Maraging-Stahl 1.2709 (18Ni-300)

Maraging-Stahl 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5) entspricht der in US-Bezeichnungen als 18Ni-300 (Maraging 300) bekannten Güte. Er enthält etwa 18 % Nickel, 9 % Kobalt, 5 % Molybdän und unter 1 % Titan bei nahezu keinem Kohlenstoff (≤ 0,03 %). Beim Abkühlen bildet er einen weichen, zähen Martensit und erhält seine Festigkeit durch ein einziges Auslagern bei niedriger Temperatur, bei dem sich intermetallische Teilchen ausscheiden. Der niedrige Kohlenstoffgehalt macht ihn zu einem der zuverlässigsten Stähle für das Laser-Pulverbettschmelzen; in manchen Werkstofflisten erscheint er als MS1.

Wählen Sie ihn für Spritzgießformeinsätze, Kerne und Schieber mit konturnahen Kühlkanälen sowie für hochfeste Funktionsteile mit komplexer Geometrie. Nach dem Auslagern bei etwa 480–500 °C erreicht er rund 50–54 HRC bei nur geringer, gleichmäßiger Schwindung; der Großteil der Zerspanung kann daher vor dem Härten erfolgen, und nur kritische Flächen werden danach fertig bearbeitet. Er ist nicht rostfrei, weniger verschleißfest als Kaltarbeitsstähle mit 57–62 HRC, und gedruckte Einsätze kosten mehr als konventionell gefertigte; der Druck lohnt sich dort, wo Kühlung oder Geometrie ihn rechtfertigen. Der Werkstoff wird über die Fertigungspartner von Uretyco als DMLS-Werkstoff angeboten; Machbarkeit und Lieferzeit werden in der Angebotsprüfung bestätigt.

Mechanische und physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Typischer Wert	Hinweise
Härte, ausgelagert	≈ 50–54 HRC	Nach dem Auslagern bei ≈ 480–500 °C; manche Datenblätter nennen bis ≈ 56 HRC.
Härte, Bauzustand	≈ 33–37 HRC	Vor dem Auslagern mit Hartmetallwerkzeugen zerspanbar.
Zugfestigkeit (Rm), ausgelagert	≈ 1900–2100 MPa	Im Bauzustand ≈ 1000–1200 MPa.
Streckgrenze (Rp0,2), ausgelagert	≈ 1800–2000 MPa	Streckgrenze und Zugfestigkeit liegen sehr nah beieinander.
Bruchdehnung, ausgelagert	≈ 2–6 %	Im Bauzustand ≈ 6–14 %; das Auslagern tauscht Duktilität gegen Festigkeit.
Elastizitätsmodul	≈ 160–190 GPa	Etwas niedriger als bei konventionellen Werkzeugstählen (≈ 210 GPa).
Dichte	≈ 8,0–8,1 g/cm³	Ähnlich wie bei anderen Werkzeugstählen.
Wärmeleitfähigkeit	≈ 15–21 W/(m·K)	Im Bauzustand niedriger, nach dem Auslagern höher; geringer als bei vielen Warmarbeitsstählen, was oberflächennahe Kanäle ausgleichen.
Maßänderung beim Auslagern	≈ 0,05–0,1 % Schwindung	Gering und gleichmäßig; an engen Merkmalen vorhalten oder diese nach dem Auslagern fertig bearbeiten.
Einsatztemperatur	Bis ≈ 400 °C	Längere Einwirkung nahe oder oberhalb der Auslagerungstemperatur überaltert und entfestigt den Stahl.
Schweißeignung	Gut	Der niedrige Kohlenstoffgehalt erlaubt Reparaturschweißen per Laser oder WIG; erneutes Auslagern stellt die Härte in der Schweißzone wieder her.

Typische Werte, keine Bemessungswerte

Typische Bereiche aus veröffentlichten Daten für pulverbettgeschmolzenen 1.2709 im Bau- und Auslagerungszustand, gemessen an Probekörpern. Die Werte hängen von Pulver, Maschine, Baurichtung und genauer Wärmebehandlung ab. Geben Sie die geforderte Härte mit Prüfstelle an und legen Sie tragende Teile nach dem im Angebot genannten Datenblatt und verifizierten Prüfergebnissen aus.

