Proszek CoCrMo

Przegląd proszku CoCrMo

CoCrMo to proszek stopu kobaltowo-chromowo-molibdenowego szeroko stosowany w produkcji dodatków metalowych do zastosowań biomedycznych, dentystycznych, lotniczych i przemysłowych wymagających odporności na zużycie i biokompatybilności.

Ten artykuł zawiera szczegółowy przewodnik po proszku CoCrMo obejmujący skład, właściwości, parametry procesu AM, zastosowania, specyfikacje, dostawców, obsługę, kontrolę, porównania, zalety i wady oraz najczęściej zadawane pytania. Kluczowe informacje przedstawiono w łatwych do odniesienia tabelach.

Skład proszku CoCrMo

Skład proszku stopu CoCrMo jest następujący:

Element	Waga %	Cel
Kobalt	58-69	Element matrycy, biokompatybilność
Chrom	26-30	Odporność na korozję, odporność na zużycie
Molybdän	5-7	Wytrzymałość, odporność na zużycie
Węgiel	0.05-0.35	Forma z węglików spiekanych
Krzem	1 maks	Odtleniacz
Mangan	1 maks	Odtleniacz
Żelazo	0,75 maks	Limit zanieczyszczeń

Wysoka zawartość kobaltu zapewnia biokompatybilność, podczas gdy chrom i molibden nadają wytrzymałość i odporność na zużycie.

Właściwości proszku CoCrMo

Kluczowe właściwości proszku CoCrMo obejmują:

Nieruchomość	Opis
biokompatybilność	Doskonała kompatybilność z tkankami ludzkiego ciała
Odporność na zużycie	Wysoka odporność na ścieranie i zużycie ślizgowe
Odporność przeciwkorozyjna	Odporność na płyny ustrojowe i wiele chemikaliów
Siła	Wytrzymałość na rozciąganie do 1310 MPa po hartowaniu
Twardość	Do 54 HRC po stwardnieniu
Wytrzymałość na zmęczenie	Nadaje się do cyklicznych obciążeń dynamicznych

Właściwości te umożliwiają zastosowanie w implantach i urządzeniach przenoszących obciążenia.

Parametry procesu AM dla proszku CoCrMo

Typowe parametry drukowania proszku CoCrMo obejmują:

Parametr	Wartość typowa	Cel
Wysokość warstwy	20-50 × m	Rozdzielczość a szybkość kompilacji
Moc lasera	150-400 W	Warunki topnienia bez parowania
Prędkość skanowania	400-1200 mm/s	Gęstość a szybkość produkcji
Rozstaw włazów	80-120 × m	Właściwości mechaniczne
Wsparcie	Drzewo lub kratownica	Zwisy, kanały wewnętrzne
Prasowanie izostatyczne na gorąco	1220°C, 100 MPa, 3 godz.	Eliminacja porowatości

Parametry dostosowane do gęstości, mikrostruktury, szybkości narastania i wymagań dotyczących obróbki końcowej.

Zastosowania drukowanych 3D części CoCrMo

Komponenty AM CoCrMo są stosowane w:

Przemysł	APLIKACJE
Medical	Implanty kolan/bioder, korony dentystyczne, narzędzia chirurgiczne
Astronautyka	Łopatki turbin, elementy silnika
Motoryzacja	Gniazda zaworów, koła turbosprężarki
Przemysłowy	Odporne na zużycie oprzyrządowanie, kołnierze, uszczelki
Ropa i gaz	Części zaworów, pompy

Korzyści w porównaniu z kutym CoCrMo obejmują złożone geometrie, niestandardowe implanty, niższe koszty i krótszy czas realizacji.

Specyfikacje proszku CoCrMo dla AM

Proszek CoCrMo musi spełniać rygorystyczne specyfikacje:

Parametr	Specyfikacja
Zakres rozmiarów cząstek	15-45 Ã×m typowo
Kształt cząstki	Sferyczna morfologia
Gęstość Nasypowa	> 4 g/cc
Gęstość usypu	> 6 g/cc
Przepływ w hali	> 23 s dla 50 g
Czystość	>99,9%
Zawartość tlenu	<1000 ppm

Dostępne są niestandardowe rozkłady wielkości i kontrolowane poziomy wilgotności.

Dostawcy proszku CoCrMo

Do renomowanych dostawców proszku CoCrMo należą:

Dostawca	Lokalizacja
Carpenter Additive	USA
Sandvik Osprey	Wielka Brytania
Erasteel	Szwecja
AP&C	Kanada
Technologia LPW	Wielka Brytania
Arcam AB	Szwecja

Ceny wahają się od $50/kg do $120/kg w zależności od jakości i wielkości zamówienia.

Obsługa i przechowywanie proszku CoCrMo

Jako materiał reaktywny, ostrożne obchodzenie się z proszkiem CoCrMo jest niezbędne:

• Przechowywać szczelnie zamknięte pojemniki z dala od wilgoci, kwasów, źródeł zapłonu
• Zapobiegać wystawieniu na działanie powietrza i używać osłony z gazu obojętnego
• Uziemienie sprzętu w celu rozproszenia ładunków elektrostatycznych
• Unikaj gromadzenia się pyłu i stosuj odsysanie pyłu
• Zalecana lokalna wentylacja wyciągowa
• Przestrzegać środków ostrożności podanych w karcie charakterystyki

Właściwe techniki zapewniają optymalny stan proszku.

