專利名稱：：壓鑄模具及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及一種壓鑄模具及其制造方法，更具體地說，本發明涉及一種同時具有耐熱裂性、耐熔損性和耐燒結性的壓鑄模具及其制造方法。
背景技術：
：一般來說，壓鑄模具是采用熱作工具鋼(例如，SKD61)制造的。壓鑄模具主要受到三種形式的損傷熱裂、熔損及燒結。所謂熱裂，是指模具由于反復受到與金屬熔液接觸時的加熱以及進行脫模劑噴霧時的冷卻這兩種作用而產生熱應力，因而表面發生龜裂的現象。模具表面發生龜裂，會造成鑄件表面粗糙。另外，所謂熔損，是指構成模具的元素(主要為Fe)與金屬熔液反應，從而熔解到金屬熔液中的現象。熔損會引起由模具損耗而導致的鑄件形狀的變化。此外，所謂燒結，是指金屬熔液凝固并附著于模具表面的現象。當將鑄品從模具表面以固著狀態取下時，會引起鑄件變形和損傷。因此，為了延長壓鑄模具的壽命，抑制熱裂、熔損及燒結就變得很重要。為了解決該問題，迄今已有各種技術方案。例如，專利文獻1公開了在由SKD61鑄造制成的銷釘(抜奢匕°乂)的表面上形成碳氮共滲層，并進一步在其上形成TiN層的鑄造用模具的表面處理方法。該專利文獻中還記載了在與母材具有優異粘附性的碳氮共滲層上，由于形成了與金屬熔液具有較差的浸潤性的TiN層，所以即使受到高溫金屬熔液的高速直接撞擊，TiN層及碳氮共滲層也不會容易地剝離。此外，專利文獻2公開了通過對SKD61型材料進行氮化處理從而形成以CrN為主體的氮化層，進一步用不含水蒸汽的氧氣進行氧化處理，從而得到了在氮化層上形成有氧化層的耐鋁腐蝕性材料。該專利文獻中記載了設計以CrN為主體的氮化層，其能夠緩和熔融鋁對氧化層的沖擊，并且，由于在氮化層上形成有氧化層，所以能夠顯著改善耐鋁腐蝕性。專利文獻l:日本特開昭61-33734號公報專利文獻2:日本特開2005-28398號公報
發明內容發明要解決的問題在對Al、Zn、Mg等進行壓鑄時，如果在模具表面上形成與這些金屬的熔融液體具有較低反應性的涂層、或者形成與這些金屬的熔融液體具有較低浸潤性的涂層，就能夠抑制熔損或燒結。但是，這些涂層中所使用的碳化物、氮化物等，通常具有比模具材料小的熱膨脹系數、并且具有非常堅硬且脆性很高的性質。因此，在使用時如果受到冷熱循環的作用，在涂層與模具間的界面就會產生應力，從而導致產生覆膜剝離或者熱裂的問題。若涂層發生剝離或龜裂，金屬熔液就會滲入該部分，有時會引起熔損或燒結等現象。艮P，形成涂層雖然能夠有效地提高耐熔損性及耐燒結性，但是耐熱裂性有變差的趨勢，如何使這些特性共存就成為本發明的課題。本發明要解決的課題是提供一種兼具耐熔損性、耐燒結性及耐熱裂性的壓鑄模具及其制造方法。解決問題采用的手段為解決上述課題，本發明的壓鑄模具的特征在于包括模具基材；第1層，該第1層形成在上述模具基材的表面的至少一部分上，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上的元素的金屬或者合金構成，并且其顯微維氏硬度為1000Hv以下、厚度為130jim;第2層，該第2層形成在上述的第1層上，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上的元素的碳化物、氮化物或碳氮化物構成；以及，第3層，該第3層形成在上述的第2層上，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上的元素的氧化物構成。在本發明的壓鑄模具中，優選對上述模具基材的表面進行氮化處理，其中所述表面上至少形成有上述第1層。此外，優選的是，上述第3層是通過對上述第2層的表面進行氧化處理而得到的。另外，本發明的壓鑄模具還可以進一步含有第4層，該第4層形成在上述第2層與上述第3層之間，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及Via族元素中的任意一種以上的元素的金屬或者合金構成。在這種情況下，優選的是，上述的第3層是通過對上述第4層的表面進行氧化處理而得到的。