| Categoria | Parâmetro / Elemento | Valor/Conteúdo | Unidade/Nota |
|---|---|---|---|
| Composição Química | Fe | Bal. | % em peso |
| Ni | 17-19 | % em peso | |
| Al | 0,05-0,15 | % em peso | |
| Ti | 0,6-0,8 | % em peso | |
| Mo | 4,5-5,2 | % em peso | |
| Co | 8,5-9,5 | % em peso | |
| C | ≤0,03 | % em peso | |
| Si | ≤0,1 | % em peso | |
| Mn | ≤0,10 | % em peso | |
| Cr | ≤0,30 | % em peso | |
| P | ≤0,01 | % em peso | |
| S | ≤0,01 | % em peso | |
| O | ≤0,04 | % em peso | |
| N | ≤0,02 | % em peso | |
| Propriedades Físicas | Tamanho da partícula (D10) | ≥15 | μm |
| Tamanho da partícula (D50) | 30-40 | μm | |
| Tamanho da partícula (D90) | ≤60 | μm | |
| Esfericidade | ≥0,9 | – | |
| Densidade aparente | ≥4,0 | g/cm³ | |
| Densidade de compactação | ≥4,5 | g/cm³ | |
| Fluidez | ≤20 | s/50g | |
| Propriedades Mecânicas | Dureza Rockwell (como depositado) | 38-42 | HRC |
| Limite de escoamento (como depositado) | ≥1170 | MPa | |
| Alongamento (como depositado) | ≥11,0 | % | |
| Dureza Rockwell (Tratado termicamente) | 54-57 | HRC | |
| Limite de escoamento (tratado termicamente) | ≥1900 | MPa | |
| Alongamento (Tratado termicamente) | ≥4,0 | % |
2. Vantagens do Pó MS1
O MS1 é um pó de aço maraging de alto desempenho, caracterizado por sua resistência ultra-alta e excelente tenacidade. Seu baixo teor de carbono garante soldabilidade superior e minimiza o risco de trincas durante o processo de fabricação. O pó apresenta excelente fluidez e alta densidade de empacotamento, características cruciais para a obtenção de camadas uniformes na manufatura aditiva. Além disso, o MS1 responde excepcionalmente bem ao tratamento térmico, permitindo atingir níveis de dureza superiores a 54 HRC e limites de escoamento acima de 1900 MPa, tornando-o ideal para aplicações industriais exigentes.
3. Aplicação na Manufatura Aditiva
No âmbito da manufatura aditiva, especificamente na Fusão Seletiva a Laser (SLMO pó MS1 é uma escolha de excelência para a fabricação de componentes complexos e de alta resistência. Sua distribuição granulométrica otimizada (D50 30-40 µm) e alta esfericidade (≥0,9) garantem um leito de pó homogêneo e consistente, resultando em peças de alta densidade com porosidade mínima. Este material é particularmente valorizado para a produção de moldes de injeção com canais de resfriamento conformes, que reduzem significativamente os tempos de ciclo e melhoram a qualidade das peças. Além disso, suas robustas propriedades mecânicas o tornam adequado para estruturas aeroespaciais leves e ferramentas duráveis que exigem resistência ao desgaste e a altas tensões.
4. Para que serve o pó de aço MS1? SLM?
Pó de aço MS1 para matrizes é um Aço Maraging pó especificamente desenvolvido para tecnologias de impressão 3D em metal, como SLM (Fusão Seletiva a Laser).
Em termos simples, é reconhecido na indústria como o “Especialista em resistência e tenacidade extremas.” Em comparação com os aços para moldes convencionais, as peças impressas com pó MS1 não só possuem resistência e dureza extremamente elevadas, como também oferecem excelente tenacidade e soldabilidade. As peças podem ser usinadas diretamente após a impressão e, em seguida, submetidas a um tratamento térmico simples para atingir resistência ultra-alta. São altamente adequadas para a fabricação de moldes de injeção com canais de refrigeração internos complexos, componentes estruturais aeroespaciais e peças industriais de alto desempenho.
