Chrom CoCr-Pulver

Übersicht

Chrom CoCr-Pulverauch bekannt als Kobalt-Chrom-Pulver, ist ein spezielles Metallpulver, das in verschiedenen industriellen Anwendungen wie dem 3D-Druck von Metallen, der Oberflächenbeschichtung und der Herstellung medizinischer Implantate eingesetzt wird.

Es handelt sich um eine Legierung, die hauptsächlich aus Kobalt und Chrom besteht und der weitere Elemente wie Molybdän, Nickel, Eisen, Mangan und Silizium in geringeren Mengen hinzugefügt werden. Die genaue Zusammensetzung kann je nach den Anforderungen der Anwendung angepasst werden.

Chrom-Cocr-Legierungen werden wegen ihrer Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und Verschleißfestigkeit geschätzt. Das pulvermetallurgische Verfahren ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Geometrien aus diesem Werkstoff.

Zusammensetzung

Typischer Zusammensetzungsbereich von Chrom-CoCr-Pulver

Element	Gewicht %
Kobalt (Co)	40-65%
Chrom (Cr)	19-30%
Molybdän (Mo)	0-10%
Nickel (Ni)	0-1%
Eisen (Fe)	0-5%
Mangan (Mn)	0-1%
Silizium (Si)	0-1%
Kohlenstoff (C)	0-0.75%
Andere Spurenelemente	0-1%

Das Verhältnis von Kobalt zu Chrom kann angepasst werden, je nachdem, ob die Verschleißfestigkeit oder die Korrosionsbeständigkeit für die jeweilige Anwendung wichtiger ist. Ein höherer Chromgehalt verbessert die Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit. Ein höherer Kobaltanteil sorgt für bessere Verschleißeigenschaften.

Kundenspezifische Legierungen können auch mit nicht standardisierten Zusammensetzungen hergestellt werden, die für spezielle Anwendungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Energie und Elektronik zugeschnitten sind.

Fertigungsprozess

Chrom-CoCr-Pulver wird durch ein Gaszerstäubungsverfahren hergestellt, bei dem die verflüssigte Legierung von Hochdruckstrahlen aus Inertgas wie Argon oder Stickstoff getroffen wird. Dadurch wird der Schmelzestrom in sehr feine Tröpfchen zerlegt, die sich zu kugelförmigen Pulvern verfestigen.

Die Partikelgrößenverteilung kann je nach Bedarf von 10 Mikron bis über 100 Mikron reichen. Feinere Pulver ermöglichen eine bessere Sinterung, während gröbere Partikel die Fließeigenschaften des Pulvers verbessern.

Gaszerstäubte CoCr-Pulver weisen im Vergleich zu wasserzerstäubten Varianten eine höhere Reinheit, eine einheitlichere Zusammensetzung, gleichmäßige Partikelgrößen und einen besseren Fluss auf. Allerdings sind sie aufgrund der höheren Produktionskosten tendenziell 15-20% teurer.

Eigenschaften

Physikalische und mechanische Eigenschaften von Chrom-Cocr-Pulver

Eigentum	Beschreibung
Morphologie der Partikel	Überwiegend kugelförmig mit einigen Satelliten
Scheinbare Dichte	Etwa 4 g/cc
Dichte des Gewindebohrers	Bis zu 5,2 g/cc
Durchflussmenge	Ziemlich frei fließend > 1,25 g/s
Spezifische Wärmekapazität	Etwa 0,44 J/g-°C
Schmelzpunkt	1260-1450°C
Zugfestigkeit	Bis zu 1310 MPa
Streckgrenze	Bis zu 1210 MPa
Dehnung	8-16%
Härte	Bis zu 50 HRC

CoCr-Legierungen bieten eine hervorragende Kombination aus hoher Festigkeit und Härte sowie angemessener Duktilität. Die Eigenschaften können durch Veränderung der relativen Zusammensetzung der Elemente angepasst werden.