Kontrola i testowanie proszku CoCrMo

Metody testowania jakości obejmują:

Metoda	Testowane parametry
Analiza sitowa	Rozpiętość wielkości cząsteczek
Mikroskopia SEM	Morfologia cząstek
EDX	Chemia i skład
XRD	Obecne fazy
Piknometria	Gęstość
Przepływ w hali	Płynność proszków

Testowanie zgodnie z normami ASTM weryfikuje jakość proszku i spójność partii.

Porównanie CoCrMo z alternatywnymi proszkami stopowymi

CoCrMo wypada na tle innych stopów następująco:

Stop	biokompatybilność	Siła	Koszt	Możliwość drukowania
CoCrMo	Wyśmienicie	Średnie	Średnie	Dobrze
Tytan Ti64	Dobrze	Niski	Wysoki	Uczciwa
Stal nierdzewna 316L	Dobrze	Średnie	Średnie	Wyśmienicie
Inconel 718	Biedny	Wysoki	Wysoki	Dobrze

CoCrMo zapewnia najlepsze połączenie biokompatybilności, wytrzymałości i możliwości drukowania w wielu zastosowaniach.

Plusy i minusy proszku CoCrMo dla AM

Plusy	Wady
Doskonała biokompatybilność i odporność na korozję	Ograniczone możliwości pracy w wysokich temperaturach
Bardzo dobra odporność na zużycie i ścieranie	Podatność na porowatość podczas drukowania
Możliwość łatwego druku 3D i spawania	Wymaga obsługi w kontrolowanej atmosferze
Przewaga kosztowa w porównaniu ze stopami tytanu	Często wymagane jest przetwarzanie końcowe
Może odpowiadać właściwościom materiału kutego	Niższa odporność na pękanie niż w przypadku stali nierdzewnych

CoCrMo umożliwia tworzenie funkcjonalnych implantów i komponentów metalowych, aczkolwiek z kontrolowanymi wymaganiami dotyczącymi obróbki.

Często zadawane pytania dotyczące proszku CoCrMo

P: Jaki zakres wielkości cząstek najlepiej sprawdza się w druku 3D stopu CoCrMo?

Typowy zakres to 15-45 mikronów. Zapewnia dobrą płynność proszku w połączeniu z wysoką rozdzielczością i gęstością.

P: Jakie metody obróbki końcowej są stosowane w przypadku części CoCrMo AM?

Prasowanie izostatyczne na gorąco, obróbka cieplna, obróbka powierzchni i polerowanie są powszechnie stosowanymi procesami końcowymi w celu uzyskania pełnej gęstości i wykończenia powierzchni.

P: Które procesy druku 3D z metalu są kompatybilne ze stopem CoCrMo?

O: Selektywne topienie laserowe (SLM), bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS) i topienie wiązką elektronów (EBM) mogą przetwarzać proszek CoCrMo.

P: Jakie branże wykorzystują komponenty CoCrMo produkowane addytywnie?

O: Sektory medyczny, dentystyczny, lotniczy, motoryzacyjny, naftowy i gazowy oraz przemysłowy korzystają z drukowanych w 3D części CoCrMo.

P: Czy CoCrMo wymaga struktur podporowych podczas drukowania 3D?

O: Tak, podpory są potrzebne na zwisach i kanałach wewnętrznych, aby zapobiec deformacji i umożliwić łatwe usunięcie po wydrukowaniu.

P: Jakie wady mogą wystąpić podczas drukowania proszku CoCrMo?

O: Potencjalne wady to porowatość, pękanie, zniekształcenia, niepełne stopienie i chropowatość powierzchni. Większości z nich można zapobiec stosując zoptymalizowane parametry.

P: Jakiego rodzaju testy biokompatybilności są przeprowadzane na stopach CoCrMo?

O: Przeprowadzane są testy cytotoksyczności, uczulenia, podrażnienia, toksyczności ogólnoustrojowej, genotoksyczności i implantacji zgodnie z normami takimi jak ISO 10993.

P: Jakie są właściwości drukowanego stopu CoCrMo w porównaniu do stopu odlewanego?

O: Komponenty AM CoCrMo mogą osiągnąć właściwości mechaniczne na równi lub lepsze niż odlewane i wyżarzane odpowiedniki, jeśli zostaną zoptymalizowane.

P: Jakie są główne różnice między stopami CoCr F75 i SP2?

O: F75 ma wyższą zawartość węgla dla lepszej skrawalności, podczas gdy SP2 ma niższą zawartość węgla plus niob dla lepszego topnienia cząstek podczas drukowania.

P: Jakiej gęstości można oczekiwać od komponentów CoCrMo drukowanych w 3D?

O: Gęstość powyżej 99% jest osiągalna dla CoCrMo z idealnymi parametrami dostosowanymi do stopu, pasującymi do właściwości materiału kutego.