Chroom CoCr poeder

Overzicht

Chroom CoCr poederook bekend als kobalt-chroompoeder, is een gespecialiseerd metaalpoeder dat wordt gebruikt in verschillende industriële toepassingen zoals 3D-printen van metaal, oppervlaktecoating en de productie van medische implantaten.

Het is een legering die voornamelijk bestaat uit kobalt en chroom, waaraan extra elementen zoals molybdeen, nikkel, ijzer, mangaan en silicium in kleinere hoeveelheden zijn toegevoegd. De exacte samenstelling kan worden aangepast aan de eisen van de toepassing.

Chroom CoCr-legeringen worden gewaardeerd om eigenschappen als hoge sterkte, corrosiebestendigheid, biocompatibiliteit en slijtvastheid. Dankzij het poedermetallurgieproces kunnen onderdelen met complexe geometrieën uit dit materiaal worden vervaardigd.

Samenstelling

Typisch samenstellingsbereik van chroom CoCr poeder

Element	Gewicht %
Kobalt (Co)	40-65%
Chroom (Cr)	19-30%
Molybdeen (Mo)	0-10%
Nikkel (Ni)	0-1%
Ijzer (Fe)	0-5%
Mangaan (Mn)	0-1%
Silicium (Si)	0-1%
Koolstof (C)	0-0.75%
Andere sporenelementen	0-1%

De verhouding tussen kobalt en chroom kan worden aangepast op basis van de vraag of slijtvastheid of corrosiebestendigheid belangrijker is voor de toepassing. Een hoger chroomgehalte verbetert de weerstand tegen corrosie en oxidatie. Een hoger kobaltgehalte zorgt voor betere slijtage-eigenschappen.

Aangepaste legeringen kunnen ook worden geproduceerd met niet-standaard samenstellingen op maat voor gespecialiseerde toepassingen in industrieën zoals lucht- en ruimtevaart, energie en elektronica.

Productieproces

Chroom CoCr poeder wordt vervaardigd door middel van een gasatomisatieproces waarbij de vloeibare legering wordt geraakt door hogedrukstralen van inert gas zoals argon of stikstof. Dit breekt de gesmolten stroom in zeer fijne druppeltjes die stollen tot bolvormige poeders.

De deeltjesgrootteverdeling kan variëren van 10 micron tot meer dan 100 micron, afhankelijk van de vereisten. Fijnere poeders zorgen voor een betere sintering, terwijl grovere deeltjes de stromingseigenschappen van het poeder verbeteren.

CoCr-poeders met gasverstuiving hebben een hogere zuiverheid, uniformere samenstelling, consistente deeltjesgrootte en betere vloei vergeleken met varianten met waterverstuiving. Ze zijn echter 15-20% duurder door de hogere productiekosten.

Eigenschappen

Fysische en mechanische eigenschappen van chroom CoCr poeder

Eigendom	Beschrijving
Deeltjesmorfologie	Overwegend bolvormig met enkele satellieten
Schijnbare dichtheid	Ongeveer 4 g/cc
Tik op dichtheid	Tot 5,2 g/cc
Stroomsnelheid	Vrij stromend > 1,25 g/s
Specifieke warmtecapaciteit	Ongeveer 0,44 J/g-°C
Smeltpunt	1260-1450°C
Treksterkte	Tot 1310 MPa
Opbrengststerkte	Tot 1210 MPa
Verlenging	8-16%
Hardheid	Tot 50 HRC

CoCr-legeringen leveren een uitstekende combinatie van hoge sterkte en hardheid in combinatie met redelijke vervormbaarheid. De eigenschappen kunnen worden aangepast door de relatieve samenstelling van elementen aan te passen.

