[发明专利]铸造用构件及其制造方法、压铸用套筒、以及压铸装置

说明书

技术领域

本发明涉及铸造用构件及其制造方法、压铸(die casting)用套筒、以及压铸(die casting)装置。

背景技术

以往用于铝、镁、它们的合金等的压铸的、与熔融金属接触来使用的铸造用构件(例如，模具、套筒(sleeve))以热疲劳优异的热作工具钢(hot work tool steel)作为母材来制作。

对于所述铸造用构件，使用中向熔融金属的熔损(erosion)显著地进行时，该铸造用构件的修补频率变高，并且该铸造用构件的寿命也变短。

在此，以改善铸造用构件的耐熔损性(erosion resistance)为目的，提出了在铸造用构件的与熔融金属接触的部分上形成氮化层的方法、在该氮化层之上进一步形成氧化物层的方法(例如，参照日本特开2005-28398号公报、日本特开2003-13199号公报、日本特开昭64-31957号公报)。

发明内容

发明要解决的问题

然而，结构为在母材上依次设置有氮化层、以及与熔融金属接触的氧化物层的铸造用构件中，存在反复使用时氧化物层剥离、由此导致在反复使用时耐熔损性降低的情况。

因此，本发明的课题在于提供在反复使用时也能够维持优异的耐熔损性的铸造用构件及其制造方法、以及具备上述铸造用构件的压铸用套筒和压铸装置。

用于解决问题的方案

本发明人得到如下见解：将铸造用构件的基本结构制成在由热作工具钢形成的母材上依次具备有氮化层和氧化物层的结构、以及特定该氮化层的构成，从而可以解决上述课题，基于所述见解完成本发明。

即，用于解决前述课题的具体的方案如以下所述。

<1>一种铸造用构件，其为与熔融金属接触来使用的铸造用构件，具备：由热作工具钢形成的母材；氮化层，其包括氮扩散层和氮化合物层、厚度为200μm以上且400μm以下，所述氮扩散层氮毗邻所述母材、氮扩散到所述母材的成分中、维氏硬度比所述母材的维氏硬度高50HV以上，以及，所述氮化合物层毗邻该氮扩散层、由包含铁的氮化合物形成、厚度为5μm以上且40μm以下；以及氧化物层，其毗邻所述氮化合物层、含有包含铁的氧化物、与所述熔融金属接触。

<2>根据<1>所述的铸造用构件，其中，所述氧化物层包括毗邻所述氮化合物层且含有所述氮化合物和所述氧化物的混合层。

<3>根据<1>或<2>所述的铸造用构件，其中，所述氧化物的至少一种是结构为磁铁体所含的一部分铁被铬置换了的复合氧化物。

<4>根据<1>～<3>中任一项所述的铸造用构件，其中，所述氮化层为通过对所述母材进行氮化处理而形成的层，所述氧化物层为通过对形成有所述氮化层的所述母材进行氧化处理而形成的层。

<5>一种铸造用构件的制造方法，其为制造<1>～<4>中任一项所述的铸造用构件的方法，包括：母材准备工序，准备由热作工具钢形成的母材；氮化层形成工序，将所述母材的表面在450℃以上且600℃以下的加热下暴露于包含氨气和氮气的气氛气体中从而进行氮化处理，以形成所述氮化层；以及氧化物层形成工序，将所述母材的形成有所述氮化层的面在450℃以上且600℃以下的加热下暴露于氧化性气氛中从而进行氧化处理，以形成所述氧化物层。

<6>根据<5>所述的铸造用构件的制造方法，其中，所述气氛气体还包含二氧化碳气体。

<7>根据<5>或<6>所述的铸造用构件的制造方法，其中，所述氧化物层形成工序将所述母材的形成有所述氮化层的面在480℃以上且600℃以下的加热下暴露于作为所述氧化性气氛的水蒸气气氛中。

<8>根据<5>～<7>中任一项所述的铸造用构件的制造方法，其中，所述氮化层形成工序将所述母材的表面暴露于所述气氛气体中20小时以上且40小时以下。

<9>根据<5>～<8>中任一项所述的铸造用构件的制造方法，其中，所述氧化物层形成工序将所述母材的形成有所述氮化层的面暴露于氧化性气氛中1小时以上。

<10>一种压铸用套筒，其具备<1>～<4>中任一项所述的铸造用构件。