Merkmale

Besondere Eigenschaften von Chrom-CoCr-Legierungspulver

• Hervorragende Korrosions- und Verschleißfestigkeit - Die schützende Chromoxidschicht widersteht chemischen Angriffen. Die hohe Härte bewahrt die Maßhaltigkeit.
• Ausgezeichnete Biokompatibilität und Bioinertheit - verursacht keine unerwünschten Reaktionen bei der Verwendung in medizinischen Implantaten.
• Behält seine Festigkeit und Leistung bei hohen Temperaturen bei - Einsatztemperaturen von über 800°C.
• Kann mit den üblichen Krankenhausverfahren leicht sterilisiert werden.
• Geringere Dichte im Vergleich zu Alternativen wie Edelstahl - Leichte Konstruktionen möglich.
• Eigenschaften wie Härte, Korrosionsbeständigkeit usw. können selektiv verbessert werden.
• Die Methode der Pulverherstellung ermöglicht eine sehr genaue Kontrolle der Zusammensetzung und Größenverteilung.

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Chrom-Cocr für Nischenanwendungen, bei denen herkömmliche Legierungen in Bezug auf Leistung oder Sicherheit Probleme bereiten könnten.

Anwendungen

Typische Anwendungen von Chrom-Cocr-Pulver

Industrie	Anwendungsbereiche
Luft- und Raumfahrt	Turbinentriebwerkskomponenten, Fahrwerksteile
Automobilindustrie	Ventilsitze und -führungen, Turboladerteile
Energie	Kohlevergasung, nukleare und solare Komponenten
Industriell	Thermisch gespritzte Beschichtungen, Werkzeugaufnahmen und Vorrichtungen
Medizinische	Zahnimplantate, orthopädische Implantate, Prothetik
Öl und Gas	Kugelhahnkugeln und -sitze, Bohrlochwerkzeuge

Weitere Nischenanwendungen sind elektrische Kontakte, Schweißdrähte, Schmuck, Magnete, Münzen, Munition, Befestigungselemente, Schneidwerkzeuge usw.

Die Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit wird für die Herstellung kritischer Flugzeugkomponenten sowie für tragende medizinische Implantate wie Hüft- und Kniegelenke genutzt.

Die additive Fertigung bietet eine größere Designfreiheit, um CoCr-Konstruktionen auch in komplexen Geometrien zu verwenden, die für patientenspezifische Implantate benötigt werden.

3D-Druck mit Chrom CoCr-Pulver

Vorteile des 3D-Metalldrucks mit Chrom-CoCr-Ausgangsmaterial

• Breites Spektrum an erreichbaren mechanischen Eigenschaften - so hoch wie bei gegossenen oder geschmiedeten Pendants
• Herstellung patientenspezifischer, an die Anatomie angepasster Implantate
• Produkte mit komplexen inneren Merkmalen wie Gitterstrukturen
• Begrenzte Stückzahlen ohne Bedarf an Werkzeugen
• Geringeres Abfallaufkommen aufgrund des additiven Charakters
• In die Teile können konforme Kühlkanäle eingebaut werden
• Ermöglicht leichtgewichtige, optimierte Designs, die sonst nicht machbar wären
• Kürzere Markteinführungszeit für kundenspezifische Produkte

Sowohl das Laser-Pulver-Bett-Fusion-Verfahren (L-PBF) als auch das Binder-Jetting können Chrom-CoCr-Pulver verarbeiten. L-PBF bietet bessere Eigenschaften, während Binder Jetting größere Konstruktionen ermöglicht.

Spezifikationen

Typische Größenverteilung und Qualitäten von gasverdüstem Chrom-CoCr-Pulver

Partikelgröße (Mikron)	Größenverteilung	Gemeinsame Noten
<20	Verwendet für Bindemittelausstoß	CCo-20, CoCr-20s
20-45	Geeignet für die meisten LPBF-Verfahren	CCo-28, CoCr-28M
45-100	Optimale Fließeigenschaften	CCo-45, CoCr-45H
>100	Für thermische Spritzanwendungen	CCo-106, CoCr-106

Feinere Pulver bieten eine höhere Auflösung, während gröbere Partikel den Fluss verbessern. Die Größe kann für Parameter wie Schichtdicke, Oberflächengüte, Baugeschwindigkeit und Nachbearbeitungsanforderungen optimiert werden.