Kenmerken

Speciale kenmerken van het poeder van de chroom CoCr legering

• Uitstekende weerstand tegen corrosie en slijtage - Beschermende chroomoxidelaag weerstaat chemische aanvallen. Hoge hardheid behoudt dimensionale integriteit.
• Uitstekende biocompatibiliteit en bio-inertheid - Geeft geen bijwerkingen bij gebruik in medische implantaten.
• Behoudt sterkte en prestaties bij hoge temperaturen - Bedrijfstemperatuur hoger dan 800°C.
• Kan eenvoudig worden gesteriliseerd volgens de normale ziekenhuisprocedures.
• Lagere dichtheid vergeleken met alternatieven zoals roestvrij staal - Lichtgewicht constructies mogelijk.
• Eigenschappen zoals hardheid, corrosiebestendigheid enz. kunnen selectief worden verbeterd.
• De poederproductiemethode maakt zeer fijne controle mogelijk over de samenstelling en de grootteverdeling.

Deze eigenschappen van chroom CoCr maken het geschikt voor nichetoepassingen waar gewone legeringen het moeilijk zouden hebben qua prestaties of veiligheid.

Toepassingen

Typische toepassingen van chroom CoCr poeder

Industrie	Toepassingsgebieden
Lucht- en ruimtevaart	Onderdelen van turbinemotoren, onderdelen van landingsgestellen
Automobiel	Klepzittingen en geleiders, onderdelen voor turbocompressoren
Energie	Kolenvergassing, nucleaire en zonnecomponenten
Industrieel	Thermische spuitcoatings, gereedschapsmallen en opspanmiddelen
Medisch	Tandheelkundige implantaten, orthopedische implantaten, protheses
Olie en gas	Kogelklepkogels en -zittingen, downhole-gereedschap

Andere nichetoepassingen zijn elektrische contacten, lasstaven, juwelen, magneten, munten, bevestigingsmiddelen, snijgereedschappen, enz.

De biocompatibiliteit en corrosiebestendigheid worden gebruikt voor de productie van kritieke vliegtuigonderdelen en lastdragende medische implantaten zoals heup- en kniegewrichten.

Additive manufacturing biedt een grotere ontwerpvrijheid om CoCr constructies te gebruiken, zelfs in complexe geometrieën die nodig zijn voor patiëntspecifieke implantaten.

3D printen met Chroom CoCr poeder

Voordelen van metaal 3D printen met chroom CoCr als grondstof

• Breed scala aan haalbare mechanische eigenschappen - Even hoog als gegoten of gesmede equivalenten
• Vervaardiging van patiëntspecifieke implantaten die passen bij de anatomie
• Producten met complexe interieurkenmerken zoals rasterstructuren
• Beperkte aantallen zonder gereedschap
• Minder afval door additieve aard
• Conforme koelkanalen kunnen in onderdelen worden ingebouwd
• Maakt lichtgewicht, geoptimaliseerde ontwerpen mogelijk die anders niet haalbaar zijn
• Kortere doorlooptijd voor aangepaste producten

Zowel laser powder bed fusion (L-PBF) als binder jetting kunnen chroom CoCr poeder verwerken. L-PBF biedt betere eigenschappen, terwijl binder jetting grotere constructies mogelijk maakt.

Specificaties

Typische grootteverdeling en kwaliteiten van gasverstoven chroom CoCr poeder

Deeltjesgrootte (micron)	Grootteverdeling	Algemene cijfers
<20	Gebruikt voor bindmiddelstralen	CCo-20, CoCr-20s
20-45	Geschikt voor de meeste LPBF-processen	CCo-28, CoCr-28M
45-100	Optimale stromingseigenschappen	CCo-45, CoCr-45H
>100	Voor thermische spuittoepassingen	CCo-106, CoCr-106

Fijnere poeders bieden een hogere resolutie terwijl grovere deeltjes de vloei verbeteren. De grootte kan geoptimaliseerd worden voor parameters zoals laagdikte, oppervlakteafwerking, bouwsnelheid en behoeften voor nabewerking.