本發明的壓鑄模具的制造方法的特征在于包括下列工序在上述模具基材的表面的至少一部分上形成第l層的第l層形成工序，其中所述第1層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上的元素的金屬或者合金構成，并且其顯微維氏硬度為1000Hv以下、厚度為130pm;在上述的第1層上形成第2層的第2層形成工序，其中所述第2層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上的元素的碳化物、氮化物或者碳氮化物構成；以及，在上述的第2層上形成第3層的第3層形成工序，其中所述第3層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上的元素的氧化物構成。這里，優選的是，上述第3層形成工序是對上述第2層進行氧化處理的工序。此外，本發明的壓鑄模具的制造方法還可以包括在上述第2層與上述第3層之間形成第4層的第4層形成工序，其中所述第4層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成。在這種情況下，優選的是，上述第3層形成工序是對上述第4層的表面進行氧化處理的工序。另外，本發明的壓鑄模具的制造方法進一步還可以包括在形成上述第1層之前，對上述模具基材的表面進行氮化處理的氮化處理工序，其中所述表面上至少形成有上述第1層。發明的效果含有IVaVIa族元素的金屬或合金，具有與碳化物、氮化物等相近的熱膨脹系數，并具有比碳化物、氮化物等更高的韌性。因此，在模具基材與由碳化物、氮化物等形成的第2層之間，設置由含有IVaVIa族元素的金屬或合金構成的第1層，可以抑制第2層及第3層的剝離或熱裂。此外，由碳化物、氮化物等構成的第2層有效地提高了耐熔損性；由氧化物構成的第3層與Al等金屬熔液的浸潤性較低，所以有效地提高了耐燒結性。因此，通過依次形成第1層第3層，可以同時獲得耐熔損性和耐燒結性以及耐熱裂性。另外，如果在第2層和第3層之間形成由含有IVaVIa族元素的金屬或者合金構成的第4層，則即使在更苛刻的條件下使用，也能夠同時獲得耐熔損性和耐燒結性以及耐熱裂性。附圖簡要說明是根據本發明第1實施方案的壓鑄模具的剖面示意圖。[圖2]是根據本發明第2實施方案的壓鑄模具的剖面示意圖。[圖3]是鋁熔損試驗機的概略結構圖。圖4(a)是熱裂試驗機的概略結構圖，圖4(b)是熱裂試片的概略結構圖。是顯示熱裂試驗的1個循環的圖。符號的說明la、lb壓鑄模具2a、2b模具基材3a、3b第1層4a、4b第2層5a、5b第3層6b第4層具體實施例方式以下對本發明的一個實施方案進行詳細說明。[1.壓鑄模具(i)]首先，對根據本發明的第1實施方案的壓鑄模具進行說明。圖1顯示的是根據本發明的第1實施方案的壓鑄模型的剖面示意圖。圖1中，本實施方案的壓鑄模具la具有模具基材2a、第1層3a、第2層4a和第3層5a。對于本發明中的模具基材2a的組成沒有特別的限定，可以使用Al、Zn、Mg等通常用于壓鑄的各種材料。模具基材2a中所使用的材料，具體來說，有SKD4、SKD5、SKD6、SKD7、SKD8、SKD61、SKD62等熱作工具鋼等材料。通常來說，模具基材2a在進行淬火回火、并進行硬度調節處理后才使用。可以只對模具基材2a進行淬火回火，或者也可以在淬火回火后對其表面進行氮化處理。如果預先對模具基材2a的表面進行氮化處理，則表面的熱膨脹系數降低，因此能夠抑制第1層3a第3層5a發生剝離或龜裂。另外，在壓鑄A1、Zn、Mg等時，由于模具基材2a難溶于這些金屬的熔液中，所以即使模具表面上(例如)有小孔也難以引起熔損。可以對至少形成有第1層3a第3層5a的表面進行氮化處理。在模具基材2a的表面的至少一部分上形成第1層3a。可以在模具基材2a的整個表面上形成第1層3a，也可以至少在易于發生熔損或燒結的部分上形成第1層3a。作為易于發生熔損或燒結的部分，包括模具內腔的表面、與內腔連通的熔液通道的表面、與內腔相鄰的表面等。第一層3a由單層或多層的含有選自IVa族元素(22Ti、4oZr、72Hf)、Va族元素(23V、41Nb、73Ta)及Via族元素(240"、42Mo、74\\0中的任意一種以上元素的金屬或者合金形成。