专利名称：金属模制系统的金属模制管道组合件的制作方法
技术领域：
本发明大体来说涉及(但不限于)模制系统，且更具体来说，本发明涉及(但不限 于)金属模制系统或者金属注入模制系统的金属模制管道组合件。
背景技术：
已知模制系统的实例为(还有其他模制系统)(i)HyPET 模制系统、(ii) Quadloc 模制系统、(iii)HyleCtriCTM模制系统、及(iv)HyMet 模制系统，其均由赫斯基 注入模制系统(Husky Injection Molding Systems)(位置加拿大；网址www. husky, ca) 制造。第5，040, 589号美国专利(发明人布拉德利(BRADLEY)等人；发布于1991年8 月20日)揭示以下内容(第6列的第4行到第24行)“机筒优选地是双金属的，其具有合 金1-718的外壳体，所述合金1-718是高镍合金且在超过600°C的操作温度下提供强度及耐 疲劳性。由于合金1-718在存在镁的情况下且在考虑中的温度下将快速地腐蚀，因此，将高 钴材料(例如，Stellite 12(St00dy-D0l0r0-Stellite公司))的衬里收缩装配到机筒的内 表面上。还可使用具有耐化学性及耐热性、具有充分强度以耐受注射压力且耐磨损的任何 适当双金属机筒。实际中可使用的典型镁合金是AZ91B，其含有90% Mg,9% A1及Zn。 此合金具有465°C的固相线温度、596°C的液相线温度及大约580°C -590°C (优选地585°C ) 的所需泥浆形态温度。因此，所论述的概念的设备必须在比热塑性注入模制中所遇到的温 度高得多的温度下操作。”似乎5，040，589揭示一种使用管道外壳体中的Inc0nelTM718与 管道内壳体中的Stellite 12的组合的机筒(其为管道的实例)。第5，983，975号美国专利(发明人尼尔森(NILSS0N)；发布于1999年11月 16日)揭示以下内容(从第3列的第59行到第4列的第12行)“由于合金718的镍内 容容易被熔融镁(当前最常用的触变材料)腐蚀，因此机筒内衬有耐镁材料的套筒或衬 里以阻止镁侵蚀合金718。数种此类材料为Stellite 12 (额定地为30Cr、8. 3W及1. 4C ； Stoody-Doloro-Stellite 公司)，PM 0. 80 合金(额定地为 0. 8C、27. 81Cr、4. llff 且印度铝 业公司(bal. Co.)还具有0. 66N)及基于Nb的合金(例如，Nb-30Ti_20W)。显然，机筒与衬里 的膨胀系数必须彼此相容以实现机器的良好运转。因为机筒中显著的热梯度循环，所以所 述机筒经历热疲劳及冲击。发现此引起机筒及机筒衬里中发生裂纹。一旦机筒衬里出现裂 纹，镁可渗入衬里并侵蚀机筒。发现机筒的裂纹及镁对机筒的侵蚀两者均引起上文所提及 的机筒的过早疲劳。”似乎5，983，975揭示一种使用Inconel 718 (外壳体中)及Stellite 12 (内壳体中)的组合的机筒(管道的实例)。第6，520，762号美国专利(发明人凯斯勒(KESTLE)等人；发布于2003年2月18 日)揭示以下内容(从第11列的第66行到第12列的第5行)“在其中材料的熔融物是处 于触变状态中的金属(例如，镁)的机器应用中，喷嘴可由DIN 2888或DIN 2999制成。贮 料器、第一机筒联接器(包含轴向力隔离器)及第二部分可全部由具有STELLITE 12(耐磨 损浇铸非铁合金)衬里的INCONEL 718(镍合金)制成。在其中材料的熔融物是塑料的机器应用中，喷嘴可由具有H13尖端的SAE 4140钢制成。贮料器及第一机筒联接器(包含轴 向力隔离器)可由具有浇铸衬里的4140制成。第二部分可由具有浇铸衬里的4140制成。” 似乎6，520，762揭示一种使用Inconel 718 (外壳体中)及Stellite 12(内壳体中)的组 合的机筒(管道的实例)。Stellite 12 是由 Deloro Stellite 制造(电话1-800-267-2886 ；网址 www. http://www. stellitesolutions. com)。Inconel 718 是由高温金属公司制造 (High TemperatureMetals, Inc.)(电话1-800-500-2141 ；网 tit :www. http//www. hightempmetals. eom)。
