KR101630561B1 - Member for die casting and process for manufacturing same, sleeve for die casting, and die casting equipment - Google Patents

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히타치 긴조쿠 고구코 가부시키가이샤
히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에서는, 용융 금속과 접촉하여 사용되는 주조용 부재이며, 열간 공구강을 포함하는 모재와, 상기 모재에 접하고 상기 모재의 성분 중에 질소가 확산되고 비커스 경도가 상기 모재의 비커스 경도보다도 50HV 이상 높은 질소 확산층 및 상기 질소 확산층에 접하고 철을 포함하는 질소 화합물을 포함하는 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 질소 화합물층을 포함하는, 두께 200㎛ 이상 400㎛ 이하의 질화층과, 상기 질소 화합물층에 접하고 철을 포함하는 산화물을 함유하고 상기 용융 금속과 접촉하는 산화물층을 구비한 주조용 부재가 제공된다.In accordance with the present invention, there is provided a casting member for use in contact with a molten metal, comprising: a base material including a hot tool steel; a base material having a Vickers hardness of 50 HV or more higher than Vickers hardness of the base material in contact with the base material, A diffusion layer and a nitrogen compound layer having a thickness of 5 占 퐉 or more and 40 占 퐉 or less and containing a nitrogen compound which is in contact with the nitrogen diffusion layer and contains iron and a nitrogen compound layer which is in contact with the nitrogen compound layer and contains iron And an oxide layer containing an oxide which is in contact with the molten metal and is in contact with the molten metal.

Description

주조용 부재 및 그 제조 방법, 다이캐스팅용 슬리브, 및 다이캐스팅 장치 {MEMBER FOR DIE CASTING AND PROCESS FOR MANUFACTURING SAME, SLEEVE FOR DIE CASTING, AND DIE CASTING EQUIPMENT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a casting member, a manufacturing method thereof, a sleeve for a die casting, and a die casting apparatus. [0002]

본 발명은 주조용 부재 및 그 제조 방법, 다이캐스팅(die casting)용 슬리브, 및 다이캐스팅(die casting) 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a casting member, a method of manufacturing the same, a sleeve for die casting, and a die casting apparatus.

종래, 알루미늄, 마그네슘, 이들의 합금 등의 다이캐스팅에 사용되는, 용융 금속과 접촉하여 사용되는 주조용 부재[예를 들어, 금형, 슬리브(sleeve)]는 열 피로에 강한, 열간 공구강(hot work tool steel)을 모재로 하여 제작되고 있다.Molding members (e.g., molds, sleeves) used in contact with molten metal used in die casting such as aluminum, magnesium, alloys thereof, etc. are conventionally used as hot work tools steel is used as the base material.

이러한 주조용 부재는, 사용 중, 용융 금속에의 용손(erosion)이 현저하게 진행되면, 이 주조용 부재의 보수 빈도가 높아지고, 또한, 이 주조용 부재의 수명도 짧아진다.Such a casting member, when the erosion of the molten metal progresses remarkably during use, increases the frequency of maintenance of the casting member, and also shortens the service life of the casting member.

따라서, 주조용 부재의 내용손성(erosion resistance)을 개선하는 것을 목적으로 하여, 주조용 부재의 용융 금속과 접촉하는 부분에 질화층을 형성하는 방법이나, 이 질화층 상에, 산화물층을 더 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2005-28398호 공보, 일본 특허 공개 제2003-13199호 공보, 일본 특허 공개 소 64-31957호 공보 참조).Therefore, there is a method of forming a nitrided layer in a portion of the casting member in contact with the molten metal for the purpose of improving the erosion resistance of the casting member, or a method in which an oxide layer is further formed (See, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2005-28398, 2003-13199, and 64-31957).

그러나, 모재 상에 질화층과, 용융 금속과 접촉하는 산화물층을 순차 형성한 구성의 주조용 부재에서는, 반복 사용 시에 산화물층이 박리되고, 이에 의해 반복 사용 시에 내용손성이 저하되는 경우가 있다.However, in a casting member having a structure in which a nitride layer is formed on the base material and an oxide layer is in contact with the molten metal, the oxide layer is peeled off during repeated use, have.

따라서, 본 발명의 과제는, 반복 사용 시에 있어서도 우수한 내용손성이 유지되는 주조용 부재 및 그 제조 방법, 및 상기 주조용 부재를 구비한 다이캐스팅용 슬리브 및 다이캐스팅 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a casting member which maintains excellent content handling even in repeated use, a method of manufacturing the same, and a die casting sleeve and a die casting apparatus provided with the casting member.

본 발명자는, 주조용 부재의 기본 구조를 열간 공구강을 포함하는 모재 상에 질화층 및 산화물층을 순차 구비한 구조로 하는 것, 및 이 질화층의 구성을 특정함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다고 하는 지식을 얻고, 이러한 지식에 기초하여 본 발명을 완성시켰다.The inventors of the present invention have found that the basic structure of the casting member is structured such that the nitride layer and the oxide layer are sequentially provided on the base material including the hot tool steel and that the structure of the nitride layer is specified, Knowledge, and completed the present invention based on such knowledge.

즉, 상기 과제를 해결하기 위한 구체적 수단은 이하와 같다.Specifically, concrete means for solving the above problems are as follows.

<1> 용융 금속과 접촉하여 사용되는 주조용 부재이며, 열간 공구강을 포함하는 모재와, 상기 모재에 접하고 상기 모재의 성분 중에 질소가 확산되고 비커스 경도가 상기 모재의 비커스 경도보다도 50HV 이상 높은 질소 확산층 및 상기 질소 확산층에 접하고 철을 포함하는 질소 화합물을 포함하는 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 질소 화합물층을 포함하는, 두께 200㎛ 이상 400㎛ 이하의 질화층과, 상기 질소 화합물층에 접하고 철을 포함하는 산화물을 함유하고 상기 용융 금속과 접촉하는 산화물층을 구비한 주조용 부재이다.A nitrogen diffusion layer which is in contact with the base material and nitrogen is diffused in the base material and Vickers hardness is higher than Vickers hardness of the base material by 50 HV or more; < 1 > a casting member used in contact with molten metal, And a nitrogen compound layer having a thickness of 5 占 퐉 or more and 40 占 퐉 or less and containing a nitrogen compound which is in contact with the nitrogen diffusion layer and contains iron and a nitrogen compound layer which is in contact with the nitrogen compound layer, And an oxide layer containing an oxide and contacting the molten metal.

<2> 상기 산화물층은, 상기 질소 화합물층에 접하고 상기 질소 화합물 및 상기 산화물을 함유하는 혼합층을 포함하는 <1>에 기재된 주조용 부재이다.&Lt; 2 > The casting member according to < 1 >, wherein the oxide layer comprises a mixed layer contacting the nitrogen compound layer and containing the nitrogen compound and the oxide.

<3> 상기 산화물의 적어도 1종이, 마그네타이트에 포함되는 철의 일부가 크롬으로 치환된 구조의 복합 산화물인 <1> 또는 <2>에 기재된 주조용 부재이다.<3> A casting member according to <1> or <2>, wherein at least one of the oxides is a complex oxide having a structure in which a part of iron contained in the magnetite is replaced with chromium.

<4> 상기 질화층은, 상기 모재를 질화 처리함으로써 형성된 층이고, 상기 산화물층은, 상기 질화층이 형성된 상기 모재를 산화 처리함으로써 형성된 층인 <1>∼<3> 중 어느 하나에 기재된 주조용 부재이다.&Lt; 4 > The nitride layer is a layer formed by nitriding the base material, and the oxide layer is a layer formed by oxidizing the base material on which the nitride layer is formed, Member.

<5> <1>∼<4> 중 어느 하나에 기재된 주조용 부재를 제조하는 방법이며, 열간 공구강을 포함하는 모재를 준비하는 모재 준비 공정과, 상기 모재의 표면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 암모니아 가스 및 질소 가스를 포함하는 분위기 가스에 노출시킴으로써 질화 처리하여 상기 질화층을 형성하는 질화층 형성 공정과, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 산화성 분위기에 노출시킴으로써 산화 처리하여 상기 산화물층을 형성하는 산화물층 형성 공정을 포함하는 주조용 부재의 제조 방법이다.<5> A method for producing a casting member according to any one of <1> to <4>, comprising the steps of: preparing a base material for preparing a base material containing hot tool steel; A nitriding layer forming step of nitriding the nitrided layer by exposure to an atmospheric gas containing ammonia gas and nitrogen gas under heating of the nitrided layer; And an oxide layer forming step of forming an oxide layer by an oxidation treatment by exposing the oxide layer to an oxidizing atmosphere.

<6> 상기 분위기 가스가, 이산화탄소 가스를 더 포함하는 <5>에 기재된 주조용 부재의 제조 방법이다.<6> The method for producing a casting member according to <5>, wherein the atmospheric gas further comprises carbon dioxide gas.

<7> 상기 산화물층 형성 공정은, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 480℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 상기 산화성 분위기로서의 수증기 분위기에 노출시키는 <5> 또는 <6>에 기재된 주조용 부재의 제조 방법이다.The step of forming the oxide layer may include exposing the surface of the base material on which the nitride layer is formed to a steam atmosphere as the oxidizing atmosphere under heating at a temperature of 480 ° C. to 600 ° C., Member. &Lt; / RTI >

<8> 상기 질화층 형성 공정은, 상기 모재의 표면을 상기 분위기 가스에 20시간 이상 40시간 이하 노출시키는 <5>∼<7> 중 어느 하나에 기재된 주조용 부재의 제조 방법이다.<8> The nitriding layer forming step is a method for producing a casting member according to any one of <5> to <7>, wherein the surface of the base material is exposed to the atmosphere gas for 20 hours to 40 hours.

<9> 상기 산화물층 형성 공정은, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 산화성 분위기에 1시간 이상 노출시키는 <5>∼<8> 중 어느 하나에 기재된 주조용 부재의 제조 방법이다.<9> The oxide layer forming step is a method for manufacturing a casting member according to any one of <5> to <8>, wherein the surface of the base material on which the nitride layer is formed is exposed in an oxidizing atmosphere for 1 hour or more.

<10> <1>∼<4> 중 어느 하나에 기재된 주조용 부재를 구비한 다이캐스팅용 슬리브이다.<10> A die casting sleeve having a casting member according to any one of <1> to <4>.

<11> <1>∼<4> 중 어느 하나에 기재된 주조용 부재를 구비한 다이캐스팅 장치이다.<11> A die casting apparatus comprising the casting member according to any one of <1> to <4>.

본 발명에 따르면, 반복 사용 시에 있어서도 우수한 내용손성이 유지되는 주조용 부재 및 그 제조 방법, 및 상기 주조용 부재를 구비한 다이캐스팅용 슬리브 및 다이캐스팅 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a casting member which maintains excellent content handling even in repeated use, a method for producing the casting member, and a die casting sleeve and a die casting apparatus provided with the casting member.

도 1은 본 발명의 일례인 시료 2에 있어서, 각 층의 단면을 나타내는 광학 현미경상(배율 50배)이다.
도 2는 본 발명의 일례인 시료 2에 있어서, 산화물층과 질소 화합물층의 계면으로부터의 거리 d(㎛)와, 비커스 경도[Vickers hardness(HV)]의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일례인 시료 2에 있어서, 각 층의 단면을 나타내는 주사형 전자 현미경상(배율 3000배)이다.
도 4는 비교예인 시료 7에 있어서, 각 층의 단면을 나타내는 주사형 전자 현미경상(배율 3000배)이다.
Fig. 1 is an optical microscopic image (magnification 50 times) showing a section of each layer in the sample 2 which is an example of the present invention.
2 is a graph showing the relationship between the distance d (占 퐉) from the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer and the Vickers hardness (HV) in the sample 2 which is an example of the present invention.
Fig. 3 is a scanning electron microscopic image (magnification 3000 times) showing a cross section of each layer in Sample 2 which is an example of the present invention.
4 is a scanning electron microscopic image (magnification 3000 times) showing a cross section of each layer in the sample 7 as a comparative example.

이하, 본 발명의 주조용 부재 및 그 제조 방법, 다이캐스팅용 슬리브, 및 다이캐스팅 장치에 대해 상세하게 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the casting member of the present invention and its manufacturing method, the die casting sleeve, and the die casting apparatus will be described in detail.

