非晶合金表壳的制作装置及系统的制作方法

本实用新型涉及模具，特别涉及非晶合金产品的制作装置及包括该制作装置的系统。

背景技术：

目前市面上的手表壳均采用不锈钢、钛合金或者粉末冶金烧结材料制作，在强度、耐腐蚀性能、硬度及外观上仍不能满足特种条件下的使用要求。如果采用非晶合金来制作，由于非晶合金具有超高强度(大于1800MPa以上)、超高硬度(HV600以上)、耐刮花、比不锈钢更优异的耐腐蚀性能，无疑将为手表壳用材料提供一种极佳的备选方案。但是非晶合金必须采用快冷的方式实现，所以喷铸装置的设计制作，对于非晶合金表壳的成型及性能优化具有关键作用。

目前使用的非晶合金手表表盘的喷铸模具，是将表盘纵向放置，金属液自上而下，从侧面进入，填满型腔成型，使金属液的流动有先后顺序，对成型金属液分布不均匀，对成品性能会有一定的影响。而且自上而下，冷却速度的不同，也会导致上下性能的差异。

此外，喷铸用的石英管常与模具平面直接接触，目前常常通过手工的方式调节石英管的位置，容易产生人为的误差。如果在对准模具喷铸口的时候存在误差，会对成型造成很大影响，使成品率降低。而且喷嘴与模具撞击也会对喷嘴造成损坏。

再者，喷铸设备内不易观察，给观察样品或者日常检查造成了一定困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的至少一项不足，提出非晶合金表壳的制作装置及包括该制作装置的系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

在一方面，本实用新型提供非晶合金表壳的制作装置，该制作装置包括产品模具，所述产品模具包括：产品型腔、多个横浇道和直浇道；所述产品型腔横向设置；多个所述横浇道的一端与所述产品型腔的不同位置相连以使熔融物料从所述横浇道流向所述产品型腔具有至少一部分水平方向的分量；所述直浇道的底部与多个所述横浇道的另一端相连以使熔融物料从所述直浇道流向所述横浇道具有至少一部分竖直方向的分量。

在一些优选的实施方式中，所述横浇道与水平面设有倾斜角以使熔融物料可利用重力的作用从所述横浇道倾斜流向所述产品型腔。

在进一步优选的实施方式中，所述倾斜角的范围是3度至8度。

在一些优选的实施方式中，所述横浇道的数量为三个，所述横浇道在水平面上的正投影互成120度夹角。

在一些优选的实施方式中，所述产品模具分为上模和下模，所述上模包括第一上对模和第二上对模，所述第一上对模和所述第二上对模连接可形成所述直浇道且使所述第一上对模和所述第二上对模连接的交界面为所述直浇道的纵截面。

在一些优选的实施方式中，还包括喷铸设备，所述喷铸设备设有突出的喷铸前端，所述产品模具设有喷铸入口，所述直浇道的上部与所述喷铸入口相连，所述喷铸前端的形状与所述喷铸入口契合，且所述喷铸前端可放入所述喷铸入口中以使熔融物料可通过所述喷铸前端流入所述直浇道。

在进一步优选的实施方式中，所述喷铸前端设有喷铸细管，所述喷铸细管的内径小于所述直浇道的内径。

在进一步优选的实施方式中，所述喷铸细管的外径小于所述直浇道的内径以使所述喷铸细管可放入所述直浇道中。

在另一方面，本实用新型还提供非晶合金表壳的制作系统，所述制作系统包括上述制作装置，还包括真空仪器和照明单元，所述制作装置和所述照明单元均设置在所述真空仪器的内部。

在一些优选的实施方式中，所述照明单元包括照明灯、观察镜，所述真空仪器设有观察窗口，所述照明灯的中心高于所述产品模具的上表面，所述照明灯朝向所述产品模具与喷铸的设备接触的位置以使灯光照向所述接触的位置且背向所述观察窗口，所述观察镜倾斜放置以使从所述观察窗口可观察到所述接触的位置的背面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

产品型腔横向设置，多个横浇道的一端与产品型腔的不同位置相连，多个横浇道的另一端与直浇道相连，从直浇道流入的熔融物料进入横浇道后从多个方向流向产品型腔。如此，可以使得熔融物料的流动加快以及在产品型腔中均匀分布，从而使产品型腔中的熔融物料同时冷却，保证成型的产品的性能以及加快成型速度。

在优选的实施方式中，本实用新型还具有如下有益效果：

进一步地，横浇道与水平面设有倾斜角，这样可以使熔融物料在重力的作用下从横浇道流向所述产品型腔。

进一步地，直浇道的上部与喷铸入口相连，喷铸前端的形状与喷铸入口契合且喷铸前端可放入喷铸入口，使熔融物料充分流入直浇道，避免喷铸前端与喷铸入口存在偏差，防止熔融物料飞溅致使成品率降低。

