用于直线温度控制熔融的容装浇口制造技术

本发明专利技术公开了一种装置，所述装置包括至少一个浇口和容器，所述浇口被配置为在第一位置和第二位置之间移动，所述浇口移动至第一位置以限制进入容器的脱模路径并且在所述材料的熔融期间将可熔形式的材料包含在容器内，所述浇口移动至第二位置以允许熔融形式的材料移动穿过脱模路径。所述浇口可例如在其第一位置和第二位置之间线性地移动或旋转。所述装置被配置为熔融所述材料，并且所述至少一个浇口被配置为允许所述装置在所述材料的熔融期间保持在真空下。可使用感应源来执行熔融。所述装置还可包括被配置为接收熔融材料并用于对诸如块体无定形合金部件之类的模塑部件进行模塑的模具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于直线温度控制熔融的容装浇口
本专利技术整体涉及浇口以及容器，所述容器熔融所述材料并且在熔融期间将熔融材料保持在其中。
技术介绍
一些注塑机在将材料注入到模具中之前使用感应线圈来熔融所述材料。然而，来自感应线圈的磁通趋于使熔融材料不可预见地移动，这可导致难以控制熔融材料的匀度和温度。此外，熔融材料必须保持在熔融区内，以便其不会过多混合或过快冷却。
技术实现思路
一种用于改进模塑物体或部件的根据本文实施例的提议解决方案将使用块体凝固型无定形合金。附图说明图1提供了示例性块体凝固型无定形合金的温度-粘度图。图2提供了示例性块体凝固型无定形合金的时间-温度-转变(TTT)的示意图。图3示出了根据本专利技术一个实施例的具有浇口的注塑系统。图4和图5示出了根据本专利技术一个实施例的浇口的详细剖视图，该浇口分别在第一位置和第二位置与注塑系统中的容器相关联。图6和图7示出了根据本专利技术另一个实施例的浇口的详细透视剖视图，该浇口分别在第一位置和第二位置与注塑系统中的容器相关联。图8和图9示出了根据本专利技术一个实施例的可旋转浇口的详细剖视图，该可旋转浇口分别在第一位置和第二位置与注塑系统中的容器相关联。图10和图11示出了根据本专利技术另一个实施例的替代浇口的详细剖视图，该替代浇口分别在第一位置和第二位置与注塑系统中的容器相关联。图12和图13示出了根据本专利技术一个实施例的铰接式浇口的详细剖视图，该铰接式浇口分别在第一位置和第二位置与注塑系统中的容器相关联。图14示出了图12的铰接式浇口在第一位置的俯视透视图。图15和图16示出了根据本专利技术一个实施例的双浇口系统的详细剖视图，该双浇口系统分别在第一位置和第二位置与注塑系统中的容器相关联。图17示出了根据本专利技术一个实施例的用于对材料进行熔融并模塑部件的方法。具体实施方式在本说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请均据此全文以引用方式并入。本文所用冠词“一个”和“一种”是指一个或多于一个(即，至少一个)冠词的语法对象。以举例的方式，“聚合物树脂”意指一种聚合物树脂或多于一种的聚合物树脂。本文所引用的任何范围均包括端值在内。在本说明书的全文中所用的术语“基本上”和“约”用于描述并说明小的波动。例如，它们可以指小于或等于±5％，诸如小于或等于±2％、诸如小于或等于±1％、诸如小于或等于±0.5％、诸如小于或等于±0.2％、诸如小于或等于±0.1％、诸如小于或等于±0.05％。块体凝固型无定形合金或块体金属玻璃(“BMG”)为最近开发的一类金属材料。这些合金能够以相对较慢的速度凝固和冷却，并且它们在室温下保持无定形的非结晶(即，玻璃态)状态。无定形合金具有许多比其晶态对应物更优越的特性。然而，如果冷却速度不够快，则晶体可能在冷却期间形成于合金内部，使得无定形状态的有益效果可能被丧失。例如，制造块体无定形合金部件的一个挑战在于由缓慢冷却或合金原材料中的杂质所导致的部件的局部结晶。由于在BMG部件中期望较高程度的无定形度(以及，相反地，较低程度的结晶度)，因此需要开发用于铸造具有受控量的无定形度的BMG部件的方法。