Cromo CoCr Polvo

Visión general

Cromo CoCr polvotambién conocido como polvo de cobalto-cromo, es un polvo metálico especializado que se utiliza en diversas aplicaciones industriales, como la impresión metálica en 3D, el revestimiento de superficies y la fabricación de implantes médicos.

Se trata de una aleación compuesta principalmente por cobalto y cromo, a los que se añaden en menor cantidad otros elementos como molibdeno, níquel, hierro, manganeso y silicio. La composición exacta puede personalizarse según los requisitos de la aplicación.

Las aleaciones de cromo y CoCr se valoran por propiedades como la alta resistencia, la resistencia a la corrosión, la biocompatibilidad y la resistencia al desgaste. El proceso pulvimetalúrgico permite fabricar con este material componentes de geometrías complejas.

Composición

Gama de composición típica del cromo en polvo CoCr

Elemento	Peso %
Cobalto (Co)	40-65%
Cromo (Cr)	19-30%
Molibdeno (Mo)	0-10%
Níquel (Ni)	0-1%
Hierro (Fe)	0-5%
Manganeso (Mn)	0-1%
Silicio (Si)	0-1%
Carbono (C)	0-0.75%
Otros oligoelementos	0-1%

La proporción de cobalto y cromo puede ajustarse en función de si la resistencia al desgaste o a la corrosión es más importante para la aplicación. Un mayor contenido de cromo mejora la resistencia a la corrosión y la oxidación. Un mayor contenido de cobalto mejora las propiedades antidesgaste.

También se pueden producir aleaciones personalizadas con composiciones no estándar adaptadas a aplicaciones especializadas en industrias como la aeroespacial, la energética y la electrónica.

Proceso de producción

El polvo de CoCr al cromo se fabrica mediante un proceso de atomización con gas en el que la aleación licuada es golpeada por chorros a alta presión de gas inerte como argón o nitrógeno. Esto rompe la corriente fundida en gotitas muy finas que se solidifican en polvos esféricos.

La distribución granulométrica puede oscilar entre 10 micras y más de 100 micras en función de las necesidades. Los polvos más finos proporcionan una mejor sinterización, mientras que las partículas más gruesas mejoran las características de flujo del polvo.

Los polvos de CoCr atomizados con gas tienen mayor pureza, composición más uniforme, tamaños de partícula consistentes y mejor flujo en comparación con las variantes atomizadas con agua. Sin embargo, suelen ser 15-20% más caros debido a los mayores costes de producción.

Propiedades

Propiedades físicas y mecánicas del cromo en polvo CoCr

Propiedad	Descripción
Morfología de las partículas	Predominantemente esférico con algunos satélites
Densidad aparente	Alrededor de 4 g/cc
Densidad del grifo	Hasta 5,2 g/cc
Caudal	Flujo bastante libre > 1,25 g/s
Capacidad calorífica específica	Alrededor de 0,44 J/g-°C
Punto de fusión	1260-1450°C
Resistencia a la tracción	Hasta 1310 MPa
Límite elástico	Hasta 1210 MPa
Alargamiento	8-16%
Dureza	Hasta 50 HRC

Las aleaciones de CoCr ofrecen una excelente combinación de alta resistencia y dureza junto con una ductilidad razonable. Las propiedades pueden personalizarse modificando la composición relativa de los elementos.

Características

Características especiales del polvo de aleación de cromo y CoCr

• Excelente resistencia a la corrosión y al desgaste - La capa protectora de óxido de cromo resiste los ataques químicos. La elevada dureza conserva la integridad dimensional.
• Excelente biocompatibilidad y bioinercia - No produce reacciones adversas cuando se utiliza en implantes médicos.
• Mantiene la resistencia y las prestaciones a altas temperaturas - Temperatura de servicio superior a 800°C.
• Puede esterilizarse fácilmente siguiendo los procedimientos hospitalarios habituales.
• Menor densidad en comparación con alternativas como el acero inoxidable - Posibilidad de construcciones ligeras.
• Se pueden mejorar selectivamente propiedades como la dureza, la resistencia a la corrosión, etc.
• El método de producción de polvo permite un control muy preciso de la composición y la distribución de tamaños.

Estas características del CoCr al cromo lo hacen adecuado para aplicaciones especializadas en las que las aleaciones normales podrían tener problemas de rendimiento o seguridad.

Aplicaciones

Aplicaciones típicas del cromo en polvo CoCr

Industria	Ámbitos de aplicación
Aeroespacial	Componentes de motores de turbina, piezas de trenes de aterrizaje
Automoción	Asientos y guías de válvulas, piezas para turbocompresores
Energía	Gasificación del carbón, componentes nucleares y solares
Industrial	Recubrimientos por pulverización térmica, plantillas y utillajes para herramientas
Médico	Implantes dentales, implantes ortopédicos, prótesis
Petróleo y gas	Bolas y asientos de válvulas de bola, herramientas de fondo de pozo

Otras aplicaciones especializadas incluyen contactos eléctricos, varillas de soldadura, joyería, imanes, monedas, munición, cierres, herramientas de corte, etc.

La biocompatibilidad y la resistencia a la corrosión se aprovechan para fabricar componentes aeronáuticos críticos, así como implantes médicos que soportan cargas, como articulaciones de cadera y rodilla.

La fabricación aditiva proporciona una mayor libertad de diseño para utilizar construcciones de CoCr incluso en geometrías complejas necesarias para implantes específicos de pacientes.