Relevante normen voor samenstelling en productie

• ASTM F75, ISO 5832-4, 5832-12: Legeringssamenstelling voor gegoten kobalt-chroom chirurgische implantaten
• ASTM B348: Standaardspecificatie voor titaan en poeders van titaanlegeringen
• ASTM F3055, F3056: Specificatie van de kenmerken van metaalpoeders voor additieve productie

Leveranciers en prijzen

Indicatieve prijsbereik van gas verstoven chroom CoCr poeder

Voorwaarde	Prijsbereik
Vacuüm verpakt	$50 – $150 per kg
Inert gas afgesloten	$60 - $200 per kg

De prijs is sterk afhankelijk van het bestelvolume, de deeltjesgrootteverdeling, de gasverstuivingsmethode (lucht of argon) en de hoeveelheid sporenelementen.

Enkele toonaangevende leveranciers

• Timmerman additief
• Sandvik Visarend
• Praxair
• Hoganas
• LPW-technologie
• Erasteel

Kobaltlegeringen hebben te maken met een variabele grondstoffenaanvoer en een extreme prijsvolatiliteit. Leveringscontracten op lange termijn zijn aan te raden voor volumekopers.

Vergelijking met alternatieven

Hoe chroom CoCr zich verhoudt tot gereedschapsstaal en roestvast staal poeders

Parameter	Chroom CoCr	Gereedschapstaal	Roestvrij staal
Dikte	Laag	Medium	Hoger
Hardheid	Hoog	Heel hoog	Medium
Kracht	Hoog	Medium	Medium
Corrosieweerstand	Uitstekend	Arm	Hoog
Slijtvastheid	Uitstekend	Goed	Medium
Bio-inertie	Hoog	Onbewezen	Gematigd
Grondstofkosten	Hoog	Laag	Medium
Thermische eigenschappen	Beter	Arm	Gematigd
Maakbaarheid	Complex	Gematigd	Eenvoudig

Gereedschapsstaal heeft een uitstekende hardheid en kan een alternatieve slijtvaste vervanging zijn als biocompatibiliteit onbelangrijk is. Roestvast staal is goedkoper en geschikt voor normale corrosiebescherming.

Voor kritieke toepassingen die betrouwbaarheid, prestaties en veiligheid vereisen, presteert chroom CoCr op meerdere vlakken beter dan gewone ijzer- en staallegeringen. Het hogere prijskaartje is gerechtvaardigd voor unieke toepassingen.

FAQ

Wat is chroom-kobalt (CoCr) poeder?CoCr-poeder (chroom-kobalt) is een poeder van een metaallegering dat voornamelijk bestaat uit chroom en kobalt. Het staat bekend om zijn uitstekende corrosiebestendigheid, stabiliteit bij hoge temperaturen en biocompatibiliteit.Wat zijn de belangrijkste eigenschappen van chroom-kobalt (CoCr) poeder?Chroomkobalt (CoCr)-poeder heeft een hoge sterkte, hardheid, corrosiebestendigheid en biocompatibiliteit, waardoor het geschikt is voor verschillende toepassingen.Wat zijn de meest voorkomende toepassingen van chroom-kobalt (CoCr) poeder?CoCr-poeder wordt vaak gebruikt in industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en de tandheelkundige sector. Het wordt gebruikt bij de productie van onderdelen voor vliegtuigmotoren, orthopedische implantaten, tandprotheses en nog veel meer.Is chroom-kobalt (CoCr)-poeder veilig voor medische implantaten?Ja, CoCr wordt beschouwd als een biocompatibel materiaal en wordt veel gebruikt op medisch gebied voor implantaten zoals heup- en knieprothesen.Wat zijn de voordelen van het gebruik van chroom-kobalt (CoCr)-poeder in ruimtevaarttoepassingen?De hoge temperatuurstabiliteit en corrosiebestendigheid van CoCr maken het ideaal voor ruimtevaarttoepassingen, waaronder de productie van onderdelen voor straalmotoren en gasturbines.ken meer 3D-printprocessen