附图说明

图1为本实用新型的制作装置的产品模具的整体结构示意图；

图2为本实用新型的产品模具的剖视图；

图3为本实用新型的产品模具的下模的立体结构示意图；

图4为本实用新型的产品模具的下模的俯视图；

图5为本实用新型的表壳的结构示意图；

图6为本实用新型的横浇道与水平面设有倾斜角的示意图；

图7为本实用新型的制作装置的一种变型方式的结构示意图；

图8为本实用新型的喷铸设备的结构示意图；

图9为本实用新型的制作系统的一个角度的结构示意图；

图10为本实用新型的制作系统的另一个角度的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型可以用于制作各类产品，比如表壳、各类环、各类框，下面以由非晶合金制成的表壳或者说表盘为例对本实用新型的实施方式作详细说明，熔融态物料具体为金属液。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

参考图1，本实用新型提供非晶合金表壳的制作装置，该制作装置包括产品模具1，参考图2和图3，产品模具1包括产品型腔10、多个横浇道20和直浇道30。产品模具1可以为铜模具，还可以是钢模具，本实用新型不以此为限制。

参考图2和图3，产品型腔10设置产品模具1的内部，用于制造表壳或者说表盘，产品型腔10是表壳型腔。产品型腔10是横向设置的，横向是指相对于水平面而言的，这样有利于金属液在水平面上流动。

参考图2，直浇道30用于供金属液的流动，金属液从直浇道30流入模具内部。

参考图2，横浇道20用于供金属液的流动，其数量为多个，比如两个、三个、四个或者五个以上，优选三个；金属液从直浇道30流入后进入横浇道20。

参考图2和图3，多个横浇道20的一端20A与产品型腔10的不同位置相连以使金属液从横浇道20流向产品型腔10具有至少一部分水平方向的分量。值得说明的是，具有至少一部分水平方向的分量是指：还可能具有一部分竖直方向的分量；或者没有竖直方向的分量，也即横浇道20水平设置，使得金属液从横浇道20水平流向产品型腔10。

参考图2，直浇道30的底部30A与多个横浇道20的另一端20B相连以使金属液从直浇道30流向横浇道20具有至少一部分竖直方向的分量；。值得说明的是，具有至少一部分竖直方向的分量是指：还可能具有一部分水平方向的分量；或者没有水平方向的分量，也即直浇道30竖直设置，使得金属液从直浇道30竖直流向横浇道20。

在此对示例的表壳进行说明，参考图5，表壳为有厚度、有斜度的圆环，表壳外径R1最大处为32mm，最小处R2为30mm。表壳内径r为27mm。横浇道20宽4mm，高2mm，横浇道20与表盘外径最小的一段内壁相连。

参考图1，产品模具1分为上模1A和下模1B，上模1A包括第一上对模1A1和第二上对模1A2，第一上对模1A1和第二上对模1A2连接可形成直浇道30且使第一上对模1A1和第二上对模1A2连接的交界面1AB为直浇道30的纵截面；也就是说，产品模具1的设计采用对开三模的方式，下模腔用整体的形式，对内模腔也即产品型腔10进行精密抛光，保证成型的非晶合金表壳的外表面的光洁度及完整性。上模腔采用第一上对模1A1和第二上对模1A2双拼的形式，沿直浇道30的纵截面分开，以利于后续脱模方便。在上模1A与下模1B的横浇道20错开的位置，可开设气孔。

参考图2和图7，使用时，通过一用于喷铸的设备将非晶合金金属液从直浇道30的上部30B注入，金属液从直浇道30流到不同的横浇道20，再通过横浇道20从不同的位置流向产品型腔10中。

根据上述可知，产品型腔10横向设置，多个横浇道20的一端20A与产品型腔10的不同位置相连，多个横浇道20的另一端20B与直浇道30相连，从直浇道30流入的金属液进入横浇道20后从多个方向流向产品型腔10。如此，可以使得金属液的流动加快以及在产品型腔10中均匀分布，从而使产品型腔10中的金属液同时冷却，保证成型的表壳的性能以及加快成型速度。

以上，对本实用新型进行了说明，当然本实用新型还可以有一些变型的方式：

产品模具1的设计还可以采用分为两部分、四部分或者五部分的形式；

根据制作的产品不同，熔融态物料还可以采用其它材料，比如塑料。

以下对本实用新型作进一步说明：

参考图3和图4，横浇道20的数量为三个，三个横浇道20在水平面上的正投影互成120度夹角。也即，在产品型腔10的内圈设置三个互为120度夹角的横浇道20，三个横浇道20的另一端20B均与直浇道30的底部30A相连，使金属液能沿着三个方向流入产品型腔10，可以让产品型腔10各处同时被金属液充满，使金属液流动的更均匀。

