固相线温度以上模制金属合金的注射模制系统及热流道技术方案

本发明专利技术揭示一种可用于在金属合金的固相线温度以上模制所述金属合金的注射模制系统，所述注射模制系统具有热流道（２６），所述热流道（２６）包含：（Ａ）歧管板（６４），和（Ｂ）与所述歧管板（６４）邻接的歧管（１７０），所述歧管（１７０）具有立管，所述歧管（１７０）经配置以沿着相对于所述立管倾斜延伸的方向将负载转移到所述歧管板（６４）。本发明专利技术揭示一种可用于在金属合金的固相线温度以上模制所述金属合金的注射模制系统的热流道（２６），所述热流道（２６）包含：（Ａ）歧管板（６４）；和（Ｂ）与所述歧管板（６４）邻接的歧管（１７０），所述歧管（１７０）具有立管，所述歧管（１７０）经配置以沿着相对于所述立管倾斜延伸的方向将负载转移到所述歧管板（６４）。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模制系统；且更明确地说，本专利技术涉及(但不限于)(i)可用于在金属合金的固相线温度以上模制所述金属合金的注射模制系统、具有热流道的注射模制系 统，和/或(ii)可用于在金属合金的固相线温度以上模制所述金属合金的注射模制系统 的热流道。
技术介绍
本专利技术是关于半固态或完全液态(即，在固相线以上)的金属合金(例如，镁)的模制。用于这些合金的注射模制系统的示范性设备和操作的详细描述可参阅第5,040,589 号和第6,494,703号美国专利。图1和2展示已知的注射模制系统10，其包含耦合在一起的注射单元14和夹持单 元12。注射单元14将固体金属给料(未图示)加工成熔化物，并随后将熔化物注射到 配置成与其成流体连通的封闭且被夹持的注射模具中。图1中注射模具展示为打开配置， 且包括互补的模具热和冷半部23和25。注射单元14进一步包含注射单元基底28，其 可滑动地支撑安装在其上的注射组合件29。注射组合件29包括配置在托架组合件34内 的桶组合件38，和安装到托架组合件34的驱动组合件36。驱动组合件36直接安装在 桶组合件38后面，以便操作(即，旋转和往复运动)配置在桶组合件38内的螺杆56 (图2)。注射组合件29展示为通过使用托架圆柱30而连接到夹持单元12的固定台板 16。托架圆柱30经配置以沿着桶组合件38在操作中施加托架力，以便维持桶组合件38 的机器喷嘴44 (图2)与热半流道系统26的熔化物管道(例如，浇口衬套、歧管170 等)之间的啮合，同时将熔化物注射到模具中(即，抵抗熔化物的注射所产生的反作用 力而起作用)。机器喷嘴44与流道系统的熔化物管道之间的连接优选地为插口连接，如美国专利6,357,511中所描述。图2中的桶组合件38展示为包含伸长的圆柱桶40，穿过其中配置有轴向圆柱孔 48A。孔48A经配置以与配置在其中的螺杆56协作，以便加工并运送金属给料，并在 金属给料的注射期间聚积模制材料的熔化物且随后使模制材料的熔化物形成沟流。螺杆 56包含配置在其伸长的圆柱体部分59周围的螺旋螺纹58。螺杆56的后部分(未图示) 优选地经配置以与驱动组合件36耦合。螺杆的前部分(同样图示)经配置以容纳止回 阀(non-return valve) 60，其操作部分配置在螺杆56的前向配对面的前方。桶组合件 38还包含定位在机器喷嘴44与桶40的前端中间的桶头部42。桶头部42包含穿过其中 而配置的熔化物通道48B，所述熔化物通道48B连接桶孔48A与穿过机器喷嘴44而配 置的互补熔化物通道48C。穿过桶头部42的熔化物通道48B包含向内逐渐变细的部分， 其将熔化物通道的直径过渡到机器喷嘴44的窄得多的熔化物通道48C。桶40的中心孔 48A也展示为包含由抗腐蚀材料(例如，Stellite )制成的衬垫46以便保护通常由基于 镍的合金(例如，Inconel )制成的桶衬底材料免受高温金属熔化物的腐蚀特性的影响。 桶组合件38的与模制材料熔化物接触的其它部分也可包含类似的保护性衬里或涂层。桶40进一步经配置用于通过进料喉(未图示)与粉碎金属给料的来源连接，所述 进料喉穿过桶的顶部后部分而定位(同样未图示)。进料喉将给料引导到桶40的孔48A 中。随后将给料通过其机械加工，通过螺杆56与桶孔48A协作的作用，并通过其受控 加热而加工成模制材料的瑢化物。热量由一系列加热器50 (未展示其全部)提供，所述 加热器50沿着桶组合件38的长度的大部分而配置。夹持单元12包含夹持基底18，其具有牢固地保持在其一端的固定台板16;夹持 块22，其可滑动地连接在夹持基底18的相对的一端处；和移动台板20，其经配置以在 夹持基底18与夹持块22之间在一组系杆32上平移，系杆32另外还互连固定台板16 与夹持块22。已知，夹持单元12进一步包含用于相对于固定台板而冲击(未图示)移 动台板20以打开和关闭配置在其间的注射半模23、 25的构件。