Bubuk CoCrMoW

Gambaran Umum Bubuk CoCrMoW

Serbuk CoCrMoW adalah serbuk paduan kobalt-kromium-molibdenum-tungsten yang digunakan terutama untuk pembuatan implan sendi ortopedi. Penambahan tungsten semakin meningkatkan kekuatan, ketahanan aus, dan kekerasan dibandingkan dengan paduan CoCrMo.

Sifat-sifat utama dan keunggulan bubuk CoCrMoW meliputi:

Sifat dan Karakteristik Serbuk CoCrMoW

Properti	Detail
Komposisi	Paduan Co-Cr-Mo-W
Kepadatan	9,2 g/cc
Bentuk partikel	Bulat
Kisaran ukuran	15-45 mikron
Kepadatan yang tampak	Kepadatan sebenarnya hingga 60%
Kemampuan mengalir	Bagus.
Ketahanan korosi	Sangat baik karena lapisan oksida Cr
Biokompatibilitas	Tinggi, cocok untuk implan
Ketahanan aus	Sangat bagus dari W dan Cr
Kekuatan	Sangat tinggi dari penguatan larutan padat

Dengan kombinasi unik antara biokompatibilitas, kekerasan, kekuatan dan ketangguhan yang tinggi, CoCrMoW memungkinkan pembuatan implan ortopedi berkinerja tinggi dengan menggunakan pencetakan 3D atau cetakan injeksi logam.

Komposisi Serbuk CoCrMoW

Komposisi Serbuk CoCrMoW

Elemen	Berat %
Kobalt	Keseimbangan
Kromium	26-30%
Molibdenum	5-7%
Tungsten	4-6%
Karbon	<0,35%
Mangan	<1%
Silikon	<1%
Besi	<1%
Nikel	<1%

• Kobalt memberikan kekuatan, biokompatibilitas, membantu penguatan larutan padat
• Kromium untuk ketahanan oksidasi dan ketahanan korosi
• Molibdenum berkontribusi pada penguatan larutan padat
• Tungsten secara signifikan meningkatkan ketahanan aus dan kekerasan
• Unsur-unsur lain yang hadir sebagai pengotor

Kandungan Cr, Mo dan W yang tinggi menghasilkan kombinasi yang sangat baik antara kekuatan, kekerasan dan ketahanan korosi yang diperlukan untuk implan ortopedi.

Sifat Fisik Serbuk CoCrMoW

Sifat Fisik Serbuk CoCrMoW

Properti	Nilai-nilai
Kepadatan	9,2 g/cc
Titik leleh	1370-1430°C
Resistivitas listrik	96 μΩ-cm
Konduktivitas termal	16 W/mK
CTE	14,5 x 10^-6 K^-1
Suhu Curie	1160°C

• Kepadatan tinggi dibandingkan dengan CoCrMo dan paduan titanium
• Mempertahankan kekuatan dan kekerasan pada suhu tinggi
• Konduktivitas termal yang relatif rendah
• Menjadi paramagnetik di atas suhu Curie
• CTE lebih tinggi dari paduan yang bersaing dalam aplikasi implan

Sifat-sifat ini memungkinkan penggunaan pada implan ortopedi bantalan beban yang membutuhkan kekuatan suhu tinggi, kekerasan dan ketahanan terhadap korosi.

Sifat Mekanik Serbuk CoCrMoW

Sifat Mekanik Serbuk CoCrMoW

Properti	Nilai-nilai
Kekerasan	43-52 HRC
Kekuatan tarik	1310-1650 MPa
Kekuatan luluh	1035-1450 MPa
Perpanjangan	8-15%
Modulus elastisitas	240-310 GPa
Kekuatan tekan	1700-2100 MPa

• Kombinasi yang sangat baik dari kekuatan dan kekerasan yang sangat tinggi
• Tingkat kekuatan melebihi persyaratan untuk implan bantalan beban
• Keuletan yang masuk akal untuk material yang keras
• Modulus yang tinggi memberikan kekakuan yang diperlukan untuk implan
• Kekuatan kelelahan yang tinggi memastikan daya tahan

Sifat mekaniknya membuat serbuk CoCrMoW sangat cocok untuk membuat implan ortopedi yang kuat dan tahan aus dengan menggunakan teknik AM.