<주조용 부재>&Lt; Casting member &

본 발명의 주조용 부재는, 용융 금속과 접촉하여 사용되는 주조용 부재이며, 열간 공구강을 포함하는 모재와, 상기 모재에 접하고 상기 모재의 성분 중에 질소(N)가 확산되고 비커스 경도가 상기 모재의 비커스 경도보다도 50HV 이상 높은 질소 확산층 및 상기 질소 확산층에 접하고 철(Fe)을 포함하는 질소 화합물을 포함하는 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 질소 화합물층을 포함하는, 두께 200㎛ 이상 400㎛ 이하의 질화층과, 상기 질소 화합물층에 접하고 철(Fe)을 포함하는 산화물을 함유하고 상기 용융 금속과 접촉하는 산화물층을 구비한다.The casting member of the present invention is a casting member used in contact with a molten metal and includes a base material including a hot tool steel and a base material which is in contact with the base material and in which nitrogen (N) is diffused in the base material and Vickers hardness And a nitrogen compound layer having a thickness of not less than 5 占 퐉 and not more than 40 占 퐉 and containing a nitrogen compound containing iron (Fe) and in contact with the nitrogen diffusion layer higher than the Vickers hardness by not less than 50HV, And an oxide layer contacting the nitrogen compound layer and containing an oxide containing iron (Fe) and contacting the molten metal.

본 명세서 중에 있어서, 「비커스 경도」는, JIS Z 2244(1998)에 준거하여 측정된 비커스 경도를 가리킨다.In the present specification, "Vickers hardness" refers to Vickers hardness measured in accordance with JIS Z 2244 (1998).

종래, 용융 금속과 접촉하여 사용되는 주조용 부재로서, 열간 공구강을 포함하는 모재 상에 모재의 표면이 질화 처리되어 형성된 질화층과, 질화층이 형성된 모재의 질화층 형성면이 산화 처리되어 형성되고 사용 시(주조 시)에 용융 금속과 접촉하는 산화물층을 순차 구비한 구성의 주조용 부재가 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2005-28398호 공보 참조). 이 산화물층에는, 철을 포함하는 산화물이 함유되어 있다. 이 산화물은 화학적으로 안정적이고, 용융 금속과의 반응성이 작은 화합물이다. 이로 인해, 주조용 부재에 산화물층이 형성되어 있음으로써, 주조용 부재의 내용손성이 비약적으로 향상된다.Conventionally, as a casting member used in contact with molten metal, a nitriding layer formed by nitriding the surface of a base material on a base material including hot tool steel and a nitriding layer forming surface of a base material on which a nitriding layer is formed are oxidized and formed And an oxide layer in contact with the molten metal at the time of use (at the time of casting) are successively formed on the molten metal (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-28398). The oxide layer contains an oxide including iron. These oxides are chemically stable and have low reactivity with molten metals. As a result, the oxide layer is formed on the casting member, so that the contentability of the casting member is remarkably improved.

그러나, 상기 산화물층을 구비한 주조용 부재에서는, 반복 사용 시(주조를 반복해서 행하였을 때. 이하 동일함)에 산화물층이 박리되고, 이에 의해, 주조용 부재의 내용손성이 저하되는 경우가 있다. 반복 사용 시에 산화물층이 박리되는 이유는, 철을 포함하는 산화물의 열팽창률이 모재(예를 들어, 열간 공구강)의 열팽창률보다도 큰 점에서, 반복 사용 시(특히, 용융 금속을 주조한 후의 냉각 과정 시)에 상기 산화물층에 인장 응력이 작용하고, 이 인장 응력에 의해 상기 산화물층이 깨지기 쉬워지기 때문이라고 생각된다.However, in the casting member provided with the oxide layer, the oxide layer is peeled off at the time of repeated use (when casting is repeatedly carried out, the same is applied hereinafter), thereby deteriorating the content stability of the casting member have. The reason that the oxide layer peels off during repeated use is that the thermal expansion coefficient of the oxide containing iron is larger than the coefficient of thermal expansion of the base material (for example, hot tool steel) Tensile stress is applied to the oxide layer at the time of the cooling process, and the oxide layer tends to be broken by the tensile stress.

상기에 관해, 본 발명의 주조용 부재에서는, 반복 사용 시에 있어서의 산화물층의 박리가 억제되고, 그 결과, 반복 사용 시에 있어서도 우수한 내용손성이 유지된다.With respect to the above, in the casting member of the present invention, the peeling of the oxide layer at the time of repeated use is suppressed, and as a result, the excellent content property is maintained even in repeated use.

이러한 효과가 발휘되는 이유는, 이하와 같이 추측된다.The reason why such an effect is exhibited is presumed as follows.

즉, 본 발명의 주조용 부재는, 주조용 부재의 사용 시에 용융 금속과 접촉하는 층(즉, 최표면층)으로서 산화물층이 형성되어 있는 것, 및 질소 확산층 및 질소 화합물층을 포함하는 질화층의 두께가 200㎛ 이상으로 두꺼운 것에 의해, 사용 초기부터 우수한 내용손성을 나타낸다.That is, the casting member of the present invention is characterized in that an oxide layer is formed as a layer (that is, the outermost layer) that is in contact with the molten metal at the time of using the casting member, and that the nitriding layer including the nitrogen diffusion layer and the nitrogen compound layer When the thickness is 200 mu m or more, excellent content luck is exhibited from the beginning of use.

또한, 본 발명의 주조용 부재는, 모재에 접하는 층으로서 모재와의 밀착성이 우수한 질소 확산층을 구비하는 것, 및 질소 확산층과 산화물층 사이에 이들 2층과의 밀착성이 우수한 두께 5㎛ 이상의 질소 화합물층이 개재되어 있음으로써, 반복 사용 시에 있어서의 산화물층의 박리가 억제된다.The casting member of the present invention is characterized in that it has a nitrogen diffusion layer which is in contact with the base material and is excellent in adhesion with the base material and that a nitrogen compound layer having a thickness of 5 占 퐉 or more which is excellent in adhesion between the nitrogen diffusion layer and the oxide layer, The peeling of the oxide layer at the time of repeated use can be suppressed.

이상의 이유에 의해, 본 발명의 주조용 부재에서는, 사용 초기에 있어서의 우수한 내용손성이, 반복 사용 시에 있어서도 유지되는 것으로 추측된다.For these reasons, it is assumed that excellent castability at the initial stage of use of the casting member of the present invention is maintained even at the time of repeated use.

또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 주조용 부재는, 반복 사용 시뿐만 아니라, 사용 초기에 있어서도 내용손성이 우수한 것은 물론이다.Further, as described above, it is a matter of course that the casting member of the present invention is excellent not only in repeated use but also in the initial stage of use.

그런데, 종래의 주조용 부재에서는, 질소 화합물층이 대체로 질소 확산층보다도 무르다고 하는 이유로부터, 질소 화합물층을 최대한 형성하지 않는 것이 일반적이었다. 예를 들어, 모재를 질화 처리하여 질화층을 형성하는 경우에 있어서, 질소 화합물층이 최대한 형성되지 않는 조건으로 하거나, 또는, 모재의 질화 처리에 의해 질소 화합물층이 형성되었다고 해도, 그 후, 질소 화합물층을 제거하여, 질소 화합물층이 존재하지 않는 상태로 주조용 부재를 사용하고 있었다.However, in the conventional casting member, it is general that the nitrogen compound layer is not formed as much as possible because the nitrogen compound layer is generally thinner than the nitrogen diffusion layer. For example, when the base material is nitrided to form a nitride layer, a nitrogen compound layer is not formed as much as possible, or even if a nitrogen compound layer is formed by nitriding treatment of the base material, And the casting member was used in a state in which the nitrogen compound layer was not present.

이에 대해, 본 발명의 주조용 부재에서는, 상술한 바와 같이, 질소 확산층과 산화물층 사이에, 굳이, 5㎛ 이상의 두께의 질소 화합물층을 개재시키고 있다. 이에 의해, 질소 화합물층을 형성하지 않았던 경우(즉, 질소 확산층 상에 직접, 산화물층을 형성한 경우)나, 질소 화합물층의 두께가 5㎛ 미만인 경우와 비교하여, 반복 사용 시의 산화물층의 박리가 억제되고, 그 결과, 반복 사용 시의 내용손성의 저하가 억제된다.On the other hand, in the casting member of the present invention, as described above, a nitrogen compound layer having a thickness of 5 탆 or more is interposed between the nitrogen diffusion layer and the oxide layer. As compared with the case where the nitrogen compound layer is not formed (that is, when the oxide layer is formed directly on the nitrogen diffusion layer) or when the thickness of the nitrogen compound layer is less than 5 mu m, the peeling of the oxide layer As a result, deterioration of the content handlability at the time of repeated use is suppressed.

본 발명에 있어서, 질소 확산층과 질소 화합물층을 포함하는 질화층의 두께는, 200㎛ 이상 400㎛ 이하이다.In the present invention, the thickness of the nitride layer including the nitrogen diffusion layer and the nitrogen compound layer is 200 占 퐉 or more and 400 占 퐉 or less.

본 발명자의 검토에 의해, 질화층의 두께가 200㎛ 이상이면 주조용 부재의 내용손성이 현저하게 향상되는 것이 명확해졌다.According to the study by the present inventors, it has become clear that when the thickness of the nitride layer is 200 탆 or more, the content loss of the casting member is remarkably improved.

질화층의 두께가 200㎛ 미만이면 내용손성이 저하되는 경우가 있다. 이 관점으로부터, 질화층의 두께는 200㎛ 이상이지만, 250㎛ 이상이 바람직하다.If the thickness of the nitrided layer is less than 200 탆, the content loss may be deteriorated. From this viewpoint, the thickness of the nitride layer is 200 占 퐉 or more, but preferably 250 占 퐉 or more.

한편, 질화층의 두께가 400㎛를 초과하면, 질화층의 내균열 진전성(crack development resistance)이 저하된다(즉, 히트 크랙이 발생한 경우의 크랙의 진전이 빨라진다). 또한, 질화층의 두께가 400㎛를 초과하면, 질화층의 형성에 필요한 시간이 길어져(예를 들어, 50시간 이상으로 되어), 주조용 부재의 생산성이 저하된다. 이 관점으로부터, 질화층의 두께는 400㎛ 이하이지만, 350㎛ 이하가 바람직하다.On the other hand, if the thickness of the nitrided layer exceeds 400 mu m, the crack development resistance of the nitride layer is lowered (that is, the crack progresses more rapidly when the heat crack is generated). When the thickness of the nitrided layer exceeds 400 占 퐉, the time required for forming the nitrided layer becomes longer (for example, 50 hours or more) and the productivity of the casting member is lowered. From this viewpoint, the thickness of the nitride layer is 400 mu m or less, preferably 350 mu m or less.

본 발명에 있어서, 질화층의 두께는, 질소 확산층의 두께와 질소 화합물층의 두께의 합계이다.In the present invention, the thickness of the nitride layer is the sum of the thickness of the nitrogen diffusion layer and the thickness of the nitrogen compound layer.

질화층의 두께, 질소 확산층의 두께 및 질소 화합물층의 두께의 측정 방법에 대해서는 후술한다.Methods for measuring the thickness of the nitride layer, the thickness of the nitrogen diffusion layer, and the thickness of the nitrogen compound layer will be described later.

또한, 본 발명에 있어서, 질소 화합물층의 두께는, 5㎛ 이상 40㎛ 이하이다.Further, in the present invention, the thickness of the nitrogen compound layer is 5 占 퐉 or more and 40 占 퐉 or less.

질소 화합물층의 두께가 5㎛ 미만이면 산화물층이 박리되기 쉬워진다. 또한, 질소 화합물층의 두께가 5㎛ 미만이면 산화물층을 형성하였을 때, 산소가 질소 화합물층과 질소 확산층의 계면에까지 확산되어, 해당 계면에 산화물이 형성되는 경우가 있고, 질소 화합물층과 질소 확산층의 밀착성도 저하되는 경우가 있다(후술하는 도 4 참조). 이러한 관점으로부터, 질소 화합물층의 두께는 5㎛ 이상이지만, 10㎛ 이상이 바람직하다.If the thickness of the nitrogen compound layer is less than 5 mu m, the oxide layer tends to peel off. When the thickness of the nitrogen compound layer is less than 5 mu m, oxygen may diffuse to the interface between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer to form an oxide at the interface, and the adhesion between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer (See FIG. 4 to be described later). From this viewpoint, the thickness of the nitrogen compound layer is 5 占 퐉 or more, but preferably 10 占 퐉 or more.