Níveis Básicos e Composição Química
MS1 não é uma classificação padrão de um país específico, mas sim uma designação comercial comum no campo da manufatura aditiva de metais (especialmente por fabricantes de impressoras 3D) para este tipo específico de aço maraging. Suas classificações de materiais tradicionais correspondentes e sua composição química são as seguintes:
- Notas equivalentes:
- Classificação nos EUA: EUA 18% Ni Maraging 300
- Classificação Europeia/Alemã: 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5)
- Composição química típica (em % em peso):
- Ni (Níquel): 17,0 – 19,0% (Elemento central, forma a matriz martensítica)
- Co (Cobalto): 8,5 – 9,5% (Aumenta o efeito de endurecimento por envelhecimento)
- Mo (Molibdênio): 4,5 – 5,2% (Proporciona resistência e dureza a altas temperaturas)
- Ti (Titânio): 0,6 – 0,8% (Chave para precipitação por endurecimento por envelhecimento)
- Al (Alumínio): ≤ 0,15%
- C (Carbono): ≤ 0,03% (Teor extremamente baixo de carbono garante excelente soldabilidade e resistência)
- Fe (Ferro): Equilíbrio
Tabela de parâmetros básicos do pó de aço para matrizes MS1
A seguir estão os parâmetros típicos de propriedades físicas e mecânicas do pó MS1 projetado para manufatura aditiva (SLM):
| Categoria | Indicador-chave | Faixa típica de parâmetros |
|---|---|---|
| Propriedades Físicas | Densidade | Aproximadamente 8,0 g/cm³ |
| Morfologia do Pó | Esfericidade ≥ 95% | |
| Tamanho da partícula (D50) | 15 – 45 μm ou 15 – 53 μm | |
| Ponto de fusão | Aproximadamente 1410°C | |
| Propriedades Mecânicas | Doença | Conforme construído |
| Resistência à tracção | Aproximadamente 1000 – 1100 MPa | |
| Resistência ao Escoamento | Aproximadamente 900 – 1050 MPa | |
| Alongamento | Aproximadamente 8% a 10% | |
| Dureza (HRC) | Aproximadamente 30 – 32 HRC | |
| Aplicações típicas | Casos de uso | Moldes de injeção com resfriamento conformal, moldes de fundição sob pressão, suportes aeroespaciais, peças estruturais de alta resistência. |
SLM Considerações sobre impressão e parâmetros-chave
Ao usar o pó MS1 para SLM Na impressão, preste atenção ao seguinte para obter peças com densidade próxima a 100% e sem defeitos:
- Excelente qualidade de impressão: O MS1 é reconhecido como um dos materiais metálicos mais adequados para a manufatura aditiva a laser. Possui uma ampla janela de processo, o que facilita a obtenção de peças com densidade superior a 99,9% e mínima fissuração térmica.
- O tratamento térmico de envelhecimento é fundamental: As peças MS1 impressas encontram-se em um estado martensítico “macio” (aproximadamente 30 HRC), permitindo usinagem CNC direta, furação e outras operações de acabamento. Após a usinagem, é necessário um tratamento térmico de envelhecimento a cerca de 480 °C para precipitar compostos intermetálicos, aumentando a dureza para mais de 50 HRC para o desempenho final.
- Encolhimento devido ao tratamento térmico: Ao projetar moldes de alta precisão, a contração uniforme causada pelo tratamento térmico de envelhecimento deve ser levada em consideração. O MS1 normalmente apresenta uma contração linear de cerca de 0,08% durante o endurecimento por envelhecimento, que precisa ser pré-compensada no modelo 3D antes do fatiamento.
- Design de canal de resfriamento conforme: O principal destaque do MS1 é a fabricação de insertos para moldes com “canais de resfriamento conformes”. A impressão 3D permite a criação de canais internos complexos que a usinagem tradicional não consegue alcançar, reduzindo significativamente os ciclos de resfriamento na injeção ou fundição sob pressão (em até 40% a 60%) e prolongando consideravelmente a vida útil do molde.
- Parâmetros de impressão recomendados:
- Espessura da camada: Normalmente 30 μm, 40 μm ou 50 μm.
- Espessura mínima da parede: Para garantir alta taxa de sucesso e resistência, recomenda-se uma espessura mínima de parede de 0,3 mm a 0,4 mm ou mais.
Resumo:
Se você precisa fabricar estruturas altamente complexas com requisitos extremos de resistência e tenacidade, ou moldes e peças de alto desempenho com canais internos de resfriamento conformes, o pó de aço para matrizes MS1 é atualmente a opção mais consolidada e amplamente utilizada no campo da impressão 3D em metal.
Tem outros materiais semelhantes? Pó MS1?
O aço MS1 (Maraging Steel) possui, de fato, diversas alternativas robustas no campo da impressão 3D em metal. No entanto, na indústria, esses materiais geralmente não são denominados “MS2” ou “MS3”. Em vez disso, a escolha se baseia em propriedades específicas (como maior resistência à corrosão ou maior resistência a temperaturas mais elevadas).