Maraging-Stahl im DMLS- und SLM-Verfahren drucken

Maraging-Stahl lässt sich zuverlässig drucken, ohne die Rissneigung kohlenstoffreicher Werkzeugstähle wie H13. Die üblichen Regeln des Laser-Pulverbettschmelzens gelten dennoch: Überhänge werden über Stützen verankert, jeder Hohlraum braucht einen Pulverauslass, und die Genauigkeit hängt von Ausrichtung und Teilegröße ab. Bei Werkzeugen ist die Auslegung der Kühlkanäle ebenso wichtig wie der Stahl:

Konturnahe Kühlkanäle: Die Kanäle folgen der Formoberfläche in annähernd konstantem Abstand, statt geradlinig gebohrt zu werden. Kanaldurchmesser, Teilung und Abstand zur Oberfläche ergeben sich aus der Wärme- oder Füllsimulation des Formenbauers; lassen Sie zwischen Kanal und Kavität genug Stahl für den Einspritzdruck und die spätere Politur.
Selbsttragende Kanäle: Runde Kanäle bis etwa 6–8 mm lassen sich ohne innere Stützen drucken. Größere erhalten ein Tropfen- oder Rautenprofil, weil sich Stützen im Kanal nicht entfernen lassen.
Pulverentfernung und Spülen: Kanäle brauchen offene Ein- und Auslässe ohne Sackgassen, damit Pulver entfernt und der Kanal gespült werden kann. Fordern Sie eine Durchfluss- oder Druckprüfung an, wenn die Kanalfunktion kritisch ist.
Stützen und Aufmaß: Stützen werden drahterodiert, abgesägt oder abgefräst. Sehen Sie Aufmaß an Trennflächen, Abschaltflächen, Passungen und Auswerferbohrungen vor, die nach dem Auslagern fertig bearbeitet werden.
Hybridbau: Ein komplexer oberer Bereich kann auf einen vorgefertigten Stahlsockel gedruckt werden, sodass nur der Teil mit konturnaher Kühlung gedruckt wird. Fragen Sie in den Angebotsnotizen danach; die Machbarkeit hängt vom Partner ab.
Wände und Details: Wände ab etwa 0,5 mm sind druckbar, Werkzeugdetails wie dünne Rippen und Kernstifte brauchen aber genug Querschnitt, um dem Einspritzdruck standzuhalten; prüfen Sie diese in der Werkzeugsimulation.

Auslagern und Wärmebehandlung

Maraging-Stahl wird nicht durch Abschrecken, sondern durch Auslagern gehärtet: Das Teil wird mehrere Stunden bei etwa 480–500 °C gehalten und an Luft abgekühlt. Da nicht abgeschreckt wird, ist der Verzug minimal, und die Maßänderung ist eine kleine, vorhersehbare Schwindung. Ein typischer Ablauf ist: Druck, optional Lösungsglühen, Schruppen im weichen Zustand, Auslagern, danach Fertigbearbeitung, Schleifen, Erodieren und Polieren.

Zustand	Typische Behandlung	Härte	Einsatz
Bauzustand	Keine	≈ 33–37 HRC	Schruppbearbeitung; im Einsatz selten verwendet
Lösungsgeglüht	≈ 820–850 °C, Abkühlung an Luft	≈ 30–35 HRC	Homogenisiert das Druckgefüge und verringert die Richtungsabhängigkeit vor dem Auslagern
Ausgelagert	≈ 480–500 °C für etwa 3–6 h, Abkühlung an Luft	≈ 50–54 HRC	Üblicher Einsatzzustand für Einsätze und Werkzeuge
Ausgelagert und nitriert	Nitrieren bei einer Temperatur nahe der Auslagerung	Härtere Randschicht; Kern ≈ 50–54 HRC	Verschleißgefährdete Werkzeugbereiche

Toleranzen und Oberfläche

Druckoberflächen sind matt, mit etwa Ra 5–10 µm, und gedruckte Maße halten an kleinen Merkmalen typischerweise etwa ±0,1–0,2 mm; bei großen Einsätzen sind die Abweichungen größer. Verbindlich sind die Werte aus Angebot und Auftragsprüfung. Formflächen, Abschaltflächen, Trennflächen und Passungen werden nach dem Auslagern gefräst, geschliffen oder erodiert; für bearbeitete Merkmale gilt bei Uretyco ISO 2768-mK, sofern die Zeichnung nichts anderes angibt. Geben Sie an, ob Maße vor oder nach dem Auslagern gelten, und nennen Sie den geforderten Polierzustand oder Ra für Formflächen.

Oberflächenbehandlungen

Gedruckte Werkzeugteile werden fast immer nach dem Auslagern fertig bearbeitet. Die folgenden Schritte werden im Angebot vereinbart und sollten in der Zeichnung gekennzeichnet sein.

