Werkzeugstahl 1.2738 & 1.2312: Formenbau & Konturkühlung
3D-Druck von vorvergütetem Formenbaustahl 1.2738 (40CrMnNiMo8-6-4) und 1.2312: Rissfreie Hybridfertigung, Polierbarkeit auf Spiegelglanz, konturnahe Kühlung im Großformenbau.
Werkzeugstahl 1.2738 (40CrMnNiMo8-6-4 / AISI P20+Ni) ist das Arbeitspferd im großformatigen Kunststoffspritzguss- und Stoßfänger-Formenbau. Durch den Nickelzusatz (ca. 1 %) garantiert der Werkstoff homogene Festigkeit und gleichmäßige Härte (ca. 280 bis 325 HB, 30 bis 35 HRC) über große Querschnitte. In der additiven Fertigung (LPBF und DED) ermöglicht 1.2738 die wirtschaftliche Hybridfertigung: Auf einen standardmäßig gefrästen Werkzeuggrundkörper werden konturnahe Kühlsegmente direkt additiv aufgedruckt, wodurch die Zykluszeit beim Kunststoffspritzgießen um bis zu 40 % sinkt.
- Vorvergüteter Formenstahl: Keine aufwendige Härtung nach dem Druck erforderlich (Arbeitshärte 30 - 35 HRC).
- Exzellente Polierbarkeit und Eignung für fotochemisches Narben und Lasergravieren (Texturieren).
- Optimal für Hybridfertigung: Laser-DED Auftrag von Kühlkonturen direkt auf konventionelle Fräsblöcke.
- Erfordert kontrollierte Vorheizung (250 - 350 °C) zur Rissvermeidung im kohlenstoffhaltigen Gefüge.
Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich
ISO/ASTM 52900| Kriterium | 1.2738 (P20+Ni) | 1.2343 (H11 Warmarbeit) | 1.2709 (Maraging 300) |
|---|---|---|---|
| Kohlenstoffgehalt | ca. 0.40 % C | ca. 0.38 % C | < 0.03 % C (kohlenstofffrei) |
| Vorheizbedarf | 250 - 350 °C | 400 - 500 °C | Keine / 150 °C |
| Erreichbare Härte | 30 - 36 HRC | 50 - 54 HRC (nach Härten) | 52 - 56 HRC (nach Auslagern) |
| Polierbarkeit | Sehr gut (Spiegelpolitur) | Sehr gut | Exzellent |
| Typische Bauteile | Spritzguss Großformen, Stoßfänger | Druckguss, Schmiedegesenke | Kleine Hochpräzisionskerne |
Kohlenstoffgehalt und Rissprävention beim Schweißen
Mit 0.40 % Kohlenstoff besitzt 1.2738 ein hohes Kohlenstoffäquivalent (CEV > 1.1). Beim unkontrollierten Erstarren bildet sich glasharter, rissanfälliger Martensit. Um Kaltrisse zu verhindern, muss die Bauplatte oder der Grundkörper im DED auf mindestens 250 bis 300 °C vorgewärmt werden. Die Bauteile werden nach dem Schweißen spannungsarm geglüht (550 °C) und langsam im Ofen abgekühlt.
Spiegelpolitur und Narbung für Automobil-Sichtteile
Formeinsätze für Automobil-Sichtflächen (z. B. Scheinwerfergläser, Hochglanzblenden) verlangen Oberflächenrauheiten von Ra < 0.05 µm (Spiegelglanz) oder definierte Lasernarbungen. Additiv hergestellter 1.2738 muss frei von Mikroporen und Oxideinschlüssen sein, da Poren beim Polieren zu sichtbaren Nadelstichen (Pinholes) führen.
Wirtschaftlichkeit: Hybridfertigung statt Volldruck
Einen 500-kg-Formeinsatz komplett im Pulverbett zu drucken, wäre unwirtschaftlich. Beim Hybrid-Ansatz wird der 450 kg schwere massive Sockel konventionell aus 1.2738 geschmiedet und vorgefräst. Mittels Laser-Draht-DED werden anschließend nur die obersten 50 mm mit integrierten bionischen Kühlkanälen aufgebaut. Das senkt Fertigungszeit und Kosten um über 70 %.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Worin unterscheidet sich 1.2312 von 1.2738?
Welche Kühlkanalgeometrien sind möglich?
Kann 1.2738 nachträglich nitriert werden?
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