Apresentamos aqui as três alternativas mais comuns ao MS1, juntamente com uma tabela comparativa detalhada:
Três principais alternativas ao MS1
- Aço para matrizes CX (Aço inoxidável Maraging resistente à corrosão)
O CX pode ser considerado o “irmão inoxidável” do MS1. Ele também pode ser tratado termicamente para atingir alta dureza, mas a maior diferença reside no seu alto teor de cromo (Cr), que lhe confere excelente resistência à corrosão. Se o seu molde for utilizado para processar plásticos corrosivos (como o PVC) ou para aplicações médicas e alimentícias, o CX é uma escolha melhor do que o MS1. - 42CrMo4 (Aço de alta resistência e baixa liga)
Este é um dos aços mais utilizados na fabricação mecânica tradicional. Oferece excelente resistência e tenacidade, mas sua resistência à corrosão e dureza final não são tão boas quanto as do aço MS1. Sua vantagem reside no menor custo, e os engenheiros estão bastante familiarizados com seus processos de tratamento térmico. É comumente utilizado em peças estruturais de alta carga, como engrenagens e eixos automotivos. - H13 (Aço para matrizes de trabalho a quente)
Embora não tenha sido detalhado anteriormente, o H13 é o concorrente mais direto do MS1 no campo de moldes para fundição sob pressão. O H13 possui excelente dureza a quente (capacidade de manter a dureza em altas temperaturas) e resistência à fadiga térmica, tornando-o altamente adequado para ambientes com severos ciclos de calor e frio, como a fundição sob pressão de ligas de alumínio. Em comparação, o MS1 apresenta maior resistência à tração em temperatura ambiente, mas seu desempenho em altas temperaturas é ligeiramente inferior ao do H13.
Comparação de desempenho: MS1 vs. Alternativas
| Dimensão da característica | MS1 (Aço Maraging) | CX (Aço para matrizes resistente à corrosão) | 42CrMo4 (Aço de baixa liga) | H13 (Aço para matrizes de trabalho a quente) |
|---|---|---|---|---|
| Vantagem principal | Ultra-alta resistência e tenacidade | Alta dureza + resistência à corrosão | Excelente relação custo-benefício + alta resistência | Resistência a altas temperaturas + Resistência à fadiga térmica |
| Dureza (Após Tratamento Térmico) | Extremamente alto (48 – 54 HRC) | Alto (46 – 48 HRC) | Médio-Alto (Aproximadamente 50 HRC) | Alto (48 – 52 HRC) |
| Resistência à tracção | Extremamente alto (aproximadamente 2000 MPa) | Alta (Aproximadamente 1600 MPa) | Relativamente alto (aproximadamente 1320 MPa) | Alta (Aproximadamente 1800 MPa) |
| Resistência à corrosão | Média (Requer tratamento de superfície) | Excelente | Ruim (Propenso à ferrugem) | Média |
| Desempenho em altas temperaturas | Média | Bom | Média | Excelente |
| Aplicações típicas | Moldes de injeção com resfriamento conforme, peças estruturais aeroespaciais | Moldes para uso médico/alimentar, moldes para plásticos corrosivos | Engrenagens automotivas, eixos, peças estruturais industriais em geral | Moldes de fundição sob pressão de liga de alumínio, moldes de extrusão a quente |
Dicas para seleção de materiais
- Em busca do máximo desempenho e estruturas complexas: Escolher MS1. Atualmente, é o aço para matrizes de alta qualidade mais equilibrado em termos de resistência geral, tenacidade e taxa de sucesso de impressão, especialmente para insertos com canais de resfriamento conformes.
- Ambientes corrosivos: Escolher CX. Por exemplo, no processamento de plásticos retardantes de chamas ou moldes para cateteres médicos, o CX impede que o molde enferruje e contamine o produto.
- Orçamento limitado e sem canais complexos: Escolher 42CrMo4. Se você estiver usando a impressão 3D apenas para fabricar alguns suportes ou conectores de alta resistência e não precisar da dureza extrema do aço para matrizes, ela oferece a melhor relação custo-benefício.
- Ambientes de fundição sob pressão em altas temperaturas: Escolher H13. Se o molde precisar entrar em contato repetidamente com metal fundido a centenas de graus, a resistência à fissuração térmica do H13 será mais confiável do que a do MS1.
Serviços de personalização por Forgecise
Forgecise Oferecemos soluções completas de personalização de pó de aço para matrizes, abrangendo toda a gama de produtos, desde os graus padrão de aço maraging até formulações de alto desempenho específicas para cada cliente. Disponibilizamos aços para matrizes convencionais, como… MS1 (18Ni300/1.2709), CX, H13, e 42CrMo4Podemos ajustar com precisão a composição, a distribuição do tamanho das partículas e a esfericidade de acordo com os requisitos específicos da sua aplicação. Seja para amostras em pequenos lotes para P&D (a partir de 1 kg) ou para encomendas em grande quantidade para produção em massa, garantimos alta pureza, baixo teor de oxigênio e excelente fluidez dos nossos pós, atendendo aos rigorosos requisitos de diversos processos de fabricação aditiva, incluindo SLM, DED, e BJT.