发明内容
本发明人相信所属领域的技术人员并未理解问题所在(其与金属模制系统中所 使用的机筒或管道相关联)。根据当前技术水平，通常熔融镁合金并非由金属模制系统或 金属注入模制系统在高于650摄氏度下进行处理，这是因为已知的机筒组合件包含具有 Inconel-718合金的外层。具体来说，由于与Inconel-718合金相关联的化学性，将熔融镁 合金加热到高于大约650摄氏度是不可能的。当尝试制造薄壁金属制品(例如，移动电话 外壳及/或计算机便携式箱)时出现问题，这是因为加热到低于大约650摄氏度的熔融镁 往往具有相对大的球形颗粒(即，与要模制的薄壁制品的大小相比)。大的球形颗粒往往黏 在模具腔中，所述模具腔经配置以模制壁极薄的制品，因此所述大的球形颗粒不利地阻止 或阻碍熔融镁朝向模具腔的边缘流动。使用加热到低于650摄氏度的熔融镁导致具有不可 接受的薄壁性质及/或质量的模制制品。将薄壁制品制造得尽可能薄以使得在重量减少方 面留有潜力且还展示出制作更小制品(与在模制薄壁金属制品中借助当前技术水平的当 前可能大小相比)的可能性是极有利的。根据本发明的第一方面，其提供一种金属模制管道组合件(100)，其包含本体 (105)，所述本体经配置以耐受高出大约650摄氏度从大约30到大约40摄氏度的较高温度 以用于处理模制材料，且所述模制材料包含具有轻金属合金的熔融金属合金。根据本发明的第二方面，其提供一种金属模制管道组合件(100)，其具有本体 (105)，所述本体经配置以耐受高出大约650摄氏度从大约30到大约40摄氏度的较高温 度以用于处理模制材料，且所述模制材料包含具有轻金属合金的熔融金属合金，所述本体 (105)具有⑴外壳体(102)，其包含Inconel-720合金；及(ii)内壳体(104)，其装配于 外壳体(102)内，所述内壳体(104)包含耐腐蚀合金。除其它技术效果外，本发明的各个方面的一个技术效果是Inconel-720合金耐受 高出大约650摄氏度从大约30到大约40摄氏度的较高温度以用于处理熔融模制材料，所 述熔融模制材料包含具有轻金属合金的熔融金属合金，例如镁合金。为制造金属薄壁制品 (例如，移动电话外壳或便携式箱等)，在高于650摄氏度下处理熔融镁改进制造薄壁金属 制品的能力(即，模制甚至更薄的制品的能力)，且这些较薄的制品不可能通过使用使用在 小于大约650摄氏度的温度下操作的管道及/或机筒的模制工艺来制造。
参照对本发明的非限制性实施例的详细说明以及以下图式，可获得对所述非限制
6性实施例(包含其替代及/或变化形式)的更好理解，图式中图1A及1B描绘沿根据第一非限制性实施例的金属模制管道组合件100 (后文称 为“组合件100”)的纵向轴截取的横截面视图；及图2是根据第二非限制性实施例的组合件100、根据第三非限制性实施例的金属 模制系统200(后文称为“系统200”)及根据第四非限制性实施例的金属注入模制系统 202 (后文称为“系统202”)的示意性表示。该等图式未必按比例，且有时以幻线、图示法及片断视图来图解说明。于某些示例 中，可能已省略对理解该等实施例是不必要或致使其它细节难以理解的细节。