Oberfläche	Wirkung	Hinweise
Glasperlenstrahlen	Gleichmäßig matte Oberfläche	Entfernt anhaftendes Pulver; übliche Oberfläche für Flächen ohne Kontakt zum Formteil.
Hartzerspanung, Schleifen und Erodieren	Genaue Abschaltflächen, Trennflächen und Passungen	Nach dem Auslagern bei 50–54 HRC; an diesen Flächen Aufmaß vorsehen.
Polieren	Glatte oder hochglänzende Formflächen	Maraging-Stahl lässt sich gut polieren; Restporosität kann auf Hochglanzflächen als feine Poren sichtbar werden, daher optische Anforderungen vorab klären.
Nitrieren	Härtere, verschleißfestere Oberfläche	Bei Temperaturen nahe der Auslagerung; mit der Wärmebehandlung abstimmen und geringe Maßänderungen berücksichtigen.
Kugelstrahlen	Druckeigenspannungen an der Oberfläche	Verbessert die Dauerfestigkeit hoch belasteter Teile.
Kanalreinigung und Durchflussprüfung	Bestätigt offene, saubere Kühlkanäle	Bei konturnah gekühlten Einsätzen als eigenen Prüfschritt anfordern.

Kein rostfreier Stahl

1.2709 rostet in feuchter Luft und in wassergekühlten Kanälen. Verwenden Sie aufbereitetes Kühlwasser oder einen Korrosionsinhibitor, lagern Sie Einsätze eingeölt und prüfen Sie einen korrosionsbeständigen druckbaren Stahl wie 17-4 PH oder einen rostfreien Werkzeugstahl, wenn sich die Wasserqualität nicht kontrollieren lässt.

Kosten- und Lieferzeittreiber

Gedruckte Einsätze konkurrieren mit konventionell gefertigten Einsätzen mit gebohrter Kühlung; die Entscheidung hängt daher von Zykluszeit, Teilequalität und Geometrie ab, nicht nur vom Einsatzpreis. Die wichtigsten Kostenhebel:

Gedrucktes Volumen und Bauhöhe: Massive Einsätze sind langsam und teuer im Druck. Drucken Sie nur den Bereich, der konturnahe Kühlung braucht, idealerweise im Hybridbau auf einem bearbeiteten Sockel.
Stützen und deren Entfernung: Stahlstützen werden drahterodiert oder abgefräst, was Arbeits- und Durchlaufzeit kostet.
Wärmebehandlung: Auslagern sowie gegebenenfalls Lösungsglühen oder Nitrieren sind Ofenschritte, die die Lieferzeit verlängern.
Fertigbearbeitung nach dem Auslagern: Hartzerspanung, Schleifen, Erodieren und Polieren können einen großen Teil der Gesamtkosten ausmachen.
Prüfungen und Dokumente: Härteprüfung, Durchflussprüfung, Messberichte und Werkstoffzeugnisse sind optional; fordern Sie sie mit dem Angebot an. Machbarkeit und Lieferzeit werden in Angebot und Auftragsprüfung bestätigt.

Maraging-Stahl im Vergleich zu gängigen Alternativen

Werkstoff	Typischer Fertigungsweg	Härte	Zähigkeit	Korrosionsbeständigkeit	Geeignet für
Maraging-Stahl 1.2709, ausgelagert	Gedruckt (DMLS, SLM), dann fertig bearbeitet	≈ 50–54 HRC	Gut für seine Härte	Gering; nicht rostfrei	Einsätze mit konturnaher Kühlung, komplexe Werkzeugteile
Werkzeugstahl A2 (1.2363)	Weich bearbeitet, gehärtet, geschliffen	57–62 HRC	Mittel bis hoch	Gering	Kaltarbeitsstempel, Schneidwerkzeuge und Verschleißteile
Warmarbeitsstahl H13 (1.2344)	Bearbeitet und gehärtet; auf manchen Anlagen druckbar	≈ 44–52 HRC	Hoch; gute Beständigkeit gegen Temperaturwechsel	Gering	Druckgießformen und Warmarbeitswerkzeuge
Edelstahl 17-4 PH	Gedruckt oder bearbeitet, dann ausgelagert	≈ 28–44 HRC	Gut	Gut	Korrosionsbeständige Einsätze mit geringerem Härtebedarf, Funktionsteile

Für einfache Einsätze, die sich mit gebohrten Kanälen kühlen lassen, ist ein bearbeiteter Werkzeugstahl meist günstiger und schneller. A2 ist härter und besser gegen Kaltarbeitsverschleiß, H13 ist die etablierte Wahl für Warmarbeit wie den Aluminiumdruckguss, und 17-4 PH tauscht Härte gegen Korrosionsbeständigkeit. Maraging-Stahl ist die richtige Wahl, wenn Geometrie oder Kühlkanalführung nur gedruckt herstellbar sind.