第1層3a可以僅含有IVaVIa族元素，或者，除這些元素之外還可以含有1種或2種以上的其他元素。所謂的其他元素，具體來說有Si、Al等。作為構成第l層3a的合金，具體來說有TiAl、TiAlSi、CrAl等。第1層3a可以為單層，或者也可以為多層。所謂"多層"，是指由組成不同的2種以上的層形成的層合體。如果第1層3a為多層，根據其處于模具側與表面側的位置而可以調節硬度，所以能夠獲得較高的應力緩和效果。如果第l層3a的硬度過高，則對模具施加冷熱循環處理時，由塑性變形而產生的應力緩和效果就變得不充分。為提高耐熱裂性，第1層3a的顯微維氏硬度優選在1000Hv以下。一般而言，第l層3a的硬度越低，可以得到越高的應力緩和作用。但是，在第l層3a上形成的第2層4a及第3層5a由于缺乏韌性，所以如果第l層3a的硬度過低的話，少許外力就會使第l層3a產生很大的變形，從而可能助長第2層4a及第3層5a發生剝離或龜裂。所以，第1層3a的顯微維氏硬度優選在400Hv以上。第1層3a的顯微維氏硬度更優選在600Hv以上。此外，當第1層3a為多層時，第1層3a整體的硬度可以在上述范圍內。如果第1層3a的厚度過薄，則第1層3a產生的應力緩和效果會變得不充分。為了提高耐熱裂性，第1層3a的厚度優選在lpm以上。另一方面，如果第1層3a的厚度過厚，在受到外力作用時第l層3a所產生的變形量增大，可能會助長第2層4a及第3層5a發生剝離或龜裂。所以，第l層3a的厚度優選在30^im以下。此外，當第l層3a為多層時，第1層3a整體的厚度可以在上述范圍內。第2層4a形成于第l層3a上。第2層4a由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的碳化物、氮化物或者碳氮化物構成。第2層4a可以只含有IVaVIa族元素，或者，除了這些元素之外還可以含有1種或2種以上的其他元素。所謂的其他元素，具體來說有Si、Al等。作為構成第2層4a的材料，具體來說，包括下列物質(1)VC、Mo2C、WC、TiC、TaC等碳化物；C2)TiN、ZrN、HfN、NbN、TaN、CrN、TiAlN、TiAlSiN等氮化物；(3)TiCN等碳氮化物；等等。第2層4a可以為單層，或者也可以為多層。如果第2層4a為多層，則根據其處于模具側和表面側的位置而可以調節硬度，所以能夠獲得較高的應力緩和效果。對于第2層4a的厚度，優選根據目的來選擇最佳厚度。第2層4a主要對提高耐熔損性有效，但如果第2層4a過薄，則不能獲得充分的耐熔損性。因此，第2層4a的厚度優選在lpm以上。第2層4a的厚度更優選在2Hm以上。另一方面，如果第2層4a的厚度過厚，則第2層4a會變得易于剝離。所以，第2層4a的厚度優選在lO)im以下。第2層4a的厚度更優選在8pm以下，進一步優選在6pm以下，更進一步優選在4pm以下。此外，當第2層4a為多層時，第2層4a整體的厚度可以在上述范圍內。第3層5a形成于第2層4a上。第3層5a由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的氧化物構成。第3層5a可以僅含有IVaVIa族元素，或者，除了這些元素之外還可以含有1種或2種以上的其他元素。所謂的其他元素，具體來說有Si、Al等。作為構成第3層5a的氧化物，具體來說包括Ti02、Cr203、Zr02、Hf02、V205、Nb205、Ta205、Mo03、W03、Si02、八1203等。第3層5a可以為單層，或者也可以為多層。第3層5a主要對提高耐燒結性有效，但如果第3層5a過薄，則不能獲得充分的耐燒結性。另一方面，如果第3層5a的厚度過厚，則第3層5a易于剝離。所以，優選根據目的來選擇第3層5a的最佳厚度。下面對于根據本發明的第2實施方案的壓鑄模具進行說明。圖2示出了根據本發明的第2實施方案的壓鑄模具的剖面示意圖。在圖2中，根據本實施方案的壓鑄模具lb具有模具基材2b、第l層3b、第2層4b、第4層6b和第3層5b。其中，模具基材2b、第1層3b及第2層4b由于與第1實施方案相同，省略其說明。