한편, 질소 화합물층의 두께가 40㎛를 초과하면, 질소 화합물층의 상기 내균열 진전성이 저하된다. 이 관점으로부터, 질소 화합물층의 두께는 40㎛ 이하이지만, 30㎛ 이하가 바람직하고, 25㎛ 이하가 보다 바람직하다.On the other hand, when the thickness of the nitrogen compound layer exceeds 40 mu m, the crack resistance of the nitrogen compound layer is deteriorated. From this viewpoint, the thickness of the nitrogen compound layer is 40 占 퐉 or less, preferably 30 占 퐉 or less, and more preferably 25 占 퐉 or less.

본 발명에 있어서, 질소 화합물층의 두께는, 주조용 부재를 각 층(질화층 및 산화물층. 이하 동일함)의 두께 방향을 따라 절단한 단면을 나이탈(nital)(질산을 1체적% 이상 5체적% 이하 포함하는 질산알코올 용액)로 부식시키고, 부식 후의 단면을 주사형 전자 현미경(scanning electron microscope; 이하, 「SEM」이라고도 함)으로 관찰하고, 이 SEM상(예를 들어, 도 3 참조)에 기초하여 측정된 값을 가리킨다.In the present invention, the thickness of the nitrogen compound layer is preferably in the range of from 1 to 5% by volume (nitric acid) in a cross section cut along the thickness direction of each layer (nitriding layer and oxide layer, (Hereinafter referred to as &quot; SEM &quot;), and the cross section after corrosion is observed with a scanning electron microscope (hereinafter also referred to as &quot; SEM &Quot;. &lt; / RTI &gt;

이 측정에 의하면, 상기 부식에 의해 질소 화합물층과 다른 층의 계면이 명확하게 되므로, 질소 화합물층의 두께를 측정할 수 있다. 여기서, 다른 층이라 함은, 산화물층(산화물층 중에 혼합층이 존재하는 경우에는 혼합층) 및 질소 확산층이다.According to this measurement, since the interface between the nitrogen compound layer and the other layer becomes clear due to the corrosion, the thickness of the nitrogen compound layer can be measured. Here, the other layer is an oxide layer (a mixed layer when a mixed layer is present in the oxide layer) and a nitrogen diffusion layer.

질소 화합물층의 두께의 측정예에 대해서는, 후술하는 실시예 1(도 1 및 도 3)을 참조할 수 있다.As an example of measurement of the thickness of the nitrogen compound layer, it is possible to refer to Example 1 (Figs. 1 and 3) to be described later.

본 발명에 있어서, 질화층의 두께는, 산화물층과 질소 화합물층의 계면으로부터 질소 확산층과 모재의 계면까지의 거리로서 측정된 값을 가리킨다.In the present invention, the thickness of the nitrided layer indicates a value measured as a distance from the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer to the interface between the nitrogen diffusion layer and the parent material.

본 발명에 있어서, 질소 확산층의 두께는, 질소 화합물층과 질소 확산층의 계면으로부터 질소 확산층과 모재의 계면까지의 거리로서 측정된 값을 가리킨다.In the present invention, the thickness of the nitrogen diffusion layer refers to a value measured as a distance from the interface between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer to the interface between the nitrogen diffusion layer and the base material.

여기서, 「거리」라 함은, 질소 확산층의 두께 방향에 관한 거리를 가리킨다(이하, 마찬가지이다).Here, the "distance" refers to the distance in the thickness direction of the nitrogen diffusion layer (the same applies hereinafter).

또한, 산화물층과 질소 화합물층의 계면 및 질소 화합물층과 질소 확산층의 계면은, SEM상에 의해 판정한다.The interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer and the interface between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer are determined by SEM.

또한, 질소 확산층과 모재의 계면은, 산화물층과 질소 화합물층의 계면 또는 주조용 부재의 표면으로부터의 거리와, 비커스 경도의 관계(예를 들어, 도 2 참조)에 기초하여, 모재의 비커스 경도보다도 50HV 높은 비커스 경도를 나타내는 위치로 하여 판정한다.The interface between the nitrogen diffusion layer and the base material is preferably set so that the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer or the distance from the surface of the casting member to the Vickers hardness (for example, see FIG. 2) 50 HV &lt; / RTI &gt;

질화층의 두께 및 질소 확산층의 두께의 측정예에 대해서는, 후술하는 실시예 1(도 1∼도 3)을 참조할 수 있다.Examples of the measurement of the thickness of the nitride layer and the thickness of the nitrogen diffusion layer can be found in Example 1 (Figs. 1 to 3) described later.

이어서, 본 발명의 주조용 부재의 각 구성 요소에 대해 설명한다.Next, each constituent element of the casting member of the present invention will be described.

(모재)(Base material)

본 발명의 주조용 부재는, 열간 공구강을 포함하는 모재를 구비한다.The casting member of the present invention comprises a base material including hot tool steel.

상기 열간 공구강으로서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 JIS G 4404(2000)로 규정되는 합금 공구강 강재 중 열간 금형용의 합금 공구강 강재나, 일본 특허 공개 제2009-221594호 공보, 일본 특허 공개 제2008-095190호 공보, 일본 특허 공개 제2008-095181호 공보, 일본 특허 공개 제2006-213990호 공보, 국제 공개 제2010/074017호 팸플릿 등에 기재되어 있는 공지의 열간 공구강을 사용할 수 있다.The hot tool steel is not particularly limited and may be, for example, an alloy tool steel for an alloy tool steel specified in JIS G 4404 (2000), an alloy tool steel for a hot die, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2009-221594, 2008-095190 A known hot tool steel disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-095181, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-213990, International Publication No. 2010/074017, etc. can be used.

그 중에서도, 입수 용이성 등의 관점으로부터는, JIS G 4404(2000)로 규정되는 합금 공구강 강재 중 열간 금형용의 합금 공구강 강재가 바람직하고, 이 중, JIS G 4404(2000)로 규정되는, SKD4, SKD5, SKD6, SKD61, SKD8이 보다 바람직하고, 중에서도 SKD61이 특히 바람직하다.Among them, from the viewpoint of availability and the like, alloy tool steels for hot dies among alloy steel steels specified in JIS G 4404 (2000) are preferable. Among them, SKD4 and SKD5 specified in JIS G 4404 (2000) , SKD6, SKD61 and SKD8 are more preferable, and SKD61 is particularly preferable.

또한, 열간 공구강으로서는, 공지의 열간 공구강의 조성을 개량한 신규 조성의 열간 공구강을 사용해도 된다.As the hot tool steel, a hot tool steel of a new composition having improved the composition of a known hot tool steel may be used.

또한, 열간 공구강으로서는, 켄칭 템퍼링(quenching and tempering)이 실시된 열간 공구강을 사용해도 된다.As hot tool steel, hot tool steel subjected to quenching and tempering may be used.

또한, 후술하는 산화물층 중에, 마그네타이트에 포함되는 Fe의 일부가 Cr으로 치환된 구조의 복합 산화물[(Fe, Cr)3O4]을 함유시키는 관점으로부터는, 상기 열간 공구강으로서, Cr을 1질량% 이상(바람직하게는 2질량% 이상, 보다 바람직하게는 4질량% 이상, 특히 바람직하게는 4.80질량% 이상) 포함하는 열간 공구강을 사용하는 것도 바람직하다. Cr을 1질량% 이상 포함하는 열간 공구강에 있어서, Cr의 함유량의 상한값으로서는, 예를 들어 5.50질량%를 들 수 있다.From the viewpoint of containing a complex oxide [(Fe, Cr) 3 O 4 ] having a structure in which a part of Fe contained in the magnetite is substituted with Cr in the oxide layer to be described later, (Preferably 2% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, and particularly preferably 4.80% by mass or more). In the hot tool steel containing 1% by mass or more of Cr, the upper limit of the Cr content is, for example, 5.50% by mass.

또한, 모재는, 열간 공구강 이외에도 불가피적 불순물을 포함하고 있어도 된다.Further, the base material may contain inevitable impurities in addition to the hot tool steel.

예를 들어, 모재 중에 있어서, 질소 확산층과의 접촉면을 포함하는 영역에는, 불가피적 불순물로서 미량의 질소가 확산되어 있어도 된다(예를 들어, 후술하는 도 2 중의 거리 d가 300㎛ 이상 350㎛ 이하의 영역).For example, in the base material, a trace amount of nitrogen may be diffused as an inevitable impurity in a region including a contact surface with the nitrogen diffusion layer (for example, a distance d in Fig. 2 to be described later is 300 mu m or more and 350 mu m or less .

또한, 모재는, 켄칭 템퍼링이 실시된 열간 공구강이어도 된다.The base material may be a hot tool steel subjected to quenching tempering.

(질화층)(Nitride layer)

본 발명의 주조용 부재는, 질화층을 구비한다.The casting member of the present invention comprises a nitride layer.

질화층은, 모재에 접하는 층인 질소 확산층과, 이 질소 확산층에 접하는 층인 질소 화합물층으로 구성된다.The nitride layer is composed of a nitrogen diffusion layer which is a layer in contact with the base material and a nitrogen compound layer which is in contact with the nitrogen diffusion layer.

이하, 이들 층의 상세에 대해 설명한다.Hereinafter, the details of these layers will be described.

-질소 확산층-- Nitrogen diffusion layer -

질소 확산층은, 모재의 성분 중에 질소가 확산된 층이다.The nitrogen diffusion layer is a layer in which nitrogen is diffused into the components of the base material.

이 질소 확산층은, 경도가 높은 층이다. 구체적으로는, 이 질소 확산층의 비커스 경도는, 모재의 비커스 경도보다도 50HV 이상 높다.This nitrogen diffusion layer is a layer having a high hardness. Specifically, the Vickers hardness of the nitrogen diffusion layer is higher than the Vickers hardness of the base material by 50 HV or more.

이 질소 확산층 자체도 주조용 부재의 내용손성을 향상시키는 효과를 갖는다.This nitrogen diffusion layer itself also has an effect of improving the contentability of the casting member.

이 질소 확산층은, 모재의 성분을 포함하는 매트릭스 중에 질소가 확산(고용)된 층이다. 질소 확산층 중(매트릭스 중)에서는, 확산된 질소의 일부가 모재의 성분 중 질화물 형성 원소와 결합되어, 미세한 질화물을 형성하고 있어도 된다.This nitrogen diffusion layer is a layer in which nitrogen is diffused (solidified) in a matrix containing a matrix component. In the nitrogen diffusion layer (in the matrix), a part of the diffused nitrogen may be combined with the nitride forming element among the components of the base material to form a fine nitride.

또한, 모재 중에 있어서, 주조용 부재의 표면(또는, 산화물층과 질소 화합물층의 계면)으로부터의 거리에 의해 비커스 경도에 변동이 있는 경우, 상기 「모재의 비커스 경도」는, 주조용 부재의 표면(또는, 산화물층과 질소 화합물층의 계면)으로부터의 거리가 25㎛ 변화되었을 때의 비커스 경도 변화가 10HV 이하인 영역의 비커스 경도를 가리킨다.When the Vickers hardness varies depending on the distance from the surface of the casting member (or the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer) in the base material, the "Vickers hardness of the base material" refers to the surface of the casting member Or the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer) is 25 mu m, the Vickers hardness of the region where the Vickers hardness change is 10HV or less.

-질소 화합물층-- Nitrogen compound layer -

질소 화합물층은, 상기 질소 확산층에 접하는 층이며, 철(Fe)을 포함하는 질소 화합물을 포함하는 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 층이다.The nitrogen compound layer is a layer in contact with the nitrogen diffusion layer and is a layer having a thickness of 5 占 퐉 or more and 40 占 퐉 or less including a nitrogen compound containing iron (Fe).

이 질소 화합물층은, 질소 확산층과의 밀착성 및 산화물층과의 밀착성이 우수한 층이기 때문에, 이 질소 화합물층을 구비함으로써, 반복 사용 시의 산화물층의 박리(이하, 간단히 「산화물층의 박리」라고도 함)가 억제된다.Since this nitrogen compound layer is a layer having excellent adhesion with the nitrogen diffusion layer and adhesion with the oxide layer, the nitrogen compound layer is provided so that the peeling of the oxide layer (hereinafter also simply referred to as &quot; Is suppressed.