图1(得自美国专利7,575,040)示出了来自由LiquidmetalTechnology制造的Zr--Ti--Ni--Cu--Be族VIT-001系列的示例性块体凝固型无定形合金的粘度-温度曲线图。应该指出，在形成无定形固体期间，不存在块体凝固型无定形金属的明显液体/固体转变。随着过冷却逐渐扩大，熔融的合金变得越来越粘，直至其在大约玻璃化转变温度处接近固体形式。因此，块体凝固型无定形合金的凝固前沿的温度可为大约玻璃化转变温度；在该温度，出于拉出经淬火的无定形片材产品的目的，合金将实际上充当固体。图2(得自美国专利7,575,040)示出了示例性块体凝固型无定形合金的时间-温度-转变(TTT)冷却曲线或TTT图。与常规金属一样，块体凝固型无定形金属在冷却时不会经历液体/固体结晶转变。相反，随着温度降低(接近玻璃化转变温度Tg)，在高温(接近“熔融温度”Tm)下发现的高度流体化的非晶态形式金属变得更粘，最终呈现常规固体的外在物理特性。尽管块体凝固型无定形金属并不存在液体/结晶转变，但可将“熔融温度”Tm定义为对应的结晶相的热力学液相线温度。在该机制下，块体凝固型无定形合金在熔融温度下的粘度可在约0.1泊至约10,000泊的范围内，并且甚至有时低于0.01泊。在“熔融温度”下的较低粘度将提供使用块体凝固型无定形金属对壳体/模具的复杂精细部分进行更快且完全的填充以便形成BMG部件。此外，所述熔融金属形成BMG部件的冷却速度必须使得在冷却期间时间-温度曲线不横向穿过界定图2的TTT图中的结晶区的鼻形区域。在图2中，Tnose为其中结晶最为迅速且在最短时间尺度内出现的临界结晶温度Tx。过冷液相区(介于Tg和Tx之间的温度区域)是抵抗块体凝固合金结晶的卓越稳定性的体现。在该温度区域内，块体凝固型合金可作为高粘度液体存在。块体凝固型合金在过冷液相区中的粘度可以在玻璃化转变温度下的1012帕/秒与降至结晶温度(过冷液相区的高温极限)下的105帕/秒之间变化。具有这种粘度的液体可在所施加的压力下发生显著的塑性应变。本文的实施例利用过冷液相区中的较大塑性成形性能作为成形和分离方法。需要对Tx进行一些阐释。在技术上，TTT图中所示的鼻形曲线将Tx描述为温度和时间的函数。因此，不管在加热或冷却金属合金时得到何种轨线，当碰到TTT曲线时，就已达到Tx。在图2中，将Tx示出为虚线，因为Tx可从接近Tm变化至接近Tg。图2的示意性TTT图示出了在时间-温度轨线(示出为(1)，作为示例性轨线)不碰到TTT曲线的情况下，从处于或高于Tm至低于Tg的压铸的加工方法。在压铸期间，成形与快速冷却基本上同时发生以避免轨线碰到TTT曲线。在时间-温度轨线(示出为(2)、(3)和(4)，作为示例性轨线)不碰到TTT曲线的情况下从处于或低于Tg至低于Tm的超塑性成形(SPF)加工方法。在SPF中，将无定形BMG重新加热到过冷液相区内，此处可用的加工窗口可能比压铸大得多，从而导致工艺具备更佳的可控性。SPF工艺不需要快速冷却来避免在冷却期间出现结晶。另外，如示例性轨线(2)、(3)和(4)所示，SPF可在SPF期间的最高温度高于Tnose或低于Tnose、最高至约Tm的情况下进行。如果对一件无定形合金进行加热且设法避免碰到TTT曲线，则已加热到“介于Tg和Tm之间”，但不会达到Tx。以20℃/分钟的加热速率得到的块体凝固型无定形合金的典型差示扫描量热仪(DSC)加热曲线主要描述了横跨TTT数据的特定轨线，其中将可能看到在一定温度下的Tg、当DSC加热斜坡跨过TTT结晶起点时的Tx、以及当同一条轨线跨过用于熔融的温度范围时的最终熔融峰。如果以如图2中的轨线(2)、(3)和(4)的倾斜升温部分所示的快速加热速率加热块体凝固型无定形合金，则可能完全避开TTT曲线，并且DSC数据将示出加热时的玻璃化转变但没有Tx。此过程的另一种考虑方式为，只要轨线(2)、(3)和(4)不碰到结晶曲线，这些轨线可落在TTT曲线的鼻部(以及甚至高于鼻部)与Tg线之间的温度的任何位置处。这仅仅意味着轨线的水平平台可能随着提高加工温度而大幅变短。