第4層6b形成于第2層4b和第3層5b之間。第4層6b由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或合金構成。第4層6b可以僅含有IVaVIa族元素，或者，除了這些元素之外還可以含有1種或2種以上的其他元素。所謂的其他元素，具體有Si、Al等。構成第4層6b的合金具體來說有TiAl、TiAlSi、CrAl等。第4層6b可以為單層，或者也可以為多層。如果第4層6b的厚度過薄，則在對第4層6b進行氧化時氧化物層的形成會不充分。為了得到防止燒結的效果，第4層6b的厚度優選在lpm以上。另一方面，如果第4層6b的厚度過厚，則當受到外力作用時第4層6b產生的變形量大，會助長第4層6b上的氧化物覆膜發生剝離或龜裂，從而發生燒結。所以，第4層6b的厚度優選在3(Uim以下。此外，當第4層6b為多層時，第4層6b整體的厚度可以在上述范圍內。第3層5b形成于第4層6b上。作為第3層5b的形成方法，具體來說包括下列方法-(1)第l種方法，即，在第4層6b上，采用離子鍍法、濺射法等形成第3層5b;(2)第2種方法，即，在形成第4層6b后，僅對第4層6b的表面進行氧化處理；等等。特別是，因為第2種方法能夠得到致密的、并且與第4層6b具有優異的粘附性的第3層5b，所以特別適合作為第3層5b的形成方法。關于第3層5b的其他方面，由于與第1實施方案相同，省略其說明。下面對根據本發明的第1實施方案的壓鑄模具的制造方法進行說明。根據本發明第1實施方案的壓鑄模具的制造方法，包括氮化處理工序、第l層形成工序、第2層形成工序及第3層形成工序。氮化處理工序是對模具基材的其上至少形成有第1層的表面進行氮化處理的工序。通常來說，對模具基材進行淬火回火以調節其硬度后才使用。對于氮化處理方法沒有特別的限定，根據不同目的可以使用各種方法。作為氮化處理的方法，具體來說有氣體氮化法、液體氮化法、離子氮化法等。另外，也可以省略氮化處理。但是，如果在形成第1層之前對模具基材的表面進行氮化處理，則模具基材表面的硬度增加，同時，表面的熱膨脹系數降低，所以具有能夠進一步提高耐熱裂性、從而進一步延長模具壽命的優點。第1層形成工序是根據需要在實施了氮化處理后，在模具基材的表面的至少一部分上形成第1層的工序，其中所述第1層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成，并且所述第1層的顯微維氏硬度為1000Hv以下、厚度為130pm。第1層可以僅含有IVa族元素VIa族元素，或者除了這些元素之外還可以含有1種或2種以上其他元素。所謂的其他元素，具體來說有Si、Al等。對于第1層的形成方法沒有特別的限定，根據不同的目的可以使用各種方法。作為第1層的形成方法，具體來說，包括電解金屬鍍法、蒸鍍法、離子鍍法等。當第1層由多層構成時，各層可以采用相同的方法來形成，或者也可以采用不同的方法來形成。第1層的厚度可以通過處理時間等來進行控制。另外，第1層的組成可以根據電解液的組成、目標物的組成等來進行控制。此外，第l層的硬度可以通過第l層的組成或形成方法的最優化等來進行控制。第2層形成工序是在第1層上形成第2層的工序，其中所述第2層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的碳化物、氮化物或者碳氮化物構成。第2層可以僅含有IVa族元素VIa族元素，或者除了這些元素之外還可以含有1種或2種以上其他元素。所謂的其他元素，具體來說有Si、Al等。對于第2層的形成方法沒有特別的限定，根據不同的目的可以使用各種方法。作為第2層的形成方法，具體來說，包括下列方法(1)在第1層上，采用離子鍍法、濺射法等直接形成第2層的方法；(2)在形成第1層之后，釆用公知的方法對第1層的表面進行碳化、氮化或者碳氮化的方法；等等。當第2層由多層構成時，各層可以使用相同的方法來形成，或者也可以使用不同的方法來形成。第2層的厚度可以通過處理時間等來進行控制。第3層形成工序是在第2層上形成第3層的工序，其中所述第3層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的氧化物構成。