질소 화합물층과 질소 확산층의 밀착성에 관해, 보다 상세하게는, 질소 화합물층은 질소 확산층에 접하는 층이기 때문에, 질소 화합물층과 질소 확산층 사이에는 산화물(예를 들어, 산화철)이 존재하지 않는다. 이에 의해, 질소 화합물층과 질소 확산층의 계면에 있어서의 양자의 박리가 억제되므로, 나아가서는, 주조용 부재로부터의 산화물층의 박리가 억제된다.Regarding the adhesion between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer, more specifically, since the nitrogen compound layer is in contact with the nitrogen diffusion layer, no oxide (for example, iron oxide) is present between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer. As a result, the peeling of the both at the interface between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer is suppressed, and further, the peeling of the oxide layer from the casting member is suppressed.

또한, 질소 화합물층을 구성하는, 철을 포함하는 질소 화합물은, 용융 금속과의 반응성이 작아, 용융 금속에 대한 높은 내용손성을 갖는 물질이다. 이로 인해, 질소 화합물층 자체도, 주조용 부재의 내용손성을 향상시키는 효과를 갖는다.Further, the nitrogen compound containing iron constituting the nitrogen compound layer is a substance having a low content of reactivity with the molten metal and a high content of affinity to the molten metal. As a result, the nitrogen compound layer itself also has an effect of improving the content uniformity of the casting member.

철을 포함하는 질소 화합물로서는, 적어도 철(Fe)과 질소(N)가 공유 결합되어 이루어지는 화합물이라면 특별히 제한은 없고, 예를 들어 γ'-Fe4N, ε-Fe2 ∼3N 등의 질화철이나, 철과 철 이외의 다른 원소를 포함하는 복합 질화물을 들 수 있다.As the nitrogen compounds, including iron, if at least a compound of iron (Fe) and nitrogen (N) is made in combination sharing is not particularly limited, for example, nitride, such as γ'-Fe 4 N, ε- Fe 2 ~3 N Iron, and a complex nitride containing an element other than iron and iron.

질소 화합물층에 함유되는, 철을 포함하는 질소 화합물은, 1종만이어도 2종 이상이어도 된다.The nitrogen-containing compound contained in the nitrogen compound layer may be one species or two or more species.

또한, 질소 화합물층은, 철을 포함하는 질소 화합물 외에, 불가피적 불순물을 포함하고 있어도 된다.Further, the nitrogen compound layer may contain inevitable impurities in addition to the nitrogen compound including iron.

(산화물층)(Oxide layer)

본 발명의 주조용 부재는, 상기 질소 화합물층에 접하는 층으로서, 철을 포함하는 산화물을 함유하는 산화물층을 구비한다. 주조용 부재의 사용 시에는, 이 산화물층의 표면이 용융 금속과 접촉한다.The casting member of the present invention comprises an oxide layer containing an oxide including iron as a layer in contact with the nitrogen compound layer. When the casting member is used, the surface of the oxide layer is in contact with the molten metal.

철을 포함하는 산화물로서는, 적어도 철(Fe)과 산소(O)가 공유 결합된 화합물이라면 특별히 제한은 없고, 예를 들어 FeO(우스타이트라고도 불리고 있음), Fe2O3(헤머타이트라고도 불리고 있음), Fe3O4(마그네타이트라고도 불리고 있음) 등의 산화철을 들 수 있다. 그 중에서도, 산화철로서는, 내식성이 우수한 점에서, Fe3O4(마그네타이트)가 특히 바람직하다.The oxide containing iron is not particularly limited as long as it is a compound in which at least iron (Fe) and oxygen (O) are covalently bonded to each other. Examples thereof include FeO (also called uistite), Fe 2 O 3 (also called hematite ), Fe 3 O 4 (also referred to as magnetite), and the like. Among them, Fe 3 O 4 (magnetite) is particularly preferable as iron oxide because of excellent corrosion resistance.

또한, 철을 포함하는 산화물로서는, 철과 철 이외의 다른 원소를 포함하는 복합 산화물[예를 들어, 후술하는 (Fe, Cr)3O4]도 들 수 있다.As the oxide containing iron, a composite oxide containing elements other than iron and iron (for example, (Fe, Cr) 3 O 4 described later) is also exemplified.

산화물층에 함유되는, 철을 포함하는 산화물은, 1종만이어도 2종 이상이어도 된다.The iron-containing oxide contained in the oxide layer may be one kind or two or more kinds.

상기 산화물층은, 상기 질소 화합물층에 접하는 층으로서, 상기 질소 화합물 및 상기 산화물을 함유하는 혼합층을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the oxide layer includes a mixed layer containing the nitrogen compound and the oxide as a layer in contact with the nitrogen compound layer.

이에 의해, 이 혼합층을 포함한 산화물층과, 질소 화합물층의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있으므로, 산화물층의 박리를 보다 억제할 수 있다.As a result, the adhesion between the oxide layer including the mixed layer and the nitrogen compound layer can be further improved, so that the peeling of the oxide layer can be further suppressed.

여기서, 혼합층 중에 있어서의, 철을 포함하는 산화물의 함유량은, 혼합층 전체에 대해 바람직하게는 10질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 20질량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 30질량% 이상이며, 특히 바람직하게는 40질량% 이상이다. 또한, 상기 산화물의 함유량은, 혼합층 전체에 대해 바람직하게는 90질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 80질량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 70질량% 이하이며, 특히 바람직하게는 60질량% 이하이다.Here, the content of the iron-containing oxide in the mixed layer is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, further preferably 30% by mass or more, It is preferably not less than 40% by mass. The content of the oxide is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, further preferably 70% by mass or less, and particularly preferably 60% by mass or less, .

또한, 혼합층 중에 있어서의, 질소 화합물의 함유량은, 혼합층 전체에 대해 바람직하게는 10질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 20질량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 30질량% 이상이며, 특히 바람직하게는 40질량% 이상이다. 또한, 상기 질소 화합물의 함유량은, 혼합층 전체에 대해 바람직하게는 90질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 80질량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 70질량% 이하이며, 특히 바람직하게는 60질량% 이하이다.The content of the nitrogen compound in the mixed layer is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, further preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 30% 40% by mass or more. The content of the nitrogen compound is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, further preferably 70% by mass or less, particularly preferably 60% by mass or less, to be.

이 혼합층을 형성하는 경우의 바람직한 형태는, 먼저 상기 질소 화합물층을 그 표층 부분에 다공질 구조를 갖는 층으로서 형성하고, 계속해서, 질소 화합물층 상(다공질 구조를 갖는 표층 부분측)에 산화물층을 형성함으로써 다공질 구조의 구멍부를 산화하고, 구멍부 내에 산화물을 형성하는 형태이다. 이 형태에서는, 산화물층을 형성하기 전의 시점에서는 질소 화합물층의 일부이었던 해당 질소 화합물층의 (다공질 구조를 갖는)표층 부분이, 산화물층의 형성 후에는, 상술한 혼합층(즉, 산화물층의 일부)으로 된다. 이 형태의 혼합층[예를 들어, 도 3 중의 혼합층(42)]에서는, 산화물층 중의, 질소 화합물층과의 계면을 포함하는 영역(즉, 혼합층)에서 앵커 효과가 발현되므로, 질소 화합물층과 산화물층의 밀착성이 보다 향상되고, 나아가서는 산화물층의 박리가 보다 억제된다.In a preferred form of forming this mixed layer, first, the nitrogen compound layer is formed as a layer having a porous structure on the surface layer portion, and then an oxide layer is formed on the nitrogen compound layer (surface layer portion side having a porous structure) And oxidizes the holes of the porous structure to form oxides in the holes. In this embodiment, the surface layer portion (having a porous structure) of the nitrogen compound layer which was a part of the nitrogen compound layer at the time before formation of the oxide layer is formed as a mixed layer (that is, a part of the oxide layer) after the formation of the oxide layer do. In the mixed layer of this type (for example, the mixed layer 42 in FIG. 3), an anchor effect is expressed in a region of the oxide layer including the interface with the nitrogen compound layer (that is, the mixed layer), so that the nitrogen compound layer and the oxide layer The adhesion is further improved, and further, the peeling of the oxide layer is further suppressed.

상기 산화물층 중에 있어서의, 철을 포함하는 산화물의 함유량은, 산화물층 전체에 대해 바람직하게는 10질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 20질량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 30질량% 이상이며, 특히 바람직하게는 40질량% 이상이다. 또한, 상기 산화물의 함유량은, 산화물층 전체에 대해 바람직하게는 90질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 80질량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 70질량% 이하이며, 특히 바람직하게는 60질량% 이하이다.The content of the iron-containing oxide in the oxide layer is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, further preferably 30% by mass or more, And particularly preferably not less than 40% by mass. The content of the oxide is preferably 90 mass% or less, more preferably 80 mass% or less, further preferably 70 mass% or less, and particularly preferably 60 mass% or less to be.

또한, 철을 포함하는 산화물 중 적어도 1종으로서는, 마그네타이트(Fe3O4)에 포함되는 Fe의 일부가 Cr으로 치환된 구조의 복합 산화물[이하,「(Fe, Cr)3O4」이라고도 함]이 바람직하다. 여기서, (Fe, Cr)3O4은, 마그네타이트(Fe3O4)와 마찬가지로, 스피넬 구조를 갖는 화합물이다.Also, as at least one kind of oxides containing iron, a composite oxide having a structure in which a part of Fe contained in magnetite (Fe 3 O 4 ) is substituted with Cr [hereinafter also referred to as "(Fe, Cr) 3 O 4 " ] Is preferable. Here, (Fe, Cr) 3 O 4 is a compound having a spinel structure like magnetite (Fe 3 O 4 ).

상기 산화물층이 (Fe, Cr)3O4을 함유함으로써, 산화물층과 질소 화합물층의 밀착성이 보다 향상되어, 산화물층의 박리가 보다 억제된다.Since the oxide layer contains (Fe, Cr) 3 O 4 , the adhesion between the oxide layer and the nitrogen compound layer is further improved, and the peeling of the oxide layer is further suppressed.

또한, (Fe, Cr)3O4을 함유하는 산화물층을 형성하는 방법으로서는, 전술한 바와 같이, Cr을 1질량% 이상(바람직하게는 2질량% 이상, 보다 바람직하게는 4질량% 이상, 특히 바람직하게는 4.80질량% 이상) 포함하는 열간 공구강을 포함하는 모재를 사용하고, 이 모재에 상기 질화층을 형성하고, 계속해서 산화물층을 형성하는 방법이 적합하다. 이 방법에 의하면, 형성되는 산화물층에 모재로부터 Cr을 용이하게 공급할 수 있고, 이 산화물층에 (Fe, Cr)3O4을 용이하게 함유시킬 수 있다.As a method of forming the oxide layer containing (Fe, Cr) 3 O 4 , it is preferable that the Cr content be 1 mass% or more (preferably 2 mass% or more, more preferably 4 mass% Particularly preferably 4.80% by mass or more), and the nitrided layer is formed on the base material, followed by forming the oxide layer. According to this method, Cr can easily be supplied from the base material to the oxide layer to be formed, and (Fe, Cr) 3 O 4 can be easily contained in the oxide layer.

상기 산화물층의 두께에는 특별히 제한은 없지만, 내용손성을 보다 향상시키는 관점에서는, 1㎛ 이상이 바람직하고, 2㎛ 이상이 보다 바람직하다.The thickness of the oxide layer is not particularly limited, but is preferably 1 m or more, and more preferably 2 m or more, from the viewpoint of further improving the content stability.

또한, 상기 산화물층의 두께는, 반복 사용 시의 박리를 보다 억제하는 관점에서는, 20㎛ 이하가 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 바람직하다.The thickness of the oxide layer is preferably 20 占 퐉 or less, more preferably 10 占 퐉 or less, from the viewpoint of further suppressing peeling in repeated use.

이상에서 설명한, 질화층 및 산화물층은, 모재에 대해 표면 처리를 실시함으로써[예를 들어, 질화 처리(nitriding) 및 산화 처리(oxidizing)를 순차 실시함으로써] 형성된 표면 처리층인 것이 바람직하다.The nitride layer and the oxide layer described above are preferably surface treatment layers formed by subjecting the base material to surface treatment (for example, by sequentially performing nitriding and oxidizing).

보다 상세하게는, 질화층은, 상기 모재에 질화 처리를 실시하여 형성된 층인 것이 바람직하다.More specifically, it is preferable that the nitride layer is a layer formed by nitriding the base material.

