[发明专利]压铸模具及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压铸模具及其制造方法，更具体地说，本发明 涉及一种同时具有耐热裂性、耐熔损性和耐烧结性的压铸模具及其制 造方法。

背景技术

一般来说，压铸模具是采用热作工具钢(例如，SKD61)制造的。 压铸模具主要受到三种形式的损伤：热裂、熔损及烧结。所谓热裂， 是指模具由于反复受到与金属熔液接触时的加热以及进行脱模剂喷 雾时的冷却这两种作用而产生热应力，因而表面发生龟裂的现象。模 具表面发生龟裂，会造成铸件表面粗糙。另外，所谓熔损，是指构成 模具的元素(主要为Fe)与金属熔液反应，从而熔解到金属熔液中的现 象。熔损会引起由模具损耗而导致的铸件形状的变化。此外，所谓烧 结，是指金属熔液凝固并附着于模具表面的现象。当将铸品从模具表 面以固着状态取下时，会引起铸件变形和损伤。因此，为了延长压铸 模具的寿命，抑制热裂、熔损及烧结就变得很重要。

为了解决该问题，迄今已有各种技术方案。

例如，专利文献1公开了在由SKD61铸造制成的销钉(抜きピ ン)的表面上形成碳氮共渗层，并进一步在其上形成TiN层的铸造 用模具的表面处理方法。

该专利文献中还记载了：在与母材具有优异粘附性的碳氮共渗 层上，由于形成了与金属熔液具有较差的浸润性的TiN层，所以即 使受到高温金属熔液的高速直接撞击，TiN层及碳氮共渗层也不会容 易地剥离。

此外，专利文献2公开了通过对SKD61型材料进行氮化处理从 而形成以CrN为主体的氮化层，进一步用不含水蒸汽的氧气进行氧 化处理，从而得到了在氮化层上形成有氧化层的耐铝腐蚀性材料。

该专利文献中记载了：设计以CrN为主体的氮化层，其能够缓 和熔融铝对氧化层的冲击，并且，由于在氮化层上形成有氧化层，所 以能够显著改善耐铝腐蚀性。

专利文献1：日本特开昭61-33734号公报

专利文献2：日本特开2005-28398号公报

发明内容

发明要解决的问题

在对Al、Zn、Mg等进行压铸时，如果在模具表面上形成与这 些金属的熔融液体具有较低反应性的涂层、或者形成与这些金属的熔 融液体具有较低浸润性的涂层，就能够抑制熔损或烧结。

但是，这些涂层中所使用的碳化物、氮化物等，通常具有比模 具材料小的热膨胀系数、并且具有非常坚硬且脆性很高的性质。因此， 在使用时如果受到冷热循环的作用，在涂层与模具间的界面就会产生 应力，从而导致产生覆膜剥离或者热裂的问题。若涂层发生剥离或龟 裂，金属熔液就会渗入该部分，有时会引起熔损或烧结等现象。

即，形成涂层虽然能够有效地提高耐熔损性及耐烧结性，但是 耐热裂性有变差的趋势，如何使这些特性共存就成为本发明的课题。

本发明要解决的课题是提供一种兼具耐熔损性、耐烧结性及耐 热裂性的压铸模具及其制造方法。

解决问题采用的手段

为解决上述课题，本发明的压铸模具的特征在于包括：

模具基材；

第1层，该第1层形成在上述模具基材的表面的至少一部分上， 其由单层或多层的含有选自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中 的任意一种以上的元素的金属或者合金构成，并且其显微维氏硬度为 1000Hv以下、厚度为1～30μm；

第2层，该第2层形成在上述的第1层上，其由单层或多层的 含有选自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一种以上的 元素的碳化物、氮化物或碳氮化物构成；以及，

第3层，该第3层形成在上述的第2层上，其由单层或多层的 含有选自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一种以上的 元素的氧化物构成。

在本发明的压铸模具中，优选对上述模具基材的表面进行氮化 处理，其中所述表面上至少形成有上述第1层。

此外，优选的是，上述第3层是通过对上述第2层的表面进行 氧化处理而得到的。

另外，本发明的压铸模具还可以进一步含有第4层，该第4层 形成在上述第2层与上述第3层之间，其由单层或多层的含有选自 IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一种以上的元素的金 属或者合金构成。在这种情况下，优选的是，上述的第3层是通过对 上述第4层的表面进行氧化处理而得到的。