也在夹持块与移动台板 之间提供夹持构件(未图示)以便在模制材料的熔化物的注射期间在半模23、 25之间 提供夹持力。注射模具的热半部25安装到固定台板16的面上，而模具的互补的冷半部 23安装到移动台板20的相对的面上。更具体地说，注射模具包含至少一个模制腔(未图示)，其形成于在半模23、 25之间共享的互补模制插入物之间。模具冷半部23包含核心板组合件24，其中布置有至少一个核心模制插入物(未图示)。模具热半部25包含安装到流道系统26的面的腔板组合件27，其中布置有至少一个互补的腔模制插入物。热流道系统26提供用于连接机器喷嘴44的熔化物通道48C与至少一个模制腔以对其进行填充的构件。流道系统26包含 歧管板64和用于包围其间的熔化物管道的互补背垫板62，以及热绝缘板60。流道系统 26可为偏移或多立管式(multi-drop)热流道系统、冷流道系统、冷浇口系统，或任何 其它普遍已知的熔化物分配构件。在上述系统中模制金属的过程通常包含以下步骤(i)建立进入桶40的后端部分中 的金属给料流入；(ii)通过以下动作将金属给料加工(即，剪切)并加热成模制材料的 触变性熔化物(iia)操作(即，旋转和收回)螺杆56，其发挥作用以便通过螺杆螺纹 58与轴向孔48A协作而沿着桶40的长度运送给料/熔化物通过止回阀60，并进入在止 回阔60的前方界定的聚积区中；和(iib)当给料材料沿着桶组合件38的大部分行进时 对给料材料进行加热；(iii)封闭并夹持注射半模23、 25; (iv)通过螺杆56的前向平 移注射聚积的熔化物穿过机器喷嘴44并进入到注射模具中；(v)视需要通过施加持续 的注射压力(即，致密化)填充模制腔中的任何剩余的孔穴；(vi) —旦模制的零件已通 过注射模具的冷却而凝固，则打开注射模具；(vii)从注射模具中去除模制的零件；(viii)视需要调节注射模具以便进行随后的模制循环(例如，施加脱模剂)。阻碍适用于金属注射模制的热流道系统26的发展的主要技术挑战是提供用于互连 其中的熔化物管道的大体上无泄漏构件。经验说明，塑料热流道系统中使用的传统连接 方式(即，在熔化物管道的热膨胀情况下压缩地装载的面密封)不适于用于金属模制的 热流道系统。明确地说，在金属热流道系统中，为了维持熔化物管道之间的面密封而必 须对熔化物管道进行压縮的程度通常也足以将其压破(即，发生弯曲)。这部分地是由 于瑢化物管道的高操作温度(例如，对于典型的Mg合金约为60(TC)的结果，这样显 著减弱了组成材料(例如，通常由例如DIN 1.2888的热加工工具钢制成)的机械特性。 另一问题是，高操作温度下熔化物管道上存在明显的热梯度促使其几何形状的显著的不 可预见性，这使合适的冷时间隙的选择变得复杂。用于互连熔化物管道的结构配置的另一挑战是适应互连的熔化物管道的热成长(即，在周围温度与操作温度之间加热管道时)而不会另外地移动其可能需要相对于另一结构维持固定的功能部分。举例来说，在单立管式热流道系统中(带有偏移立管(offsetdrop))，其中存在两个熔化物管道，即分别为供应歧管和立管歧管，有利地为了与机器喷嘴44对准起见而固定供应歧管的机器喷嘴接受器部分的位置，同时也为了与模制腔插入物的进口闸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于在金属合金的固相线温度以上模制所述金属合金的注射模制系统，所述注射模制系统包括：　热流道（２６），其包含：　板（６４）；　与所述板（６４）邻接的歧管（１７０）；以及　加热器（５０），其用于加热所述歧管（１７０），所述加热器（５０）在使用中实质上补偿之前从所述歧管（１７０）传输到所述板（６４）的热量。

【技术特征摘要】
US 2004-5-17 10/846,5161.一种可用于在金属合金的固相线温度以上模制所述金属合金的注射模制系统，所述注射模制系统包括热流道(26)，其包含板(64)；与所述板(64)邻接的歧管(170)；以及加热器(50)，其用于加热所述歧管(170)，所述加热器(50)在使用中实质上补偿之前从所述歧管(170)传输到所述板(64)的热量。2. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述歧管(170)包含立管，所述歧管(170)经配置以沿着相对于所述立管倾斜延伸的方向将负载转 移到所述歧管板(64)。3. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述歧管(170)包含立管，所述歧管(170)经配置以沿着大体上垂直于所述立管延伸的方向将所述 负载转移到所述歧管板(64)。4. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其经配置以用于将负载从所述歧管(170)转移到所述歧 管板(64)。5. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其经配置以用于将所述歧管(170)关于所述歧管板(64) 定位。6. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其经配置以用于将负载从所述歧管(170)转移到所述歧管板(64)，以及 将所述歧管(170)关于所述歧管板(64)定位。7. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含背垫板(62);以及结构部分(210、 212)，其经配置以用于将负载从所述歧管(170)转移到所述歧 管板(64)和所述背垫板(62)。8. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含背垫板(62);以及 结构部分(210、 212),其经配置以用于将所述歧管(170)关于所述歧管板(64)定位，以及 将负载从所述歧管(170)转移到所述歧管板(64)和所述背垫板(62)。9. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含背垫板(62);以及结构部分(210、 212)，其经配置以用于将所述歧管(170)关于所述歧管板(64)和所述背垫板(62)定位，以及 将负载从所述歧管(170)转移到所述歧管板(64)和所述背垫板(62)。10. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其包含孔，其提供经配置以用于接纳绝缘体(108)的座(214)。11. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含-结构部分(210、 212),其包含孑L，其提供经配置以用于接纳绝缘体(108)的座(214)，所述绝缘体(108) 起作用以将所述歧管(172)与所述歧管板(64)热绝缘。12. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其包含孑L,其提供经配置以用于接纳绝缘体(108)的座(214)，所述绝缘体(108) 经配置以辅助定位所述歧管(172)，且所述绝缘体(108)经配置以将所施加的 压縮力从机器喷嘴(44)引导到所述背垫板(62)。13. 根据权利要求1所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其包含孑L，其提供经配置以用于接纳绝缘体(108)的座(214)，所述绝缘体(108) 在使用中经受由于熔化物压力而引起的分离力和由托架圆柱形成的托架力。14. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，所述加热器(50)，其用于加热所述结构部分(210、 212)， 所述加热器(50)在使用中补偿从所述结构部分(210、 212)损失的热量。15. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212);以及加热器(50)，其用于加热所述结构部分(210、 212)，所述加热器50相对于所 述结构部分(210、 212)定位，所述加热器(50)在使用中补偿损失到所述背垫板 (62)的热量。16. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212);以及加热器(50)，其用于加热所述结构部分(210、 212)，所述加热器(50)在使用 中补偿从所述结构部分(210、 212)损失到所述背垫板(62)的热量，所述加热器 (50)相对于所述结构部分(210、 212)定位。17. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其包含孑L，其提供经配置以用于接纳绝缘体(108)的座(214)，所述绝缘体(108) 经配置以辅助定位所述歧管(172)，且所述绝缘体(108)经配置以将所施加的 压縮力从机器喷嘴(44)引导到所述背垫板(62)中，所述绝缘体(108)在使 用中经受由于熔化物压力而引起的分离力和由托架圆柱形成的托架力。18. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含结构部分(210、 212)，其包含孑L，其提供经配置以用于接纳绝缘体(108)的座(214)，所述绝缘体(108)经配置以(i) 辅助定位所述歧管(172)，以及(ii) 将所施加的压縮力从机器喷嘴(44)引导到所述背垫板(62)中，以及(iii) 经受由于熔化物压力而引起的分离力和由托架圆柱形成的托架力；以及加热器(50)，其在使用中补偿从所述结构部分(210、 212)损失的热量。19. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含金属模制机熔化物管道耦合器(80、 180)，其包含耦合结构(81、 181)，其具有经配置以与第一熔化物管道(70)耦合的至少一 个表面(76')，所述至少一个表面(76')也经配置以与第二熔化物管道(70')耦 合；以及冷却结构(82)，其经配置以用于冷却所述耦合结构(81、 181)，以便在所述 至少一个表面(76')与所述第一和第二熔化物管道(70、 70')之间的界面处形 成模制材料的至少部分凝固的渗出物的密封。20. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含 用于耦合适于运载金属熔化物的第一与第二模制机管道(70、 70')的设备，所述设备包含耦合装置(80、 180)，其具有经配置以提供插口耦合部分的表面(76')，所述 插口耦合部分与配置在所述第一管道(70)的每一者的一末端和所述第二管道(70')的一末端上的互补插口耦合部分协作，且定位所述第一和第二管道(70、 70')的所述末端以使得所述金属熔化物将从所述第一管道流动到所述第二管道(70、 70');以及冷却结构(82)，其相对于所述耦合装置(80、 180)安置，以促使在所述插口 耦合部分之间泄漏的金属熔化物至少部分地凝固，以便至少部分地密封所述泄漏 的金属瑢化物。21. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含第一熔化物运载管道(70);耦合件(80、 180)，其经配置以耦合所述第一熔化物运载管道(70)与第二熔化 物运载管道(70');以及冷却结构(82)，其经配置以冷却所述耦合件(80、 180)。22. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含具(23、 25),其经配置以将模制材料熔化物模制成模制物品； 第一和第二熔化物管道(70、 70')，其经配置以将所述模制材料熔化物运载到所述模具(23、 25);以及熔化物管道耦合器(80、 180),其经配置以将所述第一熔化物管道(70)耦合到所述第二熔化物管道(70')，所述熔化物管道耦合器(80、 180)包含冷却剂通路 (82、 182),所述冷却剂通路(82、 182)经配置以运载适于从所述熔化物管道耦合器(80、 180)中去除热量的冷却剂。23. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含第一模制材料管道(170)，其具有至少一个肘形部分； 第二模制材料管道(270)，其具有至少一个肘形部分；以及 冷却耦合器(180)，其经配置以将所述第一模制材料管道(170)的所述至少一 个肘形部分与所述第二模制材料管道(270)的所述至少一个肘形部分耦合在一起， 所述冷却耦合器(180)具有至少一个经配置以从所述冷却耦合器(180)中去除热 量的冷却剂结构(82)，其中所述冷却耦合器(180)包含插口连接。24. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含连接，其包含熔化物管道耦合器(80、 180)与熔化物管道(70、 70'、 145、 150、 170、 172、 250、 270)之间的界面，所述熔化物管道耦合器(80、 180)经配置以冷却所述 界面并在所述界面处形成模制材料的至少部分凝固的渗出物的密封。25. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含流道系统熔化物管道(70)，其包含-主体(71)，其经配置以运载模制材料的熔化物，所述主体(71)经配置以与 另一流道系统组件(70'、 80)在界面处耦合，其中响应于所述界面的冷却而在 所述界面处形成模制材料的至少部分凝固的渗出物的密封。26. 根据权利要求l所述的注射模制系统，其中所述热流道(26)进一步包含流道系统熔化物管道耦合器(80、 180)，其包含主体(81、 181),其经配置以界定与熔化物管道(70)的界面，其中可响应于所 述界面被冷却而在所述界面处形成模制材料的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：简M曼达，扎克格拉斯福特，马丁R凯斯特勒，
申请(专利权)人：赫斯基注射器成型系统有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]