질화 처리로서는, 상기 모재의 표면에, 가열하에서 암모니아 가스 및 질소 가스(바람직하게는, 또한 이산화탄소 가스)를 포함하는 분위기 가스에 노출시키는 처리를 들 수 있다.As the nitriding treatment, the surface of the base material is exposed to an atmosphere gas containing ammonia gas and nitrogen gas (preferably, carbon dioxide gas) under heating.

그 외, 질화 처리의 방법은 공지의 방법으로 할 수 있는데, 질화 처리의 조건을 조정함으로써, 상기 질화층을 형성할 수 있다.In addition, the nitriding treatment can be performed by a known method, and the nitriding layer can be formed by adjusting the conditions of the nitriding treatment.

질화 처리의 더욱 바람직하는 조건에 대해서는 후술한다.More preferable conditions of the nitriding treatment will be described later.

또한, 산화물층은, 상기 질화층이 형성된 모재의 질화층 형성면측에, 산화 처리를 실시함으로써 형성된 층인 것이 바람직하다.The oxide layer is preferably a layer formed by performing an oxidation treatment on the nitride layer formation side of the base material on which the nitride layer is formed.

산화 처리로서는, 가열하에서 산화성 분위기(예를 들어, 대기 분위기 또는 수증기 분위기, 바람직하게는 수증기 분위기)에 노출시키는 처리를 들 수 있다.The oxidation treatment includes a treatment in which an oxidizing atmosphere (for example, an atmospheric atmosphere or a steam atmosphere, preferably a steam atmosphere) is exposed under heating.

그 외, 산화 처리의 방법은 공지의 방법으로 할 수 있다.In addition, the oxidation treatment can be performed by a known method.

수증기 분위기에 노출시키는 처리로서는, 예를 들어 호모 처리(homotreatment)나 수증기 처리(steam treatment)라고 불리는 공지의 처리를 들 수 있다.Examples of the treatment for exposing to the steam atmosphere include a known treatment such as homotreatment or steam treatment.

산화 처리의 더욱 바람직하는 조건에 대해서는 후술한다.Further preferable conditions of the oxidation treatment will be described later.

본 발명의 주조용 부재는, 상술한 구성 요소 이외에도, 공지의 구성 요소를 적절히 구비하고 있어도 된다.The casting member of the present invention may appropriately include well-known constituent elements in addition to the above-described constituent elements.

또한, 본 발명의 주조용 부재는, 용융 금속과 접촉하여 사용되는 부재이다.Further, the casting member of the present invention is a member used in contact with molten metal.

이 용융 금속으로서는, 공지의 알루미늄 합금(예를 들어, 다이캐스팅용 알루미늄 합금 등)을 용융시킨 것을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 주조용 부재는, 용융 금속으로서, 공지의 아연 합금(예를 들어, 다이캐스팅용 아연 합금 등)을 용융시킨 것을 사용하였을 때에도 효과를 기대할 수 있다.As the molten metal, a well-known aluminum alloy (for example, an aluminum alloy for die casting, etc.) may be appropriately used. Further, the casting member of the present invention can be expected to have an effect when a molten metal obtained by melting a known zinc alloy (for example, zinc alloy for die casting) is used.

또한, 본 발명의 주조용 부재는, 다이캐스팅(die casting)에 적절하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 다이캐스팅 장치의 구성 부재인, 입자(insert), 중자(core) 등의 금형 구성 부품이나, 코어핀(corepin), 슬리브(sleeve) 등으로서 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 슬리브는, 고온의 용융 금속이 장시간 접촉하고 있기 때문에, 보다 우수한 내용손성이 중시되는 용도이다. 따라서, 우수한 내용손성을 갖는 본 발명의 주조용 부재는, 다이캐스팅용 슬리브에 최적이다.Further, the casting member of the present invention can be suitably used for die casting. For example, it can be used as a mold component such as an insert, a core, or the like, a core pin, a sleeve, or the like, which is a component of a die casting apparatus. Among them, the sleeve is used in which a high-temperature molten metal is in contact for a long time, so that a more excellent content property is emphasized. Therefore, the casting member of the present invention having excellent content handling properties is optimal for a die casting sleeve.

<다이캐스팅용 슬리브, 다이캐스팅 장치><Die casting sleeve, die casting device>

본 발명의 다이캐스팅용 슬리브는, 본 발명의 주조용 부재를 구비한다.The die casting sleeve of the present invention comprises the casting member of the present invention.

또한, 본 발명의 다이캐스팅 장치는, (바람직하게는 다이캐스팅용 슬리브로서)본 발명의 주조용 부재를 구비한다.In addition, the die casting apparatus of the present invention includes the casting member of the present invention (preferably as a die casting sleeve).

본 발명의 다이캐스팅용 슬리브 또는 다이캐스팅 장치에 의하면, 초기 사용 시부터 반복 사용 시에 걸쳐 우수한 내용손성을 유지하면서, 다이캐스팅을 행할 수 있다. 이에 의해, 주조용 부재의 보수 빈도를 저감시킬 수 있고, 또한, 이 주조용 부재의 수명을 길게 할 수 있다.According to the die casting sleeve or die casting apparatus of the present invention, die casting can be carried out while maintaining excellent content uniformity during repeated use from the initial use. As a result, the frequency of maintenance of the casting member can be reduced, and the service life of the casting member can be prolonged.

<주조용 부재의 제조 방법>&Lt; Production method of casting member >

본 발명의 주조용 부재를 제조하는 방법에는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 열간 공구강을 포함하는 모재를 준비하는 모재 준비 공정과, 상기 모재의 표면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 암모니아 가스 및 질소 가스를 포함하는 분위기 가스에 노출시킴으로써 질화 처리하여 질화층을 형성하는 질화층 형성 공정과, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 산화성 분위기에 노출시킴으로써 산화 처리하여 산화물층을 형성하는 산화물층 형성 공정을 포함하는 주조용 부재의 제조 방법이 적합하다.The method for producing the casting member of the present invention is not particularly limited, and for example, a base material preparing step of preparing a base material including a hot tool steel, A nitride layer forming step of forming a nitride layer by performing a nitriding treatment by exposing the nitride layer to an atmosphere gas containing nitrogen gas; and a step of exposing the surface of the base material on which the nitride layer is formed to an oxidizing atmosphere at 450 캜 to 600 캜 And an oxide layer forming step of forming an oxide layer by oxidation treatment is suitable.

본 제조 방법에 있어서, 열간 공구강, 모재, 질화층 및 산화물층 등에 대해서는, 전술한 「주조용 부재」의 항에서 설명한 바와 같고, 바람직한 범위도 마찬가지이다.In the present manufacturing method, the hot tool steel, the base material, the nitrided layer, the oxide layer, and the like are the same as those described in the section of "Casting Member", and the preferable range is the same.

(질화층 형성 공정)(Nitriding layer forming step)

질화층 형성 공정은, 상기 모재의 표면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 암모니아 가스 및 질소 가스를 포함하는 분위기 가스에 노출시킴으로써 질화 처리하고, 모재 상에 상기 질화층을 형성하는 공정이다.The nitriding layer forming step is a step of nitriding the surface of the base material by exposure to an atmospheric gas containing ammonia gas and nitrogen gas at a temperature of 450 DEG C to 600 DEG C to form the nitrided layer on the base material.

본 공정은, 노를 사용한 통상의 질화 처리의 방법에 의해 행할 수 있다.This step can be performed by a conventional nitriding method using a furnace.

본 공정에 있어서, 분위기 가스에 노출시키는 시간에는 특별히 제한은 없지만, 20시간 이상이 바람직하고, 24시간 이상이 보다 바람직하고, 30시간 이상이 더욱 바람직하고, 36시간 이상이 특히 바람직하다. 상기 시간이 20시간 이상이면, 형성되는 질화층의 두께를 200㎛ 이상으로 조정하기 쉽고, 또한, 형성되는 질소 화합물층의 두께를 5㎛ 이상으로 조정하기 쉽다.In this step, the time for exposure to the atmosphere gas is not particularly limited, but is preferably 20 hours or more, more preferably 24 hours or more, still more preferably 30 hours or more, and particularly preferably 36 hours or more. When the time is 20 hours or more, the thickness of the formed nitride layer is easily adjusted to 200 탆 or more, and the thickness of the formed nitrogen compound layer is easily adjusted to 5 탆 or more.

또한, 분위기 가스에 노출시키는 시간은, 40시간 이하가 바람직하다. 상기 시간이 40시간 이하이면 형성되는 질화층의 두께를 400㎛ 이하로 보다 조정하기 쉽고, 또한, 형성되는 질소 화합물층의 두께를 40㎛ 이하로 보다 조정하기 쉽다.The time for exposure to the atmospheric gas is preferably 40 hours or less. When the time is 40 hours or less, the thickness of the formed nitride layer is more easily adjusted to 400 탆 or less and the thickness of the formed nitrogen compound layer is more easily adjusted to 40 탆 or less.

또한, 상기 분위기 가스는, 질소 화합물층을 형성하기 쉬운 점에서, 이산화탄소 가스를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the atmospheric gas further includes carbon dioxide gas in view of easy formation of a nitrogen compound layer.

이 경우, 상기 분위기 가스 중에 있어서의 이산화탄소 가스의 양은, 암모니아 가스, 질소 가스 및 이산화탄소 가스의 합계에 대해 3체적% 이상이 바람직하고, 5체적% 이상이 보다 바람직하다. 또한, 상기 이산화탄소 가스의 양은, 암모니아 가스, 질소 가스 및 이산화탄소 가스의 합계에 대해 20체적% 이하가 바람직하고, 15체적% 이하가 보다 바람직하다.In this case, the amount of carbon dioxide gas in the atmospheric gas is preferably 3 vol% or more, more preferably 5 vol% or more, based on the total amount of ammonia gas, nitrogen gas, and carbon dioxide gas. The amount of the carbon dioxide gas is preferably 20 vol% or less, more preferably 15 vol% or less, based on the total amount of the ammonia gas, the nitrogen gas, and the carbon dioxide gas.

또한, 본 공정에 있어서의 가열 온도는 450℃ 이상 600℃ 이하이지만, 500℃ 이상 600℃ 이하인 것이 바람직하고, 540℃ 이상 600℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 가열 온도가 500℃ 이상이면, 형성되는 질화층의 두께를 200㎛ 이상으로 보다 조정하기 쉽다.The heating temperature in this step is not less than 450 ° C and not more than 600 ° C, but preferably not less than 500 ° C and not more than 600 ° C, and more preferably not less than 540 ° C and not more than 600 ° C. If the heating temperature is 500 占 폚 or higher, the thickness of the formed nitride layer is more easily adjusted to 200 占 퐉 or more.

(산화물층 형성 공정)(Oxide layer forming step)

산화물층 형성 공정은, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 산화성 분위기에 노출시킴으로써 산화 처리하고, 상기 질화층 상에 상기 산화물층을 형성하는 공정이다.The oxide layer forming step is a step of oxidizing the surface of the base material on which the nitride layer is formed by exposing the surface of the base material to an oxidizing atmosphere at 450 캜 or higher and 600 캜 or lower and forming the oxide layer on the nitrided layer.

본 공정은, 노를 사용한 통상의 산화 처리의 방법에 의해 행할 수 있다.This step can be carried out by a conventional oxidation treatment method using a furnace.

본 공정에 있어서, 산화성 분위기에 노출시키는 시간에는 특별히 제한은 없지만, 산화철을 보다 적합하게 생성하는 관점에서, 1시간 이상이 바람직하고, 1.5시간 이상이 보다 바람직하다.In this step, the time for exposure to the oxidizing atmosphere is not particularly limited, but is preferably not less than 1 hour, more preferably not less than 1.5 hours, from the viewpoint of more suitably producing iron oxide.

산화성 분위기에 노출시키는 시간의 상한에는 특별히 제한은 없지만, 생산성 등의 관점에서, 이 시간은, 5시간 이하가 바람직하고, 3시간 이하가 보다 바람직하고, 2시간 이하가 특히 바람직하다.The upper limit of the time for exposure to the oxidizing atmosphere is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, this time is preferably 5 hours or less, more preferably 3 hours or less, and particularly preferably 2 hours or less.

상기 산화성 분위기로서는, 철을 산화할 수 있는 분위기라면 특별히 제한은 없고, 예를 들어 대기 분위기나 수증기 분위기를 들 수 있다.The oxidizing atmosphere is not particularly limited as long as it is an atmosphere capable of oxidizing iron, and examples thereof include an atmospheric atmosphere and a steam atmosphere.