Aplikasi Serbuk CoCrMoW

Aplikasi utama bubuk CoCrMoW meliputi:

Aplikasi Serbuk CoCrMoW

Aplikasi	Contoh
Implan ortopedi	Implan lutut, pinggul, dan gigi
Peralatan medis	Alat dan instrumen bedah
Dirgantara	Komponen mesin pesawat terbang
Otomotif	Suku cadang injeksi bahan bakar, katup
Industri	Alat potong, cetakan, cetakan

Beberapa penggunaan produk tertentu dari bubuk paduan CoCrMoW:

• Mengartikulasikan permukaan pada implan penggantian sendi
• Mahkota gigi, jembatan dan tutup akar
• Implan rahang atas, lempeng tengkorak
• Bilah dan rumah turbin mesin pesawat terbang
• Katup mesin otomotif dan nozel injeksi bahan bakar
• Alat pemotong dan perkakas industri

Kombinasi sifat mekanik yang luar biasa, ketahanan terhadap korosi dan biokompatibilitas memberikan kinerja maksimum untuk aplikasi yang menuntut ini.

Spesifikasi Serbuk CoCrMoW

Standar utama untuk bubuk CoCrMoW:

Standar Serbuk CoCrMoW

Standar	Deskripsi
ASTM F75	Standar untuk paduan CoCrMo tempa untuk implan bedah
ASTM F1537	Paduan CoCrMoNi tempa untuk aplikasi gigi
ASTM F3001	Spesifikasi untuk pembuatan aditif implan medis menggunakan fusi unggun serbuk
ISO 5832-4	Paduan CoCrMoNi tempa untuk implan bedah

Standar-standar ini menentukan:

• Batasan komposisi, kotoran
• Persyaratan properti mekanis minimum
• Metode produksi - atomisasi gas inert
• Distribusi ukuran partikel yang dapat diterima
• Protokol pengujian untuk jaminan kualitas
• Persyaratan karakterisasi bubuk

Kepatuhan terhadap standar memastikan kesesuaian untuk aplikasi implan ortopedi yang penting.

Ukuran Partikel Serbuk CoCrMoW

Distribusi Ukuran Partikel Serbuk CoCrMoW

Ukuran partikel	Karakteristik
15-25 mikron	Digunakan dalam fusi bedak serbuk laser (LPBF)
25-45 mikron	Digunakan dalam pengaliran pengikat dan DMLS
10-45 mikron	Digunakan dalam cetakan injeksi logam

• Serbuk yang lebih halus memberikan resolusi dan hasil akhir permukaan yang lebih tinggi untuk AM
• Serbuk yang lebih kasar memiliki kemampuan mengalir yang lebih baik untuk pemrosesan bubuk
• Distribusi ukuran yang seimbang dioptimalkan untuk setiap metode produksi
• Kontrol yang ketat terhadap distribusi ukuran partikel dipertahankan

Mengontrol ukuran dan morfologi partikel memungkinkan kepadatan kemasan yang tinggi dan sintering yang dioptimalkan.

Kepadatan Semu Serbuk CoCrMoW

Kepadatan Semu Serbuk CoCrMoW

Kepadatan yang tampak	Karakteristik
Kepadatan sebenarnya hingga 60%	Untuk morfologi bubuk bulat
Kisaran 4,5-5,5 g/cc	Karena adanya kekosongan di antara partikel-partikel

• Kepadatan semu yang lebih tinggi meningkatkan aliran dan kompresibilitas bubuk
• Bentuk bubuk bulat memungkinkan kepadatan kemasan yang lebih besar
• Nilai hingga 65% dimungkinkan dengan bubuk yang dioptimalkan

Kepadatan semu yang lebih tinggi menghasilkan produktivitas manufaktur dan kualitas komponen yang lebih baik.

Metode Produksi Bubuk CoCrMoW

Produksi Serbuk CoCrMoW

Metode	Detail
Atomisasi gas	Gas inert bertekanan tinggi memecah aliran paduan cair menjadi tetesan-tetesan halus
Peleburan induksi vakum	Bahan awal dengan kemurnian tinggi yang dilelehkan di bawah vakum
Beberapa peleburan ulang	Meningkatkan homogenitas kimiawi
Pengayakan	Mengklasifikasikan bubuk ke dalam fraksi ukuran partikel yang berbeda
Pencampuran	Fraksi bubuk dicampur untuk menyesuaikan distribusi partikel

• Atomisasi gas menghasilkan morfologi serbuk bulat yang halus
• Peleburan vakum meminimalkan kotoran seperti oksigen dan nitrogen
• Peleburan ulang beberapa kali meningkatkan keseragaman komposisi
• Pasca-pemrosesan memungkinkan kontrol yang tepat atas distribusi ukuran partikel

Produksi yang sepenuhnya otomatis dan kontrol proses yang ketat memastikan sifat yang dapat diandalkan dan konsistensi bubuk dari batch ke batch.