第3層可以僅含有IVa族元素VIa族元素，或者除了這些元素之外還可以含有1種或2種以上其他元素。所謂的其他元素，具體有Si、Al等。對于第3層的形成方法沒有特別的限定，根據不同的目的可以使用各種方法。作為第3層的形成方法，具體來說包括下列方法(1)第1種方法，即，在第2層上采用離子鍍法、濺射法等形成第3層；(2)第2種方法，S卩，在形成第2層之后，僅對第2層的表面進行氧化處理；等等。特別是，由于第2種方法能夠得到致密的、并且與第2層具有優異的粘附性的第3層，所以特別適合作為第3層的形成方法。當第3層由多層構成時，各層可以使用相同的方法來形成，或者也可以使用不同的方法來形成。第3層的厚度可以通過處理時間等來進行控制。作為對第2層進行的氧化處理方法，具體來說，包括下列方法(1)將試樣放置在50060(TC的氧化性氛圍的爐中的方法；(2)將試樣浸漬在500600。C的鹽浴中的方法；等等。無論使用哪種氧化處理方法，如果加熱溫度過低，氧化都不會充分，從而不能改善耐燒結性。所以，加熱溫度優選為50(TC以上。另一方面，如果加熱溫度過高，不僅模具的硬度會降低，氧化層也會劣化，從而使耐燒結性降低。所以，加熱溫度優選在60(TC以下。下面對根據本發明的第2實施方案的壓鑄模具的制造方法進行說明。本發明第2實施方案的壓鑄模具的制造方法包括氮化處理工序、第l層形成工序、第2層形成工序、第4層形成工序及第3層形成工序。其中，氮化處理工序、第1層形成工序及第2層形成工序與第l實施方案相同，省略其說明。第4層形成工序是在第2層與第3層之間形成第4層的工序，其中所述第4層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成。第4層可以僅含有IVa族元素VIa族元素，或者除了這些元素之外還可以含有l種或2種以上其他元素。所謂的其他元素，具體有Si、Al等。由于第4層形成工序的其他方面與第1層形成工序相同，省略其說明。第3層形成工序是在第4層上形成第3層的工序，其中所述第3層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的氧化物構成。第3層可以僅含有IVa族元素VIa族元素，或者除了這些元素之外還可以含有1種或2種以上其他元素。所謂的其他元素，具體有Si、Al等。作為第3層的形成方法，具體來說包括下列方法(1)第1種方法，即，在第4層上采用離子鍍法、濺射法等形成第3層；(2)第2種方法，S卩，在形成第4層之后，僅對第4層的表面進行氧化處理；等等。特別是，由于第2種方法能夠得到致密的、并且與第4層具有優異的粘附性的第3層，所以特別適合作為第3層的形成方法。由于第3層形成工序的其他方面與第1層形成工序相同，省略其說明。下面對根據本發明的壓鑄模具及其制作方法的作用進行說明。含有IVaVIa族元素的金屬或合金具有與碳化物、氮化物等相近的熱膨脹系數、并具有比碳化物、氮化物等更高的韌性。因此，在金屬基材與由碳化物、氮化物等形成的第2層之間，設置由含有IVaVIa族元素的金屬或合金構成的第l層，可以抑制第2層及第3層的剝離或熱裂。此外，由碳化物、氮化物等構成的第2層能有效地提高耐熔損性；由氧化物構成的第3層由于與Al等金屬熔液的浸潤性較低，從而有效地提高了耐燒結性。因此，通過依次形成第1層第3層，能夠同時獲得耐熔損性和耐燒結性以及耐熱裂性。另外，如果在第2層和第3層之間形成由含有IVaVIa族元素的金屬或者合金構成的第4層，則即使在更苛刻的條件下使用，也能夠同時獲得耐熔損性和耐燒結性以及耐熱裂性。另外，如果預先對模具基材實施氮化處理，則模具表面的硬度增加，同時，表面的熱膨脹系數降低。因此，能夠進一步提高耐熱裂性，從而進一步延長模具的壽命。實施例(實施例135、比較例124)準備由SKD61制成的圓柱形(011x70mm)及環形(015.5x03.5孔x5.5mm)的試片，通過進行淬火(加熱到1020°C后，油浴冷卻)及回火(62(TCxl小時)將其硬度調節為44HRC。然后，精加工成圓柱形(010x60mm)及環形(015x03.5孔x5mm)。