamówień przekraczających kilka kilogramów.

Dostawcy proszku CoCr28Mo6

Dostawcy proszku CoCr28Mo6

Firma	Lokalizacja
Produkty firmy Carpenter Powder Products	USA
Praxair	USA
Sandvik Osprey	Wielka Brytania
Hoganas	Szwecja
Erasteel	Francja
Aubert & Duval	Francja

Czynniki wyboru dostawcy:

• Dostępne klasy proszków
• mocy produkcyjne
• Jakość i jednorodność proszku
• Zastosowanie do norm medycznych
• Cennik i minimalne wolumeny zamówień
• Czas realizacji i niezawodność dostaw

W klasie medycznej wymagana jest bardziej rygorystyczna kontrola jakości i testy.

Bezpieczeństwo dotyczące obsługi proszków CoCr28Mo6

Obsługa proszku CoCr28Mo6

Rekomendacja	Powód
Nie wdychaj	Ze względu na ryzyko uszkodzenia tkanki płuc przez pyły
Używaj masek ochronnych	Zapobieganie przypadkowemu połknięciu
Ręcznie przewozić w wentylowanych pomieszczeniach	Zmniejsz krążenie cząstek przenoszonych drogą powietrzną
Stosuj skafandry ochronne	Minimalizuj kontakt ze skórą
Upewnić się, że nie ma źródeł zapłonu	Proszek może ulec spaleniu w tlenie
Stosuj się do protokołów antystatycznych	Zapobiegaj pożarom z wyładowań elektrostatycznych
Używaj narzędzi nieiskrzących	Należy wykluczyć możliwość zapłonu podczas przemieszczania
Przechowywać w zamkniętych pojemnikach	Zapobiegaj zanieczyszczeniom i utlenianiu

Proszek CoCr28Mo6 jest stosunkowo obojętny, ale zaleca się zachowanie ogólnych środków ostrożności dla bezpiecznego przetwarzania i obsługi.

Kontrola i Testowanie Proszku CoCr28Mo6

Badanie proszku CoCr28Mo6

Test	Szczegóły
Analiza chemiczna	Weryfikuje skład przy użyciu spektroskopii ICP
Rozpiętość wielkości cząsteczek	Ustala rozkład przy użyciu analizy przesiewania
Gęstość Nasypowa	Mierzone zgodnie ze standardem ASTM B212
Morfologia proszku	Analiza obrazów SEM
Analiza przepływu	Czas potrzebny określonej ilości sypkiego proszku na przepłynięcie przez lejek
Test gęstości stukowej	Gęstość mierzona po mechanicznym ubijaniu

Rygorystyczne testy zapewniają stałą jakość sproszkowania i zgodność ze specyfikacjami, takimi jak ASTM F75 dotyczący sproszkowania o jakości medycznej.

Przechowywanie i obsługa proszku CoCr28Mo6

Przechowywanie proszku CoCr28Mo6

Czynnik	Efekt
Powietrze, tlen	Ryzyko utlenienia w wysokich temperaturach.
Wilgotność	Niska szybkość korozji w temperaturze pokojowej
Węglowodory	Ryzyko pożaru w przypadku zanieczyszczenia pyłu
Kwasy, zasady	Odporny na słabe kwasy i zasady
Rozpuszczalniki organiczne	Niektóre wchłanianie i barwienie, jeżeli zanurzone
Temperatury powyżej 400¡«C	Zwiększona szybkość utleniania w powietrzu

Rekomendacje:

• Przechowuj w szczelnie zamkniętych pojemnikach z wypełnieniem gazu obojętnego
• Trzymać w temperaturze poniżej 30¡«C.
• Unikać kontaktu z utleniającymi kwasami i chlorowanymi rozpuszczalnikami
• Otwierać pojemniki wyłącznie w kontrolowanym środowisku

Przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności proszek CoCr28Mo6 wykazuje dobrą stabilność podczas przechowywania i obchodzenia się z nim.

Porównanie z proszkiem ze stali nierdzewnej

CoCr28Mo6 a stal w proszku ze stali nierdzewnej

Parametr	CoCr28Mo6	Stal nierdzewna
Gęstość	8,3 g/cm³	7,9 g/cm³
Odporność na rozciąganie	1170-1510 MPa	600-1100 MPa
Kowalność	8-16%	15-40%
Odporność przeciwkorozyjna	Wyśmienicie	Dobrze
Odporność na zużycie	Wyśmienicie	Średnia
biokompatybilność	Wysoki	Średnia
Koszt	Wysoki	Niski
Zastosowania	Implanty medyczne, aeronautyka	Przemysłowe zastosowania

• CoCr28Mo6 ma większą wytrzymałość i twardość
• Stal nierdzewna zapewnia lepszą ciągliwość i wytrzymałość
• CoCr28Mo6 posiada większą odporność na korozję
• CoCr28Mo6 jest stosowany w zastosowaniach biomedycznych
• Stal nierdzewna jest bardziej opłacalna

Materiał CoCr28Mo6 przewyższa stal nierdzewną w zastosowaniach wymagających wysokiej wytrzymałości, twardości i odporności na korozję.

Zalety i wady proszku CoCr28Mo6

Zalety proszku CoCr28Mo6

• Doskonała biokompatybilność i odporność na korozję
• Wysoka wytrzymałość i twardość
• Dobry opór zużycia
• Wysoka temperatura działania
• Można przetwarzać, używając technik AM lub MIM
• Nadają się do zastosowań w postaci implantów udźwigowych
• Zapewnia dobrą estetykę

Ograniczenia proszku CoCr28Mo6

• Droższy niż stal nierdzewna lub stopy tytanu
• Mniejsza ciągliwość i odporność na pękanie
• Wymaga atmosfery ochronnej w czasie obróbki
• Trudna w obróbce maszynowej w porównaniu do innych stopów
• Ograniczenia w łączeniu i spawaniu materiału
• Wydzielanie jonów Co w organizmie powoduje obawy dotyczące zdrowia

Najczęściej zadawane pytania dotyczące proszku CoCr28Mo6

Q: Jakie są główne zastosowania proszku CoCr28Mo6?

A: Głównymi zastosowaniami są endoprotezy ortopedyczne, takie jak implanty biodrowe i kolanowe, implanty i korony stomatologiczne, narzędzia chirurgiczne oraz precyzyjne części lotnicze.

P: Co daje CoCr28Mo6 doskonałą odporność na korozję?

A: Wysoka zawartość chromu umożliwia utworzenie stabilnej, ciągłej i samogojącej warstwy tlenkowej na powierzchni, zapobiegając korozji.

P: Jakie są główne różnice między gatunkami CoCr28Mo6 do zastosowań medycznych i przemysłowych?

A: Proszek medyczny jest czystszy, ma mniej zanieczyszczeń, drobniejszą granulację oraz lepszą kontrolę nad rozkładem wielkości cząsteczek i został poddany bardziej rygorystycznym testom, aby spełniać normy, takie jak ASTM F75.

P: Jakie środki ostrożności są wymagane podczas przechowywania i obsługi CoCr28Mo6 w proszku?

A: Zalecane środki ostrożności obejmują unikanie wdychania, używanie środków ochrony osobistej, zapewnienie właściwej wentylacji, kontrolowanie rozładowań statycznych, stosowanie narzędzi nieiskrzących i przechowywanie w szczelnych pojemnikach wypłukanych gazem obojętnym.