Einschlägige Normen für Zusammensetzung und Herstellung

• ASTM F75, ISO 5832-4, 5832-12: Legierungszusammensetzung für gegossene chirurgische Implantate aus Kobalt-Chrom
• ASTM B348: Standardspezifikation für Pulver aus Titan und Titanlegierungen
• ASTM F3055, F3056: Spezifische Eigenschaften von Metallpulvern für die additive Fertigung

Lieferanten und Preisgestaltung

Ungefähre Preisspanne für gasverdüstes Chrom-Cocr-Pulver

Zustand	Preisspanne
Vakuum verpackt	$50 - $150 pro kg
Inertes Gas versiegelt	$60 - $200 pro kg

Der Preis hängt stark vom Auftragsvolumen, der Partikelgrößenverteilung, der Art der Gaszerstäubung (Luft oder Argon) und der Menge der Spurenelemente ab.

Einige führende Anbieter

• Zimmerer-Zusatzstoff
• Sandvik Fischadler
• Praxair
• Hoganas
• LPW-Technologie
• Erasteel

Kobaltlegierungen sind mit einer schwankenden Rohstoffversorgung und extremer Preisvolatilität konfrontiert. Langfristige Lieferverträge sind für Großabnehmer ratsam.

Vergleich mit Alternativen

Chrom-Cocr-Pulver im Vergleich zu Werkzeugstahl und rostfreiem Stahl

Parameter	Chrom CoCr	Werkzeugstahl	Rostfreier Stahl
Dichte	Niedrig	Mittel	Höher
Härte	Hoch	Sehr hoch	Mittel
Stärke	Hoch	Mittel	Mittel
Korrosionsbeständigkeit	Ausgezeichnet	Schlecht	Hoch
Abnutzungswiderstand	Ausgezeichnet	Gut	Mittel
Bio-Trägheit	Hoch	Unbewiesen	Mäßig
Kosten für Rohmaterial	Hoch	Niedrig	Mittel
Thermische Eigenschaften	Besser	Schlecht	Mäßig
Herstellbarkeit	Komplexe	Mäßig	Einfach

Werkzeugstähle haben eine hervorragende Härte und können als verschleißfester Ersatz dienen, wenn die Biokompatibilität keine Rolle spielt. Nichtrostende Stähle sind billiger und für normale Korrosionsschutzanforderungen ausreichend.

Bei kritischen Anwendungen, bei denen es auf Zuverlässigkeit, Leistung und Sicherheit ankommt, übertrifft Chrom-Cocr herkömmliche Eisen- und Stahllegierungen in mehrfacher Hinsicht. Der höhere Preis ist für besondere Anwendungsfälle gerechtfertigt.

FAQ

Was ist Chrom-Kobalt (CoCr)-Pulver? Chrom-Kobalt-Pulver (CoCr) ist ein Metalllegierungspulver, das hauptsächlich aus Chrom und Kobalt besteht. Es ist bekannt für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturstabilität und Biokompatibilität. Was sind die wichtigsten Eigenschaften von Chrom-Kobalt (CoCr)-Pulver? Chrom-Kobalt-Pulver (CoCr) zeichnet sich durch hohe Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität aus und ist daher für verschiedene Anwendungen geeignet. Was sind die häufigsten Anwendungen von Chrom-Kobalt (CoCr)-Pulver? CoCr-Pulver wird häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizin- und der Dentaltechnik verwendet. Es wird bei der Herstellung von Komponenten für Flugzeugtriebwerke, orthopädischen Implantaten, Zahnersatz und vielem mehr verwendet. Ist Chrom-Kobalt (CoCr)-Pulver für medizinische Implantate sicher? Ja, CoCr gilt als biokompatibles Material und wird in der Medizin häufig für Implantate wie Hüft- und Knieprothesen verwendet. Was sind die Vorteile der Verwendung von Chrom-Kobalt-Pulver (CoCr) in der Luft- und Raumfahrt? Aufgrund seiner Hochtemperaturstabilität und Korrosionsbeständigkeit eignet sich CoCr ideal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, unter anderem für die Herstellung von Triebwerkskomponenten und Gasturbinenteilen. mehr über 3D-Druckverfahren erfahren