對一部分試片進一步進行自由基氮化處理。自由基氮化處理的條件為在20體積Q/。的NH3氣體-80體積％的H2氣體中，50(TCx3小時。然后，通過對各試樣的表面進行離子鍍處理，形成單層或多層的第1層及第2層，并根據需要形成第4層。通過調節電場電壓及處理時間來控制各層的厚度。此外，在形成碳化物、氮化物或者碳氮化物的情況下，向反應容器中導入反應氣體(甲垸、氮氣等)。反應氣體的分壓為110Pa。然后，在形成了第2層或第4層之后，在空氣爐或鹽浴中對第2層或第4層進行氧化處理。在試片的表面上形成第1層后，測定第1層的維氏硬度。測定荷重為0.098N。另外，實施例18、19的維氏硬度為鍍覆多層鍍層后的硬度。[2.2.熔損率]使用如圖3所示的鋁熔損試驗機來測定熔損率。在圖3中，鋁熔損試驗機IO包括與臺面FL垂直設置的支柱11;通過滑塊12由支柱11支撐的、可以自由升降的臂桿13;從臂桿13的前端附近垂下的、并且通過電動機M的作用可以旋轉的旋轉軸14;以及固定于旋轉軸14下端的圓板15。在圓板15的下面，在偏離圓板15中心的位置處向下固定有試片，并且為了保護試片的根部不接觸鋁金屬熔液而設計有夾具16。在圓板15的下方，設置盛有鋁合金熔液L的保持爐17。加熱器h以螺旋狀纏繞在保持爐17的外表面，保持爐17被安裝在隔熱槽18內。將經過表面處理的010試片p以前端伸出30mm的狀態安裝在夾具16上。在這種狀態下，使滑塊12下降，將試片p前端30mm浸漬在加熱至75(TC的鑄造用鋁合金(JISADC12)的熔液中，并將圓板15以200rpm的速度旋轉5小時。測定試驗前后各試片p的重量，計算熔損率(試驗前后的重量差的比值)。將經過表面處理的010試片浸漬在加熱至75(TC的鑄造用鋁合金(JISADC12)的熔液中30秒。將試片從熔液中提出，冷卻至室溫后，將作為廢物而附著在表面上的鋁合金的凝固膜盡可能地除去。通過目測觀察是否有凝固膜殘留，從而評價其燒結性。使用圖4(a)所示的熱裂試驗機進行熱裂試驗。作為試片，使用圖4(b)所示的環形試片。將熱裂試驗機20的支承部21的細徑部分24插入試片p的貫通孔中，用夾具22、23將試片p從上下夾住以固定。將試片p的外表面用高頻線圈C在4秒鐘內加熱至70(TC后，用放水管C未示出)向試片p噴灑冷卻水，將試片p冷卻至約80°C,進行這樣的循環試驗(參照圖5)。重復上述操作1000次。試驗結束后，通過目測觀察試片的整個外表面，評價有無覆膜剝離。當在試片的整個外表面上存在的剝離的長度或寬度中任意一者超過100pm時，即判定為"發生剝離"。另外，循環試驗結束后，將試片折斷為一半。將該試片埋入到樹脂中，研磨，用顯微鏡觀察并計數存在于整個外表面上的裂縫條數。試驗結果如表1表3所示。另外，在表1表3中也同時示出了第1層、第2層及第4層的組成、厚度、氧化處理條件及基材是否經過氮化處理。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>對于比較例14、8、1013來說，由于第1層由碳化物、氮化物或碳氮化物構成，所以均發生覆膜剝離，并且裂縫條數多、熔損率超過6%。對于比較例57、9來說，第1層均為Cr，但是第1層的維氏硬度均超過1000Hv，故而由于第1層的厚度過薄或第1層的厚度過厚，導致裂縫條數多、熔損率也高。另外，對于比較例1424來說，由于沒有進行氧化處理，所以試片都發生了燒結。此外，對于第1層僅由氮化物構成的比較例1821來說，裂縫條數明顯增多，熔損率也高。與此相對的是，在實施例135中，由于它們的第1層均由具有預定厚度及硬度的金屬層構成，所以無剝離現象產生，并且裂縫條數也明顯較少。此外，由于在第l層上形成了由碳化物等構成的第2層，所以熔損率也很低。另外，由于經過氧化處理在表面上形成了第3層，所以耐燒結性也優異。尤其是，氧化處理溫度為50060(TC的實施例133，顯示出了極佳的耐燒結性。此外，對基材進行了氮化處理的實施例2023、2833，它們的熔損率明顯較小。另外，在第2層和第3層之間形成有第4層的實施例2431，其裂縫條數明顯較少。以上對本發明的實施方案進行了詳細地說明，但本發明并不局限于上述實施方案，可以在不脫離本發明的精神的范圍內對其進行各種改變。