Wann Maraging-Stahl nicht die richtige Wahl ist

Typische Fehlgriffe

Einfache Einsätze mit geraden Kühlbohrungen: aus konventionellem Werkzeugstahl fertigen. Kaltarbeitsschneiden und abrasiver Verschleiß, die 58 HRC oder mehr verlangen: A2, D2 oder pulvermetallurgische Stähle halten länger. Warmarbeitswerkzeuge mit starker Temperaturwechselbelastung wie im Aluminiumdruckguss: H13 ist die etablierte Wahl, und gedruckte Maraging-Einsätze erfordern dort eine sorgfältige Prüfung. Nasse oder korrosive Umgebungen ohne kontrolliertes Kühlwasser. Große Formplatten jenseits des Bauraums. Kostengetriebene Strukturteile, die 4140 oder 17-4 PH tragen können.

Typische Anwendungen

Spritzgießformeinsätze, Kerne und Schieber mit konturnahen Kühlkanälen.
Kernstifte, Schrägauswerfer und andere schlanke Werkzeugteile mit Innenkühlung.
Prototypen- und Brückenwerkzeuge für kurze Serien.
Werkzeugeinsätze für andere Formgebungsverfahren, bei denen die Kühlung die Zykluszeit begrenzt.
Hochfeste Funktionsteile mit komplexer Geometrie im Motorsport und Maschinenbau.
Vorrichtungen, Lehren und Spannmittel, die Härte und komplexe Formen verlangen.

Maraging-Stahl bei Uretyco spezifizieren

1
Einsatzmodell und Zeichnung hochladen
STEP plus PDF-Zeichnung mit Formflächen, Abschalt- und Trennflächen, Auswerferbohrungen, Gewinden und den Flächen, die nach dem Druck bearbeitet werden.
2
DMLS und Maraging-Stahl 1.2709 wählen
Der Werkstoff kann auch als MS1 oder 18Ni-300 geführt sein. Wählen Sie die Schichtstärke, falls angeboten, und erwähnen Sie einen Hybridbau, wenn nur ein Teil des Einsatzes gedruckt werden soll.
3
Wärmebehandlung und Härte angeben
Zum Beispiel ausgelagert auf 50–54 HRC mit Prüfstelle, dazu Lösungsglühen oder Nitrieren, falls erforderlich.
4
Kühlkanäle festlegen
Nennen Sie Ein- und Auslässe, Anschlussgewinde und eine eventuelle Durchfluss- oder Druckprüfung, und stellen Sie sicher, dass sich jeder Kanal von Pulver befreien lässt.
5
Nachbearbeitung und Dokumente festlegen
Geben Sie Aufmaße sowie Polierzustand oder Ra der Formflächen an, und fordern Sie Härte-, Mess- oder Werkstoffdokumente mit dem Angebot an.
6
Angebot prüfen
Machbarkeit, Baustrategie, Wärmebehandlung und Lieferzeit werden vor Fertigungsbeginn in Angebot und Auftragsprüfung bestätigt.

Häufige Fragen

Welche Härte erreicht gedruckter Maraging-Stahl?

Im Bauzustand etwa 33–37 HRC, nach dem Auslagern bei etwa 480–500 °C etwa 50–54 HRC. Die 57–62 HRC von Kaltarbeitsstählen wie A2 erreicht er nicht. Geben Sie den geforderten Bereich und die Prüfstelle in der Zeichnung an.

Sind 1.2709, 18Ni-300 und MS1 derselbe Werkstoff?

Sie bezeichnen dieselbe Legierungsfamilie. 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5) ist die europäische Werkstoffnummer, 18Ni-300 die in den USA übliche Gütebezeichnung und MS1 der Handelsname eines Pulverlieferanten, der in manchen Werkstofflisten erscheint. Pulverzusammensetzung und Wärmebehandlungsempfehlungen unterscheiden sich leicht zwischen Lieferanten; geben Sie daher Werkstoffnummer und geforderte Härte statt eines Handelsnamens an.

Wann lohnt sich konturnahe Kühlung?

Wenn die Kühlung die Zykluszeit begrenzt oder Verzug verursacht: tiefe Kerne, dünne und schlanke Elemente sowie Hotspots, die gebohrte Kanäle nicht erreichen. Der Nutzen hängt von Teil, Kunststoff und Werkzeugkonstruktion ab; bewerten Sie ihn daher vor der Bestellung mit einer Füll- oder Wärmesimulation. Bei langen Serien können kürzere Zyklen und weniger Ausschuss den höheren Einsatzpreis ausgleichen.

Rosten Einsätze aus Maraging-Stahl?

Ja. 1.2709 ist kein rostfreier Stahl, und konturnahe Kanäle lassen sich schlecht kontrollieren, sobald Rost entstanden ist. Verwenden Sie aufbereitetes Kühlwasser oder einen Korrosionsinhibitor, trocknen und ölen Sie die Kanäle vor der Lagerung und wählen Sie eine druckbare rostfreie Güte, wenn sich die Wasserqualität nicht kontrollieren lässt.