Harga Bubuk CoCrMoW

Harga Bubuk CoCrMoW

Faktor	Dampak
Kelas bubuk	Harga meningkat dengan kemurnian yang lebih tinggi
Ukuran partikel	Nilai ultrafine lebih mahal
Jumlah pesanan	Harga berkurang untuk pesanan dalam jumlah besar
Sifat bubuk	Kepadatan semu yang lebih tinggi lebih mahal
Pengemasan	Wadah berisi argon menaikkan harga
Persyaratan pengujian	Pengujian yang lebih ketat meningkatkan biaya
Waktu tunggu	Waktu pengiriman yang lebih cepat meningkatkan biaya

Harga Indikatif

• CoCrMoW untuk aplikasi medis: $120-180 per kg
• CoCrMoW untuk aplikasi industri: $80-120 per kg

Harga yang jauh lebih rendah berlaku untuk pesanan dalam jumlah besar yang melebihi beberapa ratus kilogram.

Pemasok Bubuk CoCrMoW

Pemasok Bubuk CoCrMoW

Perusahaan	Lokasi
Aditif Tukang Kayu	AMERIKA SERIKAT
Sandvik Osprey	INGGRIS
Hoganas	Swedia
Praxair	AMERIKA SERIKAT
AP&C	Kanada
Erasteel	Prancis

Faktor-faktor pemilihan utama:

• Kisaran nilai bubuk dan ukuran partikel
• Kapasitas produksi dan waktu tunggu
• Kualitas dan konsistensi bedak
• Kepatuhan terhadap standar medis
• Harga dan jumlah pesanan minimum
• Proses inspeksi, pengujian, dan QA

Penanganan dan Keamanan Serbuk CoCrMoW

Penanganan Bubuk CoCrMoW

Rekomendasi	Alasan
Hindari penghirupan	Untuk mencegah kerusakan jaringan paru-paru akibat partikel halus
Gunakan masker dan sarung tangan pelindung	Mencegah konsumsi yang tidak disengaja melalui hidung/mulut
Tangani di area yang berventilasi baik	Mengurangi sirkulasi partikel di udara
Gunakan pakaian pelindung yang sesuai	Meminimalkan kontak dengan kulit
Pastikan tidak ada sumber penyalaan di dekatnya	Serbuk dapat terbakar dalam atmosfer oksigen
Ikuti protokol anti-statis	Mencegah kebakaran akibat pelepasan muatan listrik statis saat menangani
Gunakan alat yang tidak menimbulkan percikan api	Hindari kemungkinan terjadinya penyalaan
Simpan dalam wadah tertutup di tempat yang sejuk dan kering	Mencegah kontaminasi dan oksidasi

Meskipun bubuk CoCrMoW relatif lembam, tindakan pencegahan yang direkomendasikan harus dilakukan untuk penanganan dan pemrosesan yang aman.

Inspeksi dan Pengujian Serbuk CoCrMoW

Pengujian Serbuk CoCrMoW

Tes	Detail
Analisis kimia	Spektroskopi ICP digunakan untuk memverifikasi komposisi
Analisis ukuran partikel	Menentukan distribusi ukuran partikel
Kepadatan yang tampak	Diukur menggunakan pengukur aliran Hall sesuai ASTM B212
Morfologi bubuk	Analisis pencitraan melalui SEM untuk memeriksa bentuk partikel
Pengujian laju aliran	Menentukan kemampuan aliran melalui corong standar
Pengujian kerapatan keran	Kepadatan diukur setelah sampel bubuk disadap secara mekanis

Pengujian yang ketat memastikan kesesuaian dengan spesifikasi seperti ASTM F75 dan bubuk yang konsisten yang cocok untuk pembuatan implan ortopedi.