상기 산화성 분위기로서는, Fe3O4[또한, Fe3O4 및 (Fe, Cr)3O4]을 보다 용이하게 생성하기 쉬운 점에서, 수증기 분위기가 바람직하다.As the oxidizing atmosphere, a steam atmosphere is preferable because Fe 3 O 4 (further, Fe 3 O 4 and (Fe, Cr) 3 O 4 ] can be easily generated easily.

또한, 본 공정에 있어서의 가열 온도는 450℃ 이상 600℃ 이하이지만, 480℃ 이상 600℃ 이하인 것이 바람직하고, 500℃ 이상 600℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 가열 온도가 480℃ 이상이면, Fe3O4[또한, (Fe, Cr)3O4]을 보다 용이하게 생성할 수 있다.The heating temperature in this step is not less than 450 ° C and not more than 600 ° C, but preferably not less than 480 ° C and not more than 600 ° C, and more preferably not less than 500 ° C and not more than 600 ° C. If the heating temperature is more than 480 ℃, Fe 3 O 4 [Further, (Fe, Cr) 3 O 4] the can be easily generated more.

또한, 본 제조 방법은, 필요에 따라, 그 외의 공정을 갖고 있어도 된다.In addition, the present manufacturing method may have other steps, if necessary.

그 외의 공정으로서는, 질화층 형성 공정에 앞서, 모재에 켄칭 템퍼링을 행하는 공정 등을 들 수 있다.Other processes include a step of quenching and tempering the base material prior to the nitride layer forming step.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described concretely with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

이하에 있어서, 비커스 경도의 측정은, JIS Z 2244(1998)에 준거하고, 하중 50g의 조건으로 행하였다.In the following, the Vickers hardness was measured in accordance with JIS Z 2244 (1998) under a load of 50 g.

〔실시예 1〕[Example 1]

주조용 부재로서 시료 1∼시료 9를 제작하고, 이들에 대해, 반복 사용 시에 있어서의 내용손성(용손율)을 평가하였다.Samples 1 to 9 were prepared as a casting member, and the content dependency (loss factor) during repeated use was evaluated.

이하, 시료 2를 중심으로, 그 상세를 설명한다.Hereinafter, the details of the sample 2 will be described.

<시료 2의 제작>&Lt; Production of sample 2 >

JIS-G-4404(합금 공구강 강재)로 규정되는 SKD61의 열간 공구강을, 직경 10㎜×높이 90㎜의 원기둥 형상으로 가공하고, 모재로 하였다.The hot tool steel of SKD61 specified by JIS-G-4404 (alloy tool steel) was processed into a cylindrical shape having a diameter of 10 mm and a height of 90 mm to form a base material.

이 모재에 켄칭 템퍼링을 실시하고, JIS G 0202로 규정되는 로크웰 경도(HRC)로 약 45HRC의 경도로 되도록 조정하였다.This base material was subjected to quenching tempering and adjusted to a hardness of about 45 HRC by a Rockwell hardness (HRC) specified by JIS G 0202.

경도 조정 후의 모재의 전체면에, 표 1에 나타내는 조건의 질화 처리 및 산화 처리를 순차 실시하여, 이 모재의 전체면에, 질화층 및 산화물층을 순차 형성하고, 시료 2를 얻었다.A nitriding layer and an oxide layer were sequentially formed on the entire surface of this base material to obtain a sample 2, on the entire surface of the base material after the hardness adjustment, with the nitriding treatment and the oxidation treatment under the conditions shown in Table 1 in sequence.

여기서, 질화 처리는, 표 1에 나타내는 조성의 분위기 가스가 도입된, 전체압 101㎪의 반응로 내에서 행하였다.Here, the nitriding treatment was carried out in a reaction furnace with a total pressure of 101 kPa in which the atmosphere gas of the composition shown in Table 1 was introduced.

또한, 산화 처리는, 수증기가 도입된, 전체압 101㎪의 반응로 내에서 행하였다.The oxidation treatment was carried out in a reaction furnace with a total pressure of 101 kPa into which steam was introduced.

또한, 표 1의 가열 조건란에 있어서, 「h」는 시간을 나타내고 있다. 예를 들어, 「36h」는 「36시간」을 나타내고 있다.In the heating conditions of Table 1, &quot; h &quot; represents time. For example, &quot; 36h &quot; indicates &quot; 36 hours &quot;.

<시료 2의 측정>&Lt; Measurement of sample 2 >

제작된 시료 2를 질화층 및 산화물층의 두께 방향(깊이 방향)을 따라 절단하고, 얻어진 단면에 있어서, 이하의 측정을 행하였다.The fabricated sample 2 was cut along the thickness direction (depth direction) of the nitride layer and the oxide layer, and the following measurement was performed on the obtained cross section.

측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The measurement results are shown in Table 1 below.

(질소 화합물층의 두께 측정)(Measurement of Thickness of Nitrogen Compound Layer)

상기 단면을 연마하고, 계속해서 이 단면을 나이탈(질산을 5체적% 포함하는 질산에탄올 용액)로 부식시켰다. 계속해서, 이 단면을 SEM(배율 3000배)으로 관찰하고(도 3 참조), 이 SEM상에 있어서의 콘트라스트에 기초하여, 질소 화합물층의 두께를 측정하였다.The cross section was abraded and subsequently the cross section was corroded with a nitrate (ethanol nitrate solution containing 5 vol% of nitric acid). Subsequently, this cross section was observed with an SEM (magnification: 3000 times) (see Fig. 3), and the thickness of the nitrogen compound layer was measured based on the contrast on this SEM.

(질화층 및 질소 확산층의 두께 측정)(Measurement of Thickness of Nitride Layer and Nitrogen Diffusion Layer)

먼저, 상기 단면의 광학 현미경상(도 1)의 콘트라스트에 기초하여, 모재의 내부의 위치(깊이)를 추정하였다.First, the position (depth) of the inside of the base material was estimated based on the contrast of the cross section of the optical microscope (Fig. 1).

이어서, 상기 단면에 있어서, 주조용 부재의 표면측으로부터 모재측을 향해, 각 측정점의 비커스 경도를, JIS Z 2244(1998)에 준거하여 순차 측정하였다. 이 일련의 비커스 경도 측정에 의해, 산화물층과 질소 화합물층의 계면으로부터의 거리 d(각 층의 두께 방향에 관한 거리)와, 비커스 경도의 관계를 구하였다(도 2).Then, in the section, the Vickers hardness of each measurement point was measured sequentially from the surface side of the casting member toward the base material side in accordance with JIS Z 2244 (1998). The relationship between the distance d (the distance in the thickness direction of each layer) from the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer and the Vickers hardness was determined by this series of Vickers hardness measurement (FIG. 2).

이 관계에 기초하여, 모재의 내부에 있어서, 상기한 거리 d가 25㎛ 변화되었을 때의 비커스 경도의 변화가 10HV 이하로 되었을 때의 측정값을, 「모재의 비커스 경도」로 하였다. 또한, 「모재의 비커스 경도」보다도 50HV 높은 비커스 경도를 나타내는 위치를, 질소 확산층과 모재의 계면의 위치로 하였다.Based on this relationship, the measured value when the variation of the Vickers hardness when the distance d was changed by 25 mu m in the inside of the base material was 10 HV or less was defined as &quot; Vickers hardness of the base material &quot;. In addition, the position showing the Vickers hardness of 50 HV higher than the "Vickers hardness of the base material" was defined as the position of the interface between the nitrogen diffusion layer and the base material.

이어서, 상기 비커스 경도 측정의 결과, 광학 현미경 관찰 결과 및 SEM 관찰 결과에 기초하여, 산화물층과 질소 화합물층의 계면으로부터 질소 확산층과 모재의 계면까지의 거리를 구하고, 이 거리를 질화층의 두께로 하였다.Subsequently, as a result of the Vickers hardness measurement, the distance from the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer to the interface of the nitrogen diffusion layer and the base material was determined based on the results of the optical microscope observation and the SEM observation, and this distance was taken as the thickness of the nitride layer .

또한, 질소 화합물층과 질소 확산층의 계면으로부터 질소 확산층과 모재의 계면까지의 거리를 구하고, 이 거리를 질소 확산층의 두께로 하였다.The distance from the interface between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer to the interface between the nitrogen diffusion layer and the base material was determined, and this distance was defined as the thickness of the nitrogen diffusion layer.

도 1은 시료 2를 질화층 및 산화물층의 두께 방향을 따라 절단한 단면을 나타내는 광학 현미경상(배율 50배)이다.Fig. 1 is an optical microscopic image (magnification 50 times) showing a section obtained by cutting the sample 2 along the thickness direction of the nitride layer and the oxide layer.

도 2는 시료 2를 질화층 및 산화물층의 두께 방향을 따라 절단한 단면에 있어서, 비커스 경도 측정을 행한 결과이며, 산화물층과 질소 화합물층의 계면으로부터의 거리 d(㎛)와, 비커스 경도[Vickers hardness(HV)]의 관계를 나타내는 그래프이다.Fig. 2 shows the results of Vickers hardness measurement on a section obtained by cutting the sample 2 along the thickness direction of the nitrided layer and the oxide layer. The distance d (mu m) from the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer and the Vickers hardness hardness (HV)].

도 1에 나타내는 바와 같이, 시료 2에서는, 모재(10) 상에 질소 확산층(32)이 형성되고, 이 질소 확산층(32) 상에 질소 화합물층(34) 및 산화물층(40)이 형성되어 있는 것이 확인되었다.1, in the sample 2, the nitrogen diffusion layer 32 is formed on the base material 10, the nitrogen compound layer 34 and the oxide layer 40 are formed on the nitrogen diffusion layer 32 .

또한, 도 2로부터, 시료 2에서는, 모재의 비커스 경도(약 430HV)보다도 비커스 경도가 50HV 높은 위치, 즉, 거리 d가 300㎛인 위치를, 모재(10)와 질소 확산층(32)의 계면으로 하였다.2, in the sample 2, the position where the Vickers hardness is 50 HV higher than the Vickers hardness (about 430 HV) of the base material, that is, the position where the distance d is 300 m is set at the interface between the base material 10 and the nitrogen diffusion layer 32 Respectively.

도 3은 시료 2의 각 층의 단면을 나타내는 SEM상(배율 3000배)이다.3 is an SEM image (magnification 3000 times) showing a cross section of each layer of Sample 2. Fig.

도 3에 나타내는 바와 같이, 시료 2에서는, 이 시료 2의 표면을 포함하는 산화물층(40)과 질소 확산층(32) 사이에, 질소 화합물층(34)이 개재되는 것이 확인되었다. 상세하게는, 나이탈에의 용해성의 차이에 의해, 질소 화합물층(34)과 다른 층이 구별되었다.As shown in Fig. 3, in the sample 2, it was confirmed that the nitrogen compound layer 34 was interposed between the oxide layer 40 including the surface of the sample 2 and the nitrogen diffusion layer 32. In detail, the nitrogen compound layer 34 and the other layer were distinguished from each other by the difference in solubility in and out.

시료 2에 있어서의 질화층(30)은 질소 확산층(32) 및 질소 화합물층(34)으로 구성되어 있다.The nitride layer 30 in the sample 2 is composed of the nitrogen diffusion layer 32 and the nitrogen compound layer 34.

또한, 산화물층(40) 중에 있어서의 질소 화합물층(34)과의 계면측에는 혼합층(42)이 확인되었다. 도 3으로부터, 이 혼합층(42)은 다공질의 구멍부에 산화물이 형성된 구조인 것을 알 수 있었다.In addition, the mixed layer 42 was confirmed on the interface side with the nitrogen compound layer 34 in the oxide layer 40. 3, it can be seen that the mixed layer 42 has a structure in which an oxide is formed in a porous hole portion.

(산화물층의 성분 분석)(Component analysis of oxide layer)

X선 회절 시험에 의해, 산화물층의 성분을 분석하였다.The components of the oxide layer were analyzed by an X-ray diffraction test.

<시료 2의 용손율(%)의 평가>&Lt; Evaluation of drag ratio (%) for sample 2 >

상기에서 제작된 시료 2에 대해, 이하와 같이 하여, 용손율(%)의 평가를 행하였다. 이 평가에서는, 용손율(%)이 낮을수록, 반복 사용 시에 있어서의 내용손성이 우수한 것을 나타내고 있다.With respect to the sample 2 prepared as described above, the loss factor (%) was evaluated as follows. In this evaluation, the lower the drag ratio (%), the better the content handlability at the time of repeated use.

