| カテゴリ | パラメータ／要素 | 価値／内容 | 単位／メモ |
|---|---|---|---|
| 化学組成 | 鉄 | バル。 | 重量％ |
| ニ | 17-19 | 重量％ | |
| アル | 0.05～0.15 | 重量％ | |
| ティ | 0.6～0.8 | 重量％ | |
| モ | 4.5～5.2 | 重量％ | |
| 株式会社 | 8.5～9.5 | 重量％ | |
| C | ≤0.03 | 重量％ | |
| Si | ≤0.1 | 重量％ | |
| マンガン | ≤0.10 | 重量％ | |
| Cr | ≤0.30 | 重量％ | |
| P | ≤0.01 | 重量％ | |
| S | ≤0.01 | 重量％ | |
| O | ≤0.04 | 重量％ | |
| N | ≤0.02 | 重量％ | |
| 物理的性質 | 粒子径（D10） | 15歳以上 | μm |
| 粒子径（D50） | 30～40 | μm | |
| 粒子径（D90） | ≤60 | μm | |
| 球形度 | ≥0.9 | – | |
| 見かけ密度 | ≥4.0 | g/cm³ | |
| タップ密度 | ≥4.5 | g/cm³ | |
| 流動性 | ≤20 | s/50g | |
| 機械的特性 | ロックウェル硬度（成膜時） | 38-42 | HRC |
| 降伏強度（堆積時） | 1170以上 | MPa | |
| 伸び率（成膜時） | ≥11.0 | ％ | |
| ロックウェル硬度（熱処理後） | 54-57 | HRC | |
| 降伏強度（熱処理後） | 1900以上 | MPa | |
| 伸び率（熱処理後） | ≥4.0 | ％ |
2. このMS1パウダーの利点
MS1は、超高強度と優れた靭性を特徴とする高性能マルエージング鋼粉末です。低炭素含有量により優れた溶接性を実現し、製造工程における亀裂発生リスクを最小限に抑えます。この粉末は優れた流動性と高い充填密度を有しており、積層造形において均一な層を形成する上で不可欠です。さらに、MS1は熱処理に対する反応性が非常に高く、54 HRCを超える硬度と1900 MPaを超える降伏強度を実現できるため、要求の厳しい産業用途に最適です。
3. 積層造形への応用
積層造形、特に選択的レーザー溶融（SLM）の分野では、SLMMS1粉末は、複雑で高強度な部品の製造に最適な選択肢です。最適化された粒度分布（D50 30～40 µm）と高い球形度（≥0.9）により、滑らかで均一な粉末層が形成され、気孔率の低い高密度部品の製造が可能になります。この材料は、成形サイクル時間を大幅に短縮し、部品品質を向上させるコンフォーマル冷却チャネルを備えた射出成形金型の製造に特に適しています。さらに、その堅牢な機械的特性により、軽量な航空宇宙構造物や、耐摩耗性と高応力が求められる耐久性の高い工具にも適しています。
4. MS1ダイス鋼粉は何に使われるのか？ SLM？
MS1ダイス鋼粉 は マレージング鋼 金属3Dプリンティング技術向けに特別に設計された粉末 SLM （選択的レーザー溶融）
簡単に言うと、業界では 「超高強度と高靭性の専門家。」 従来の金型鋼と比較して、MS1粉末で造形された部品は、極めて高い強度と硬度を備えているだけでなく、優れた靭性と溶接性も兼ね備えています。造形後すぐに機械加工が可能で、簡単な熱処理を施すだけで超高強度を実現できます。複雑な内部冷却チャネルを備えた射出成形金型、航空宇宙構造部品、高性能産業部品の製造に最適です。
コアグレードと化学組成
MS1は特定の国の標準規格ではなく、金属積層造形分野（特に3Dプリンターメーカー）における、この特定の種類のマルエージング鋼の一般的な商業的呼称です。対応する従来の材料グレードと化学組成は以下のとおりです。
- 同等の学年：
- 米国グレード： 米国 18% Ni マレージング 300
- ヨーロッパ/ドイツ規格： 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5)