Impresión 3D con Cromo CoCr Polvo

Ventajas de la impresión 3D de metales con materia prima de cromo y CoCr

• Amplia gama de propiedades mecánicas alcanzables - Tan altas como las de los equivalentes fundidos o forjados
• Fabricación de implantes específicos para cada paciente y adaptados a su anatomía
• Productos con características interiores complejas, como estructuras reticulares
• Cantidades de piezas limitadas sin necesidad de utillaje
• Menor generación de residuos gracias a su naturaleza aditiva
• Los canales de refrigeración conformados pueden incorporarse a las piezas
• Permite diseños ligeros y optimizados, inviables de otro modo
• Menor tiempo de comercialización de los productos personalizados

Tanto la fusión de lecho de polvo por láser (L-PBF) como la inyección de aglutinante pueden procesar polvo de CoCr al cromo. La L-PBF ofrece mejores propiedades, mientras que la inyección de ligante permite construcciones más grandes.

Especificaciones

Distribución típica de tamaños y grados del polvo de CoCr con cromo atomizado por gas

Tamaño de las partículas (micras)	Distribución por tamaños	Grados comunes
<20	Utilizado para el chorro de aglutinante	CCo-20, CoCr-20s
20-45	Adecuado para la mayoría de los procesos LPBF	CCo-28, CoCr-28M
45-100	Propiedades de flujo óptimas	CCo-45, CoCr-45H
>100	Para aplicaciones de proyección térmica	CCo-106, CoCr-106

Los polvos más finos proporcionan una mayor resolución, mientras que las partículas más gruesas mejoran el flujo. El tamaño puede optimizarse en función de parámetros como el grosor de la capa, el acabado superficial, la velocidad de fabricación y las necesidades de postprocesado.

Normas pertinentes sobre composición y fabricación

• ASTM F75, ISO 5832-4, 5832-12: Composición de la aleación para implantes quirúrgicos de cromo-cobalto moldeados.
• ASTM B348: Especificación estándar para polvos de titanio y aleaciones de titanio.
• ASTM F3055, F3056: Especificación de las características de los polvos metálicos de fabricación aditiva

Proveedores y precios

Gama indicativa de precios del cromo en polvo CoCr atomizado por gas

Condición	Precios
Envasado al vacío	$50 - $150 por kg
Sellado con gas inerte	$60 - $200 por kg

El precio depende en gran medida del volumen del pedido, la distribución del tamaño de las partículas, el método de atomización del gas (aire o argón) y la cantidad de oligoelementos.

Algunos proveedores líderes

• Aditivo para carpinteros
• Sandvik Osprey
• Praxair
• Hoganas
• Tecnología LPW
• Erasteel

Las aleaciones de cobalto se enfrentan a un suministro variable de materias primas y a una extrema volatilidad de precios. Los contratos de suministro a largo plazo son aconsejables para compradores de volumen.

Comparación con alternativas

Comparación del CoCr al cromo con el acero para herramientas y los polvos de acero inoxidable

Parámetro	Cromo CoCr	Acero para herramientas	Acero inoxidable
Densidad	Bajo	Medio	Más alto
Dureza	Alta	Muy alta	Medio
Fuerza	Alta	Medio	Medio
Resistencia a la corrosión	Excelente	Pobre	Alta
Resistencia al desgaste	Excelente	Bien	Medio
Bio-inercia	Alta	No probado	Moderado
Coste de la materia prima	Alta	Bajo	Medio
Propiedades térmicas	Mejor	Pobre	Moderado
Fabricabilidad	Complejo	Moderado	Fácil

Los aceros para herramientas tienen una dureza excepcional y pueden ser sustitutos alternativos resistentes al desgaste si la biocompatibilidad no es importante. Los aceros inoxidables son más baratos y adecuados para las necesidades normales de protección contra la corrosión.

Para aplicaciones críticas que exigen fiabilidad, rendimiento y seguridad, el CoCr al cromo supera a las aleaciones de hierro y acero normales en múltiples aspectos. El precio más elevado se justifica en casos de uso exclusivos.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Qué es el polvo de cromo-cobalto (CoCr)?El polvo de cromo-cobalto (CoCr) es una aleación metálica en polvo compuesta principalmente de cromo y cobalto. Es conocido por su excelente resistencia a la corrosión, estabilidad a altas temperaturas y biocompatibilidad.¿Cuáles son las principales propiedades del polvo de cromo-cobalto (CoCr)?El polvo de cromo-cobalto (CoCr) presenta una gran resistencia, dureza, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones.¿Cuáles son las aplicaciones habituales del polvo de cromo-cobalto (CoCr)?El polvo de CoCr se utiliza habitualmente en industrias como la aeroespacial, médica y dental. Se utiliza en la producción de componentes de motores de aviación, implantes ortopédicos, prótesis dentales, etc.¿Es seguro el polvo de cromo-cobalto (CoCr) para implantes médicos?Sí, el CoCr se considera un material biocompatible y se utiliza ampliamente en el campo médico para implantes como prótesis de cadera y rodilla.¿Cuáles son las ventajas de utilizar polvo de cromo-cobalto (CoCr) en aplicaciones aeroespaciales?La estabilidad a altas temperaturas y la resistencia a la corrosión del CoCr lo hacen ideal para aplicaciones aeroespaciales, incluida la fabricación de componentes de motores a reacción y piezas de turbinas de gas.conocer más procesos de impresión 3D