먼저, 다이캐스팅용 알루미늄 합금 ADC12(JIS-H-5302)를 용융시켜 용융 금속으로 하고, 이 용융 금속의 온도를 700℃로 유지하였다.First, an aluminum alloy ADC12 (JIS-H-5302) for die casting was melted into a molten metal, and the temperature of the molten metal was maintained at 700 占 폚.

이어서, 시료 2의 무게를 측정하고(여기서 측정된 무게를, 이하, 「침지 전의 무게」라고 함), 무게 측정 후의 시료 2의 일단부면으로부터 40㎜까지의 부분을, 상기 700℃의 용융 금속 중에 침지시켰다(이하, 이 상태를 「초기 상태」라고 한다). 이 초기 상태로부터 시료 2를 20㎜의 진폭으로 상하시키는 운동을, 매분 90회로 5시간 행하였다(즉, 이 운동 중, 시료 2의 일단부면으로부터 20㎜까지의 부분은, 항상 용융 금속에 침지되어 있다).Subsequently, the weight of the sample 2 (hereinafter referred to as &quot; weight before immersion &quot;) was measured, and the portion from the one end face of the sample 2 after the weight measurement to 40 mm was immersed in the molten metal (Hereinafter referred to as &quot; initial state &quot;). From this initial state, the sample 2 was moved up and down by an amplitude of 20 mm for 90 hours per minute for 5 hours (that is, during this exercise, the portion up to 20 mm from one end face of the sample 2 was always immersed in molten metal have).

상기 5시간의 운동을 행한 후의 시료 2를 용융 금속으로부터 꺼내고, 이 시료 2를 알칼리 세정하였다. 알칼리 세정 후의 시료 2를 건조시키고, 건조한 시료 2의 무게를 측정하였다(여기서 측정된 무게를, 이하, 「침지 후의 무게」라고 한다).The sample 2 after the movement for 5 hours was removed from the molten metal, and the sample 2 was washed with alkali. The alkali-washed sample 2 was dried and the weight of the dried sample 2 was measured (the weight measured here is hereinafter referred to as &quot; weight after immersion &quot;).

상기 「침지 전의 무게」 및 상기 「침지 후의 무게」에 기초하여, 하기 수학식 1에 따라서, 용손율(%)을 산출하였다.(%) Was calculated based on the above-described &quot; weight before immersion &quot; and the &quot; weight after immersion &quot;

산출된 용손율(%)을 하기 표 1에 나타내었다.The calculated drag loss ratio (%) is shown in Table 1 below.

Figure 112014104605195-pct00001
Figure 112014104605195-pct00001

<시료 1 및 시료 3∼시료 9의 제작, 측정 및 평가><Preparation, Measurement and Evaluation of Sample 1 and Sample 3 to Sample 9>

시료 2의 제작, 측정 및 평가에 있어서, 질화 처리 및 산화 처리의 조건을, 하기 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하고, 시료 1 및 시료 3∼시료 9의 제작, 측정 및 평가를 행하였다.The conditions for the nitriding treatment and the oxidation treatment were changed as shown in the following Table 1 in the production, measurement and evaluation of the sample 2, and the production, measurement and evaluation of the sample 1 and the samples 3 to 9 were carried out.

여기서, 시료 4, 6 및 8에서는, 시료 2의 산화 처리에 있어서의 수증기 분위기를, 대기 분위기로 변경하였다.Here, in the samples 4, 6 and 8, the steam atmosphere in the oxidation treatment of the sample 2 was changed to an atmospheric atmosphere.

시료 8에서는, 질화 처리를 행한 후, 형성된 질소 화합물층을 숏 블라스트에 의해 제거하고, 제거 후에 산화 처리를 행하였다.In Sample 8, after the nitriding treatment, the formed nitrogen compound layer was removed by shot blasting, and oxidation treatment was performed after removal.

시료 9에서는, 산화 처리를 행하지 않았다.In the sample 9, the oxidation treatment was not performed.

측정 및 평가의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The results of the measurement and evaluation are shown in Table 1 below.

Figure 112014104605195-pct00002
Figure 112014104605195-pct00002

표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명예인 시료 1∼시료 5에서는, 비교예인 시료 6∼시료 9와 비교하여, 용손율(%)이 낮아, 반복 사용 시에 있어서의 내용손성이 우수한 것이 확인되었다.As shown in Table 1, it was confirmed that Sample 1 through Sample 5 of the present invention had a lower loss ratio (%) than Sample 6 through Sample 9, which were comparative examples, and superior in content dependency at the time of repeated use.

상세하게는, 시료 1에서는, 질화층의 두께가 시료 9보다도 얇지만, 산화물층이 형성되어 있음으로써, 시료 9보다도 낮은 용손율을 나타내었다.Specifically, in Sample 1, although the thickness of the nitrided layer was thinner than that of Sample 9, since the oxide layer was formed, the sample loss was lower than Sample 9.

또한, 시료 2는 시료 1에 있어서의 질화 처리의 시간을 연장시켜 질화층을 더욱 두껍게 한 시료이다. 이 시료 2는 시료 1보다도 더욱 낮은 용손율을 나타내었다.Sample 2 was a sample in which the nitriding treatment time in Sample 1 was extended to make the nitrided layer thicker. This sample 2 exhibited a lower loss factor than sample 1.

시료 1 및 시료 2에서는, X선 회절 시험에 의해, 산화물층의 성분으로서, 마그네타이트(Fe3O4) 외에, 마그네타이트(Fe3O4)에 포함되는 Fe의 일부가 Cr으로 치환된 구조의 복합 산화물[(Fe, Cr)3O4]이 검출되었다.In Sample 1 and Sample 2, a composite of a structure in which a part of Fe contained in magnetite (Fe 3 O 4 ) was replaced with Cr in addition to magnetite (Fe 3 O 4 ) as a component of the oxide layer by X- Oxide [(Fe, Cr) 3 O 4 ] was detected.

시료 3 및 시료 4는 시료 2의 산화 처리 조건을 변경한 것이다.And Sample 3 and Sample 4 were obtained by changing the oxidation treatment conditions of Sample 2.

이 중, 산화 처리 온도를 낮게 한 시료 3에서는, 산화물층의 성분으로서, 마그네타이트(Fe3O4)가 검출되었지만, (Fe, Cr)3O4이 검출되지 않고, 시료 2와 비교하여 용손율이 약간 높아졌다.(Fe 3 O 4 ) was detected as a component of the oxide layer, but (Fe, Cr) 3 O 4 was not detected in the sample 3 in which the oxidation treatment temperature was lowered. In comparison with the sample 2, This slightly increased.

산화 처리의 분위기를 대기 분위기로 한 시료 4의 산화물층에는, 마그네타이트(Fe3O4) 외에, 헤머타이트(Fe2O3)도 검출되었다. 이 시료 4에서는, 시료 2 및 3과 비교하여, 용손율이 약간 높아졌다.In addition to magnetite (Fe 3 O 4 ), hematite (Fe 2 O 3 ) was also detected in the oxide layer of the sample 4 in which the atmosphere of the oxidation treatment was an atmospheric environment. In Sample 4, the drag ratio was slightly higher than that of Samples 2 and 3.

시료 5는 시료 3의 질화 처리의 조건을 변경한 것이다.Sample 5 was obtained by changing the nitriding condition of sample 3.

상세하게는, 시료 5는 시료 3에 있어서의 질화 처리의 분위기 가스(암모니아 가스, 이산화탄소 가스 및 질소 가스의 혼합 가스)를 시료 9와 동일한 종래의 분위기 가스(암모니아 가스 및 질소 가스의 혼합 가스)로 변경한 것이다.Specifically, Sample 5 was prepared by mixing the atmosphere gas (ammonia gas, carbon dioxide gas and nitrogen gas mixed gas) of the nitriding treatment in Sample 3 with the same conventional atmosphere gas (mixed gas of ammonia gas and nitrogen gas) as Sample 9 It is a change.

이 시료 5에서는, 시료 3과 비교하여, 용손율이 약간 높았다.In this sample 5, the drag ratio was slightly higher than that of the sample 3.

비교예인 시료 6∼시료 8은 본 발명예와 마찬가지로, 질화층 상에 산화물층을 형성한 시료이다.Samples 6 to 8, which are comparative examples, are samples in which an oxide layer is formed on the nitride layer as in the case of the present invention.

그러나, 시료 6은 질화 처리의 시간이 짧고, 질화층이 얇았던 점에서, 시료 9에 비해 내용손성의 개선이 거의 보이지 않았다.However, since the time for the nitriding treatment was short and the nitride layer was thin, the sample 6 showed almost no improvement in the content loss property as compared with the sample 9.

시료 7은 질화 처리의 시간이 시료 6보다도 더욱 짧고, 질화층이 얇았던 것 외에, 질소 화합물층도 얇았던 시료이다.Sample 7 was a sample in which the nitriding treatment time was shorter than that of sample 6, the nitride layer was thinner, and the nitrogen compound layer was also thin.

이 시료 7에서는, 용손율의 평가 중, 산화물층과 질소 화합물층의 계면에서 조기에 박리가 발생한 것 외에, 질소 화합물층과 질소 확산층의 계면에서도 조기에 박리가 발생하고, 용손율이 높았다.In this sample 7, early peeling occurred at the interface between the oxide layer and the nitrogen compound layer during the evaluation of the drag ratio, and peeling also occurred early at the interface between the nitrogen compound layer and the nitrogen diffusion layer, and the drag ratio was high.

도 4는 시료 7의 각 층의 단면을 나타내는 SEM상(배율 3000배)이다.4 is an SEM image (magnification 3000 times) showing the cross section of each layer of the sample 7.

도 4에 나타내는 바와 같이, 시료 7에 있어서도, 시료 2(도 3)와 마찬가지로, 질소 확산층(32) 상에 질소 화합물층(34) 및 산화물층(40)이 순차 형성되어 있었다.4, a nitrogen compound layer 34 and an oxide layer 40 were sequentially formed on the nitrogen diffusion layer 32 in the same manner as in the sample 2 (Fig. 3).

그러나, 질소 화합물층(34)이 얇은 시료 7에서는, 질소 확산층(32)과 질소 화합물층(34) 사이에 SEM상 중에 있어서 짙은 흑색으로 나타내어지는 산화물층(50)이 형성되어 있었다.However, in the sample 7 in which the nitrogen compound layer 34 is thin, the oxide layer 50 which is shown in dark black in the SEM image was formed between the nitrogen diffusion layer 32 and the nitrogen compound layer 34. [

시료 7에서는, 이 산화물층(50)이 존재함으로써, 질소 확산층(32)과 질소 화합물층(34)의 밀착성이 저하되어, 질소 확산층(32)과 질소 화합물층(34)의 계면에서, 조기에 박리가 발생한 것으로 생각된다.In the sample 7, the presence of the oxide layer 50 deteriorates the adhesion between the nitrogen diffusion layer 32 and the nitrogen compound layer 34 so that the nitrogen compound layer 34 can not be peeled off at the interface between the nitrogen diffusion layer 32 and the nitrogen compound layer 34 .

또한, 질소 화합물층이 존재하지 않는 시료 8에서는, 산화물층의 박리가 발생하였다. 그리고, 박리된 산화물층 아래에는 질소 화합물층도 없기 때문에, 용손율이 큰 결과로 되었다.In the sample 8 in which the nitrogen compound layer was not present, the oxide layer was peeled off. Further, since there is no nitrogen compound layer under the peeled oxide layer, the drag ratio is large.

〔실시예 2〕[Example 2]

<다이캐스팅용 슬리브의 제작><Fabrication of sleeve for die casting>

다이캐스팅용 슬리브로서, 치수(외경×내경×길이)가 대략 표 2에 나타내는 바와 같이 슬리브 A(미처리) 및 슬리브 B(미처리)를 준비하였다. 슬리브의 모재는, 모두 SKD61이다.Sleeve A (untreated) and sleeve B (untreated) were prepared as shown in Table 2 as dimensions (outer diameter x inner diameter x length) as diecasting sleeves. The base material of the sleeve is all SKD61.