- 代表的な化学組成（重量％）：
- Ni（ニッケル）： 17.0～19.0％（中心元素、マルテンサイト組織を形成する）
- Co（コバルト）： 8.5～9.5％（老化防止効果を高める）
- Mo（モリブデン）： 4.5～5.2％（高温での強度と硬度を付与）
- Ti（チタン）： 0.6～0.8％（経年硬化降雨量の目安）
- Al（アルミニウム）： ≤ 0.15%
- C（炭素）： ≤ 0.03%（極めて低い炭素含有量により、優れた溶接性と靭性を実現）
- Fe（鉄）： バランス
MS1ダイス鋼粉の基本パラメータ表
以下は、積層造形用に設計されたMS1粉末の典型的な物理的および機械的特性パラメータです（SLM):
| カテゴリ | 主要指標 | 標準的なパラメータ範囲 |
|---|---|---|
| 物理的性質 | 密度 | 約8.0 g/cm³ |
| 粉末形態 | 球形度 ≥ 95% | |
| 粒子径（D50） | 15～45μmまたは15～53μm | |
| 融点 | 約1410℃ | |
| 機械的特性 | 状態 | 竣工図 |
| 抗張力 | 約1000～1100MPa | |
| 降伏強度 | 約900～1050MPa | |
| 伸長 | 約8％～10％ | |
| 硬度（HRC） | 約30～32HRC | |
| 代表的な用途 | ユースケース | コンフォーマル冷却射出成形金型、ダイカスト金型、航空宇宙用ブラケット、高荷重構造部品 |
SLM 印刷に関する考慮事項と主要パラメータ
MS1パウダーを使用する場合 SLM 印刷を行う際は、密度がほぼ100%で欠陥のない部品を得るために、以下の点に注意してください。
- 優れた印刷適性： MS1は、レーザー積層造形に最も適した金属材料の一つとして認識されています。加工条件の適用範囲が広いため、99.9%以上の高密度で熱割れが最小限に抑えられた部品を容易に製造できます。
- 時効熱処理が鍵となる： 3DプリントされたMS1部品は、マルテンサイト組織が軟質（硬度約30HRC）であるため、CNCフライス加工、穴あけ加工、その他の仕上げ加工が直接行えます。加工後、約480℃での時効熱処理によって金属間化合物を析出させ、硬度を50HRC以上に高めることで、最終的な性能が得られます。
- 熱処理による収縮： 高精度金型を設計する際には、時効熱処理による均一収縮を考慮する必要があります。MS1は通常、時効硬化中に約0.08%の線収縮を起こすため、スライスする前に3Dモデルでこの収縮を事前に補正する必要があります。
- コンフォーマル冷却チャネル設計： MS1の最大の特長は、「コンフォーマル冷却チャネル」を備えた金型インサートの製造です。3Dプリンティングにより、従来の機械加工では実現できない複雑な内部チャネルが可能になり、射出成形やダイカストにおける冷却サイクルを大幅に短縮（最大40～60%）し、金型の寿命を大幅に延ばすことができます。
- 推奨印刷パラメータ：
- 層の厚さ： 一般的には30μm、40μm、または50μmです。
- 最小壁厚： 成功率と強度を確保するためには、最低でも0.3mm～0.4mm以上の壁厚を推奨します。
まとめ：
極めて高い強度と靭性を必要とする非常に複雑な構造物、または内部にコンフォーマル冷却チャネルを備えた高性能金型や部品を製造する必要がある場合、MS1ダイス鋼粉末は現在、金属3Dプリンティング分野で最も成熟し、広く使用されている最高級の選択肢です。
他に類似の素材はありますか？ MS1パウダー？
MS1（マルエージング鋼）には、金属3Dプリンティング分野において確かにいくつかの有力な「代替材料」が存在する。しかし、業界では通常、それらは「MS2」や「MS3」といった名称で呼ばれることはない。代わりに、材料は（より優れた耐食性やより高い耐熱性など）特定の特性に基づいて選定される。
MS1に代わる最も一般的な3つの選択肢と、詳細な比較表を以下に示します。
MS1に代わる3つの主要な選択肢