Penyimpanan dan Penanganan Serbuk CoCrMoW

Penyimpanan Bubuk CoCrMoW

Faktor	Efek
Udara, oksigen	Risiko oksidasi pada suhu tinggi
Kelembaban	Laju korosi yang rendah pada suhu kamar
Pelarut organik	Dapat menyerap pelarut dan bubuk noda
Asam, alkali	Tahan terhadap asam dan basa ringan
Temperatur tinggi	Peningkatan reaktivitas dan oksidasi di udara
Kontaminasi	Dapat mempengaruhi kemampuan mengalir, kemampuan sintering

Rekomendasi:

• Simpan dalam keadaan tertutup rapat dalam wadah yang telah dibersihkan dari gas inert
• Pertahankan suhu di bawah 30°C
• Hindari kontak dengan asam pengoksidasi dan pelarut terklorinasi
• Buka wadah hanya di lingkungan yang terkendali

Dengan tindakan pencegahan yang tepat, bubuk CoCrMoW menunjukkan stabilitas yang sangat baik selama penanganan dan penyimpanan.

Perbandingan Dengan Bubuk CoCrMo

CoCrMoW vs Bubuk CoCrMo

Parameter	CoCrMoW	CoCrMo
Kepadatan	9,2 g/cc	8,3 g/cc
Kekerasan	43-52 HRC	35-45 HRC
Kekuatan tarik	1310-1650 MPa	1170-1510 MPa
Ketahanan aus	Luar biasa	Sangat bagus
Ketahanan korosi	Luar biasa	Luar biasa
Biokompatibilitas	Tinggi	Tinggi
Biaya	Tinggi	Sedang
Penggunaan	Implan ortopedi, kedirgantaraan	Implan ortopedi, gigi

• CoCrMoW memiliki kekuatan dan kekerasan yang jauh lebih tinggi
• CoCrMoW memberikan ketahanan aus yang lebih baik
• Keduanya menawarkan ketahanan korosi dan biokompatibilitas yang sangat baik
• CoCrMoW lebih mahal karena penambahan W
• CoCrMoW lebih disukai untuk implan lutut dan pinggul; CoCrMo untuk kedokteran gigi

Penambahan tungsten memberikan sifat mekanik yang lebih unggul pada CoCrMoW daripada paduan CoCrMo konvensional.

Pro dan Kontra Bubuk CoCrMoW

Keuntungan dari Bubuk CoCrMoW:

• Kekuatan, kekerasan, dan ketahanan aus yang luar biasa
• Biokompatibilitas dan ketahanan korosi yang tinggi
• Sifat suhu tinggi yang baik
• Dapat diproses melalui teknik AM atau MIM
• Cocok untuk aplikasi implan ortopedi penahan beban
• Memberikan tampilan estetika yang menarik

Keterbatasan Serbuk CoCrMoW:

• Lebih mahal dari CoCrMo dan serbuk baja tahan karat
• Keuletan dan ketangguhan patah yang lebih rendah
• Membutuhkan atmosfer pelindung selama pemrosesan
• Komponen akhir yang sulit dikerjakan dengan mesin
• Kemampuan sambungan dan kemampuan las yang terbatas
• Pelepasan ion Co menimbulkan masalah kesehatan

Tanya Jawab Bubuk CoCrMoW

T: Apa saja aplikasi utama bubuk CoCrMoW?

J: Aplikasi utama adalah implan penggantian sendi lutut dan pinggul, restorasi gigi seperti mahkota dan jembatan, implan rahang atas, dan komponen kedirgantaraan seperti bilah turbin.

T: Bagaimana penambahan tungsten meningkatkan sifat-sifat paduan CoCrMo?

J: Tungsten secara signifikan meningkatkan kekuatan, kekerasan dan ketahanan aus melalui penguatan larutan padat dan pembentukan karbida yang kaku. Hal ini menghasilkan kinerja yang sangat baik untuk implan bantalan beban.

T: Tindakan pencegahan apa yang diperlukan saat menangani bubuk CoCrMoW?

J: Tindakan pencegahan yang disarankan termasuk menggunakan masker pelindung, sarung tangan, pakaian, penanganan di tempat berventilasi, menghindari sumber penyulut, mengendalikan pelepasan muatan listrik statis, menggunakan alat yang tidak menimbulkan percikan api, dan menyimpan wadah tertutup di tempat yang sejuk dan kering.

T: Apa perbedaan utama antara kadar CoCrMoW untuk penggunaan medis dan industri?

J: Grade medis memiliki kemurnian yang lebih tinggi, pengotor yang lebih rendah, distribusi ukuran partikel yang terkendali, menjalani pengujian yang lebih ketat, dan diproduksi di bawah kontrol kualitas yang ketat untuk memenuhi standar implan biomedis.