工業適用性根據本發明的壓鑄模具及其制造方法，可以用作壓鑄A1、Mg、Zn等的壓鑄模具及其制造方法。權利要求1.一種壓鑄模具，其包括模具基材；第1層，該第1層形成在上述模具基材的表面的至少一部分上，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成，并且其顯微維氏硬度為1000Hv以下、厚度為1～30μm；第2層，該第2層形成在上述的第1層上，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的碳化物、氮化物或者碳氮化物構成；以及，第3層，該第3層形成在上述的第2層上，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的氧化物構成。2.權利要求1所述的壓鑄模具，其中，對所述模具基材的表面進行氮化處理，其中所述表面上至少形成有所述第1層。3.權利要求1或2所述的壓鑄模具，其中，所述第3層是通過對所述第2層的表面進行氧化處理而得到的。4.權利要求1或2所述的壓鑄模具，其中，該壓鑄模具進一步還包括在所述第2層和所述第3層之間形成的第4層，其中所述第4層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成，并且所述第3層是通過對所述第4層的表面進行氧化處理而得到的。5.—種壓鑄模具的制造方法，其包括下列工序在模具基材的表面的至少一部分上形成第1層的第1層形成工序，其中所述第1層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成，并且其顯微維氏硬度為1000Hv以下、厚度為l30|_un;在所述第1層上形成第2層的第2層形成工序，其中所述第2層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的碳化物、氮化物或者碳氮化物構成；以及，在所述第2層上形成第3層的第3層形成工序，其中所述第3層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的氧化物構成。6.權利要求5所述的壓鑄模具的制造方法，其中，所述第3層形成工序為對所述第2層的表面進行氧化處理的工序。7.權利要求5所述的壓鑄模具的制造方法，其中，進一步還包括在所述第2層和所述第3層之間形成第4層的第4層形成工序，其中所述第4層由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及Via族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成，并且所述第3層形成工序為對所述第4層的表面進行氧化處理的工序。8.權利要求5至7中任意一項所述的壓鑄模具的制造方法，其中，進一步還包括在形成所述第1層之前對所述模具基材的表面進行氮化處理的氮化處理工序，其中所述表面上至少形成有所述第1層。全文摘要本發明涉及一種壓鑄模具1a及其制造方法。所述壓鑄模具1a包括模具基材2a；在模具基材2a的表面的至少一部分上形成的第1層3a，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的金屬或者合金構成，并且其顯微維氏硬度為1000Hv以下、厚度為1～30μm；在第1層3a上形成的第2層4a，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的碳化物、氮化物或者碳氮化物構成；以及，在第2層4a上形成的第3層5a，其由單層或多層的含有選自IVa族元素、Va族元素及VIa族元素中的任意一種以上元素的氧化物構成。本發明的壓鑄模具兼具耐熔損性、耐燒結性以及耐熱裂性。文檔編號B22C9/06GK101417331SQ20081017300公開日2009年4月29日申請日期2008年10月23日優先權日2007年10月23日發明者井上幸一郎,北川利博,小林喜一,石井孝也,速石正和申請人:大同特殊鋼株式會社;日新電機株式會社