- CXダイス鋼（耐食性マルエージングステンレス鋼）
CXはMS1の「ステンレス鋼版」と言えるでしょう。熱処理によって高い硬度を実現できますが、最大の違いはクロム（Cr）含有量の高さです。これにより、優れた耐食性を発揮します。PVCなどの腐食性プラスチックの加工や、医療・食品用途に金型を使用する場合は、MS1よりもCXの方が適しています。 - 42CrMo4（高強度低合金鋼）
これは、従来の機械製造において最も一般的に使用されている鋼材の一つです。優れた強度と靭性を備えていますが、耐食性と極限硬度はMS1ほどではありません。利点はコストが低いことであり、技術者はその熱処理プロセスに精通しています。自動車のギアやシャフトなど、高負荷がかかる構造部品によく使用されます。 - H13（熱間加工用金型鋼）
これまで詳しく説明はしませんでしたが、H13はダイカスト金型分野においてMS1の最も直接的な競合材料です。H13は優れた赤熱硬度（高温下でも硬度を維持する能力）と耐熱疲労性を備えているため、アルミニウム合金ダイカストのような過酷な高温・低温サイクル環境に最適です。一方、MS1は室温での極限強度はH13よりも高いものの、高温性能はH13にやや劣ります。
性能比較：MS1と代替案
| 特徴寸法 | MS1（マルエージング鋼） | CX（耐腐食性ダイス鋼） | 42CrMo4（低合金鋼） | H13（熱間加工用金型鋼） |
|---|---|---|---|---|
| コアアドバンテージ | 超高強度＆靭性 | 高硬度＋耐腐食性 | 高いコストパフォーマンス＋高い耐久性 | 耐高温性＋耐熱疲労性 |
| 硬度（熱処理後） | 極めて高い（48～54 HRC） | 高硬度（46～48 HRC） | 中～高硬度（約50HRC） | 高硬度（48～52 HRC） |
| 抗張力 | 極めて高い（約2000MPa） | 高（約1600MPa） | 比較的高い（約1320MPa） | 高（約1800MPa） |
| 耐腐食性 | 平均的（表面処理が必要） | 素晴らしい | 劣悪（錆びやすい） | 平均 |
| 高温性能 | 平均 | 良い | 平均 | 素晴らしい |
| 代表的な用途 | コンフォーマル冷却射出成形金型、航空宇宙構造部品 | 医療・食品用金型、腐食性プラスチック用金型 | 自動車用ギア、シャフト、一般産業用構造部品 | アルミニウム合金ダイカスト金型、熱間押出金型 |
材料選定のヒント
- 究極のパフォーマンスと複雑な構造の追求： 選ぶ MS1. 総合的な強度、靭性、印刷成功率の点で、特にコンフォーマル冷却チャネルを備えたインサートにおいて、現在最もバランスの取れた最高級金型鋼である。
- 腐食性環境： 選ぶ CX. 例えば、難燃性プラスチックや医療用カテーテルの金型を加工する際、CXは金型の錆びを防ぎ、製品の汚染を防止します。
- 限られた予算と複雑なチャネルは不要： 選ぶ 42CrMo4. 高強度ブラケットやコネクタを少量製造するだけで、金型鋼のような極めて高い硬度が必要ない場合は、3Dプリンティングが最高のコストパフォーマンスを提供します。
- 高温ダイカスト環境： 選ぶ H13. 金型が数百度の溶融金属に繰り返し接触する必要がある場合、H13の耐熱割れ性はMS1よりも信頼性が高い。
カスタマイズサービス Forgecise
Forgecise 当社は、標準的なマルエージンググレードから顧客固有の高性能配合まで、あらゆる製品に対応する包括的なダイス鋼粉末カスタマイズソリューションを提供しています。当社は、以下のような主流のダイス鋼グレードをサポートしています。 MS1 (18Ni300/1.2709)、 CX、 H13、 そして 42CrMo4お客様の特定の用途要件に応じて、組成、粒度分布、球形度を精密に調整できます。研究開発用の少量サンプル（1kgから）から量産用のトン単位の注文まで、当社の粉末は高純度、低酸素含有量、優れた流動性を備えており、さまざまな積層造形プロセスの厳しい要件を満たしています。 SLM、 デッド、 そして BJT。