参考图6，从产品模具1的纵截面看，三个横浇道20与水平面P1设有倾斜角θ以使金属液可利用重力的作用从横浇道20倾斜流向产品型腔10，具体的，倾斜角θ的范围是3度至8度。由于倾斜角θ的存在，使得金属液在横浇道20内的流动具有一部分竖直方向的分量，借助了重力，这样有利于金属液的流动。

以下对本实用新型作进一步说明：

参考图7，本实用新型的制作装置100还包括喷铸设备40，喷铸设备40用于将金属液注入产品模具1中。参考图8，喷铸设备40包括喷铸容器41和加热器42，喷铸容器41用于容纳金属液或者原料，加热器42则用于对喷铸容器41进行加热。喷铸容器41的下部设有突出的喷铸前端43，金属液可从喷铸前端43流出。参考图2，产品模具1设有喷铸入口101，直浇道30的上部30B与喷铸入口101相连，喷铸前端43的形状与喷铸入口101契合，且喷铸前端43可放入喷铸入口101中以使金属液可通过喷铸前端43流入直浇道30。

示例的，喷铸入口101直径为20mm，与喷铸前端43的直径直接匹配一致。参考图8，喷铸容器41与喷铸前端43一体成型，均由石英制成；加热器42为感应加热丝，加热器42设置在喷铸容器41的外部对其进行感应加热，当然，根据喷铸容器41的材料，加热器42也可以选用其它类型的加热方式，比如电阻式加热。使用时，将金属原料比如非晶合金原料放置在喷铸容器41中，加热器42对原料进行加热使其熔化变成金属液，金属液在重力和/或其它设备施加的压力的作用下通过喷铸前端43流入产品模具1中，压力的施加可通过施加压力的设备来实现。

根据上述可知，直浇道30的上部30B与喷铸入口101相连，喷铸前端43的形状与喷铸入口101契合且喷铸前端43可放入喷铸入口101中，喷铸设备40与上模1A能对接，使金属液充分流入直浇道30，避免喷铸前端43与喷铸入口101存在偏差，防止金属液飞溅致使成品率降低。

以下对本实用新型作进一步说明：

参考图8，喷铸前端43设有喷铸细管431，由于细管具有一定的厚度，喷铸细管431的内径要小于直浇道30的内径，差值可以为1-2mm，使喷铸设备40与上模1A能对接，这样可以使金属液从喷铸前端43流到喷铸细管431后顺利流入直浇道30，金属液也就能顺利被压入产品型腔10中，不会外泄，从而提高成品率。示例的，喷铸细管431为石英细管，喷铸细管431的长度为5mm，直浇道30的直径与石英细管的直径匹配一致，直浇道30的长度为20mm；当然，根据实际需要，喷铸细管431还可以为其它形式，比如陶瓷细管。

参考图2和图8，为使喷铸设备40与上模1A能完全对接，喷铸细管431的外径小于直浇道30的内径，这样喷铸细管431即可放入直浇道30中，还能保证喷铸细管431不受撞击损坏。由石英制成的喷铸细管431的规格可用砂纸打磨调控。

在另一方面，参考图9和图10，本实用新型还提供非晶合金表壳的制作系统，该制作系统包括上述的制作装置100，还包括真空仪器50和照明单元60，制作装置100和照明单元60均设置在真空仪器50的内部。照明单元60是外接电源独立控制的，可在真空仪器50的内部提供照明，便于观察。

以下对本实用新型作进一步说明：

参考图10，照明单元60包括照明灯61、观察镜62，观察镜62可以为能反光的平面镜或者曲面镜，如凸面镜，方便观察成型情况和方便日常维护检查。示例的，观察镜62的数量为两个，设置在真空仪器50的内壁角。

真空仪器50设有观察窗口51，参考图9，照明灯61的中心略高于产品模具1的上表面1001。参考图10，照明灯61倾斜向下朝向产品模具1与用于喷铸的设备也即喷铸设备40接触的位置，以使灯光照向产品模具1与喷铸设备40接触的位置且背向观察窗口51。对于产品模具1设置了喷铸入口101的情况，产品模具1与用于喷铸的设备接触的位置就是喷铸入口101，灯光也是照向喷铸入口101。产品模具1与用于喷铸的设备接触的位置还可以是直浇道30的上部30B。

以产品模具1设置了喷铸入口101的情况为例，观察镜62倾斜一定角度放置以使从观察窗口可观察到喷铸入口101的背面，从而利用反射，使观察者在窗口5处能观察到产品模具1与喷铸设备40在喷铸入口101的背面的对齐情况。

照明灯61可以设置多个，比如两个、三个、四个或者五个以上，各个照明灯61可采用并联设计。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。