相本文中的术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括：容器，所述容器包括：被配置为保持和熔融材料的熔融区；和与所述熔融区邻近的脱模路径；以及浇口，所述浇口包括一条或多条温度调节线路，所述一条或多条温度调节线路被配置为使液体在其中流动以在所述材料的熔融期间调节所述浇口的温度，所述浇口设置在所述脱模路径与所述熔融区之间并被配置为在材料的熔融期间保持熔融区在真空下，并且被配置为在限制所述材料在水平方向上进入所述容器的脱模路径并在材料的熔融期间将可熔形式的材料包含在所述熔融区内的第一位置与允许熔融形式的材料在水平方向上移动穿过所述脱模路径的第二位置之间移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，所述装置包括：容器，所述容器包括：被配置为保持和熔融材料的熔融区；和与所述熔融区邻近的脱模路径；以及浇口，所述浇口包括一条或多条温度调节线路，所述一条或多条温度调节线路被配置为使液体在其中流动以在所述材料的熔融期间调节所述浇口的温度，所述浇口设置在所述脱模路径与所述熔融区之间并被配置为在材料的熔融期间保持熔融区在真空下，并且被配置为在限制所述材料在水平方向上进入所述容器的脱模路径并在材料的熔融期间将可熔形式的材料包含在所述熔融区内的第一位置与允许熔融形式的材料在水平方向上移动穿过所述脱模路径的第二位置之间移动。2.根据权利要求1所述的装置，还包括柱塞，所述柱塞被配置为限制所述熔融区的与所述脱模路径相对的侧并在所述材料的熔融期间将可熔形式的所述材料包含在所述熔融区内，并且还被配置为在所述材料被熔融之后，当所述浇口移动至所述第二位置时使所述熔融形式的材料移动穿过所述脱模路径，其中在材料的熔融的至少一部分期间所述脱模路径和所述柱塞被配置为分别位于所述熔融区的两侧。3.根据权利要求1所述的装置，还包括致动机构，所述致动机构与所述浇口相关联，以在所述第一位置和所述第二位置之间选择性地移动所述浇口。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述容器沿着水平轴线定位，使得所述熔融形式的材料在水平方向上移动穿过所述脱模路径。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述浇口被配置为在所述第一位置和所述第二位置之间相对于所述容器在对角或垂直方向上移动。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述浇口包括铰链以在所述第一位置和所述第二位置之间相对于所述容器旋转。7.根据权利要求1所述的装置，还包括附加浇口，所述附加浇口被配置为限制所述熔融区的与所述脱模路径相对的侧并在所述材料的熔融期间将可熔形式的所述材料包含在所述熔融区内，其中在材料的熔融的至少一部分期间所述脱模路径和所述附加浇口被配置为分别位于所述熔融区的两侧。8.根据权利要求1所述的装置，还包括感应源，所述感应源邻近所述容器定位并被配置为熔融所述容器中接收的材料。9.根据权利要求1所述的装置，还包括模具，所述模具被配置为从所述容器的脱模路径接收所述熔融形式的材料并将所述材料模塑成模塑部件。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述模塑部件由块体无定形合金形成。11.一种熔融可熔形式的材料的方法，包括：提供装置，所述装置包括：容器，所述容器包括：熔融区；和与所述熔融区邻近的脱模路径；以及浇口，所述浇口包括一条或多条温度调节线路，所述一条或...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q·T·法姆，M·德明，T·A·瓦纽克，S·欧基弗，
申请(专利权)人：科卢斯博知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US