먼저, 이들 슬리브의 표면에, 각각, 암모니아:질소=1:1의 분위기 가스 유량비로 530℃×36h의 조건으로 질화 처리를 실시하여, 질화층을 형성하였다. 형성된 질화층의 구성은, 대략 표 1의 시료 9(비교예)에 있어서의 질화층의 구성과 동일하였다.First, the surface of each of these sleeves was subjected to nitriding treatment under conditions of an atmospheric gas flow rate of ammonia: nitrogen = 1: 1 at 530 占 폚 for 36 hours to form a nitrided layer. The structure of the formed nitride layer was substantially the same as that of the nitride layer in the sample 9 (comparative example) shown in Table 1.

이상에 의해, 슬리브 A(비교예) 및 슬리브 B(비교예)를 얻었다.Thus, the sleeve A (comparative example) and the sleeve B (comparative example) were obtained.

이어서, 슬리브 A(비교예) 및 슬리브 B(비교예)에 산화 처리(수증기 분위기에서 520℃×1.5h)를 실시하여, 각 슬리브에 있어서의 질화층 상에 산화물층을 형성하였다.Subsequently, the sleeve A (comparative example) and the sleeve B (comparative example) were subjected to oxidation treatment (520 DEG C x 1.5h in a steam atmosphere) to form an oxide layer on the nitride layer in each sleeve.

형성된 산화물층의 구성은, 대략 표 1의 시료 1에 있어서의 산화물층의 구성과 동일하였다.The constitution of the formed oxide layer was substantially the same as the constitution of the oxide layer in the sample 1 of Table 1.

이상에 의해, 슬리브 A(본 발명예) 및 슬리브 B(본 발명예)를 얻었다.As a result, the sleeve A (the invention example) and the sleeve B (the invention example) were obtained.

<평가(다이캐스팅)><Evaluation (Diecasting)>

-슬리브 A(본 발명예)의 평가-- Evaluation of Sleeve A (Honor)

슬리브 A(본 발명예)를 1650t의 콜드 챔버 방식 다이캐스팅 장치에 장전하고, 다이캐스팅용 알루미늄 합금 ADC12(JIS-H-5302)의 다이캐스팅을 행하였다. 그리고, 용손이 커져 슬리브의 교환이 필요해질 때까지의 숏(Shot) 횟수를 카운트하고, 이 숏 횟수를 「가능 숏 횟수」로 하였다.Sleeve A (an example of the present invention) was loaded in a 1650 t cold chamber type die casting apparatus, and die casting of aluminum alloy ADC12 (JIS-H-5302) for die casting was performed. Then, the number of shots until the replacement of the sleeve becomes necessary after the increase in the melting loss is counted, and the number of shots is determined as &quot; possible short number of times &quot;.

-슬리브 A(비교예)의 평가-Evaluation of sleeve A (comparative example)

슬리브 A(본 발명예)의 평가에 있어서, 슬리브 A(본 발명예)를 슬리브 A(비교예)로 변경한 것 이외는 슬리브 A(본 발명예)의 평가와 마찬가지로 하여, 슬리브 A(비교예)의 평가를 행하였다.In the evaluation of the sleeve A (the invention example), the sleeve A (comparative example) was produced in the same manner as the evaluation of the sleeve A (the inventive example), except that the sleeve A ) Was evaluated.

-슬리브 B(본 발명예)의 평가-- Evaluation of Sleeve B (Honor)

슬리브 B(본 발명예)를 650t의 콜드 챔버 방식 다이캐스팅 장치에 장전하고, 다이캐스팅용 알루미늄 합금 ADC12(JIS-H-5302)의 다이캐스팅을 행하였다. 그리고, 용손이 커져 슬리브의 교환이 필요해질 때까지의 숏 횟수를 카운트하고, 이 숏 횟수를 「가능 숏 횟수」로 하였다.Sleeve B (the case of the present invention) was loaded in a 650-ton cold chamber type die casting apparatus, and die casting of aluminum alloy ADC12 (JIS-H-5302) for die casting was performed. Then, the number of shots until the elongation of the sleeve becomes large and the sleeve needs to be replaced is counted, and the number of shots is defined as &quot; the number of short shots. &Quot;

-슬리브 B(비교예)의 평가-- Evaluation of sleeve B (comparative example)

슬리브 B(본 발명예)의 평가에 있어서, 슬리브 B(본 발명예)를 슬리브 B(비교예)로 변경한 것 이외는 슬리브 B(본 발명예)의 평가와 마찬가지로 하여, 슬리브 B(비교예)의 평가를 행하였다.In the evaluation of the sleeve B (inventive example), the sleeve B (comparative example) was obtained in the same manner as the evaluation of the sleeve B (the inventive example), except that the sleeve B (the inventive example) ) Was evaluated.

이상의 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The results of the above evaluation are shown in Table 2 below.

Figure 112014104605195-pct00003
Figure 112014104605195-pct00003

표 2에 나타내는 바와 같이, 슬리브 A(비교예)는 6만 숏 경과 시의 용손이 커서 교환을 필요로 하였지만, 슬리브 A(본 발명예)는 12만 숏까지 사용할 수 있었다.As shown in Table 2, the sleeve A (comparative example) required a replacement due to a large melting loss at 60,000 shots, but sleeve A (the comparative example) could be used up to 120,000 shots.

또한, 슬리브 A보다 소경인 슬리브 B의 평가에 있어서, 슬리브 B(비교예)는 3만 숏 경과 시의 용손이 커서 교환을 필요로 하였지만, 슬리브 B(본 발명예)는 6만 숏까지 사용할 수 있었다.Further, in the evaluation of the sleeve B which is smaller in diameter than the sleeve A, the sleeve B (comparative example) required a replacement due to a large melting loss at the expiration of 30,000 shots, but the sleeve B there was.

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Claims (16)

용융 금속과 접촉하여 사용되는 주조용 부재이며,
열간 공구강을 포함하는 모재와,
상기 모재에 접하는 두께 200㎛ 이상 400㎛ 이하의 질화층이며, 상기 모재에 접하고 상기 모재의 성분 중에 질소가 확산되며 비커스 경도가 상기 모재의 비커스 경도보다도 50HV 이상 높은 질소 확산층, 및 상기 질소 확산층에 접하고 철을 포함하는 질소 화합물을 포함하는 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 질소 화합물층을 포함하는, 질화층과,
상기 질소 화합물층에 접하고 철을 포함하는 산화물을 함유하고 상기 용융 금속과 접촉하는 산화물층을 구비하고
상기 산화물층은, 상기 질소 화합물층에 접하고 상기 질소 화합물 및 상기 산화물로 이루어지는 혼합층을 포함하는, 주조용 부재.
A casting member used in contact with molten metal,
A base material including a hot tool steel,
A nitrogen diffusion layer having a thickness of not less than 200 탆 and not more than 400 탆 in contact with the base material and having a Vickers hardness of 50 HV or more higher than Vickers hardness of the base material in contact with the base material and nitrogen diffused in components of the base material, And a nitrogen compound layer having a thickness of 5 占 퐉 or more and 40 占 퐉 or less including a nitrogen compound containing iron,
And an oxide layer contacting the nitrogen compound layer and containing an oxide containing iron and contacting the molten metal
Wherein the oxide layer comprises a mixed layer comprising the nitrogen compound and the oxide in contact with the nitrogen compound layer.
제1항에 있어서,
상기 산화물이, 마그네타이트에 포함되는 철의 일부가 크롬으로 치환된 구조의 복합 산화물, 우스타이트, 헤머타이트 및 마그네타이트로부터 선택되는 적어도 1종인, 주조용 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the oxide is at least one selected from a composite oxide having a structure in which a part of iron contained in the magnetite is substituted with chromium, austite, hematite and magnetite.
제1항에 있어서,
상기 산화물의 적어도 1종은, 마그네타이트에 포함되는 철의 일부가 크롬으로 치환된 구조의 복합 산화물인, 주조용 부재.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the oxides is a composite oxide having a structure in which a part of iron contained in the magnetite is substituted with chromium.
제1항에 있어서,
상기 질화층은, 상기 모재를 질화 처리함으로써 형성된 층이고,
상기 산화물층은, 상기 질화층이 형성된 상기 모재를 산화 처리함으로써 형성된 층인, 주조용 부재.
The method according to claim 1,
The nitride layer is a layer formed by nitriding the base material,
Wherein the oxide layer is a layer formed by oxidizing the base material on which the nitride layer is formed.
제1항에 있어서,
상기 혼합층은, 상기 질소 화합물을 함유하는 다공질 구조의 구멍부에 산화물이 형성된 구조의 층인, 주조용 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the mixed layer is a layer of a structure in which an oxide is formed in a hole portion of a porous structure containing the nitrogen compound.
제2항에 있어서,
상기 혼합층은, 상기 질소 화합물을 함유하는 다공질 구조의 구멍부에 산화물이 형성된 구조의 층인, 주조용 부재.
3. The method of claim 2,
Wherein the mixed layer is a layer of a structure in which an oxide is formed in a hole portion of a porous structure containing the nitrogen compound.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 주조용 부재를 제조하는 방법이며,
열간 공구강을 포함하는 모재를 준비하는 모재 준비 공정과,
상기 모재의 표면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 암모니아 가스 및 질소 가스를 포함하는 분위기 가스에 노출시킴으로써 질화 처리하여 상기 질화층을 형성하는 질화층 형성 공정과,
상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 450℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 산화성 분위기에 노출시킴으로써 산화 처리하여 상기 산화물층을 형성하는 산화물층 형성 공정을 포함하는, 주조용 부재의 제조 방법.
A method for producing the casting member according to any one of claims 1 to 6,
A base material preparing step of preparing a base material including a hot tool steel,
A nitrided layer forming step of nitriding the surface of the base material by exposing the surface of the base material to an atmospheric gas containing ammonia gas and nitrogen gas under heating at 450 캜 to 600 캜 to form the nitrided layer,
And an oxide layer forming step of forming an oxide layer by exposing the surface of the base material, on which the nitride layer is formed, to an oxidizing atmosphere under heating at 450 캜 or more and 600 캜 or less.
제7항에 있어서,
상기 분위기 가스가, 이산화탄소 가스를 더 포함하는, 주조용 부재의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the atmospheric gas further comprises a carbon dioxide gas.
제7항에 있어서,
상기 산화물층 형성 공정은, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 480℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 상기 산화성 분위기로서의 수증기 분위기에 노출시키는, 주조용 부재의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the oxide layer forming step exposes the surface of the base material on which the nitride layer is formed to a steam atmosphere as the oxidizing atmosphere under heating at a temperature of 480 캜 or more and 600 캜 or less.
제7항에 있어서,
상기 질화층 형성 공정은, 상기 모재의 표면을 상기 분위기 가스에 20시간 이상 40시간 이하 노출시키는, 주조용 부재의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the nitrided layer forming step exposes the surface of the base material to the atmospheric gas for 20 hours to 40 hours.
제7항에 있어서,
상기 산화물층 형성 공정은, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 산화성 분위기에 1시간 이상 노출시키는, 주조용 부재의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the oxide layer forming step exposes the surface of the base material on which the nitride layer is formed to an oxidizing atmosphere for 1 hour or more.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 주조용 부재를 구비한, 다이캐스팅용 슬리브.A sleeve for diecasting, comprising the casting member according to any one of claims 1 to 6. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 주조용 부재를 구비한, 다이캐스팅 장치.A die casting apparatus comprising the casting member according to any one of claims 1 to 6. 제8항에 있어서,
상기 산화물층 형성 공정은, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 480℃ 이상 600℃ 이하의 가열하에서 상기 산화성 분위기로서의 수증기 분위기에 노출시키는, 주조용 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the oxide layer forming step exposes the surface of the base material on which the nitride layer is formed to a steam atmosphere as the oxidizing atmosphere under heating at a temperature of 480 캜 or more and 600 캜 or less.
제8항에 있어서,
상기 질화층 형성 공정은, 상기 모재의 표면을 상기 분위기 가스에 20시간 이상 40시간 이하 노출시키는, 주조용 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the nitrided layer forming step exposes the surface of the base material to the atmospheric gas for 20 hours to 40 hours.
제8항에 있어서,
상기 산화물층 형성 공정은, 상기 모재의 상기 질화층이 형성된 면을, 산화성 분위기에 1시간 이상 노출시키는, 주조용 부재의 제조 방법.


9. The method of claim 8,
Wherein the oxide layer forming step exposes the surface of the base material on which the nitride layer is formed to an oxidizing atmosphere for 1 hour or more.


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