具体实施例方式图1A描绘沿根据第一非限制性实施例的第一非限制性变型的组合件100的纵向 轴101截取的横截面视图。系统200可并入组合件100。系统202可并入组合件100。组合 件100可与系统200或系统202 —起销售或与其分开来销售。经模制制品204 (图2中所描 绘)可通过并入组合件100的系统200或系统202制造或制作。纵向轴101从组合件100 的输入延伸到其输出。组合件100具有外壳体102，其具有Inconel-720合金。Inconel-720 合金耐受高出大约650摄氏度从大约30到大约40摄氏度的较高温度以用于处理模制材料 103。模制材料103包含具有轻金属合金的熔融金属合金。轻金属合金包含镁合金(举例 来说)。也可使用其它合金，例如锌、铝。根据非限制性变型，组合件100包含本体105，其经配置以耐受高出大约650摄氏 度从大约30到大约40摄氏度的较高温度以用于处理模制材料，且所述模制材料包含具有
轻金属合金的熔融金属合金。图1B描绘根据第一非限制性实施例的第二非限制性变型的组合件100的横截面 视图，其中组合件100包含(i)外壳体102，及(ii)内壳体104。内壳体104装配于外壳 体102内。内壳体104包含耐腐蚀合金，其(优选地)为耐磨损。举例来说，耐腐蚀合金可 包含Stellite-12合金。根据非限制性变型，组合件100具有本体105，其经配置以耐受高出大约650摄氏 度从大约30到大约40摄氏度的较高温度以用于处理模制材料，且模制材料包含具有轻金 属合金的熔融金属合金。本体105具有(i)外壳体102，其包含Inconel-720合金，及(ii) 内壳体104，其装配于外壳体102内。内壳体104包含耐腐蚀合金。图2是组合件100、系统200及系统202的示意性表示。系统200或系统202 可包含所属领域的技术人员已知的组件，且这些已知组件在此处将不进行描述；在以下 书本中至少部分地描述这些已知组件(举例来说)(i)奥斯瓦德/特恩格/格尔曼 (0sswald/Turng/Gramann)编著的“注入模制手册(Iniection Molding Handbook) ”(ISBN 3-446-21669-2 ；出版社汉瑟(Hanser))，(ii)由罗塞图及罗塞图(Rosato及Rosato)编 著的“注入模制手册(Iniection Molding Handbook)” (ISBN :0-412-99381_3 ；出版社查 普曼及希尔(Chapman & Hill))，及/或(iii)约翰纳伯(Joharmaber)编著的“注入模制 系统(Iniection Molding Systems) ” 第三修订本(ISBN3-446-17733-7)。系统200 (或系统202)包含(举例来说)(i)装料斗210，(ii)进料口 212，(iii) 挤出机108，及(iv)夹持组合件217。装料斗210与进料口 212连接。进料口 212与挤出
7机108的机筒组合件106连接。挤出机108可以是⑴往复式螺杆(RS)挤出机，或(ii) 具有射出罐配置的两级挤出机。在装料斗210中接纳模制材料(举例来说，成凝固镁小片 形式)，且然后经由进料口 212将模制材料运送到挤出机108的机筒组合件106的内部。在 机筒组合件106的内部中接纳螺杆107。螺杆107用于移动或运送模制材料。螺杆致动器 109附接到螺杆107的一个端。螺杆致动器109用于致动螺杆107的移动。控制器111以 操作方式与螺杆致动器109联接。控制器111用于控制螺杆致动器109。螺杆致动器109 用于使螺杆107旋转，以使得可沿机筒组合件106将在机筒组合件106中接纳的模制材料 小片从进料口 212朝向机筒组合件106的出口运送。加热器117联接到机筒组合件106的 外表面。当沿机筒组合件106运送所述小片时，加热器117用于将所述小片熔融成半固态 或者液态(可根据需要)。止回阀(未描绘，但为已知)与螺杆107的尖端安装在一起，且 所述止回阀用于将一定注射量的熔融模制材料收集于机筒组合件106的累积区中。累积区 位于机筒组合件106的出口处。一旦控制器111向螺杆致动器109发出注入命令，螺杆致 动器109线性地平移螺杆107以将熔融模制材料从机筒组合件106的累积区推出。根据非限制性布置(其描绘于图2中)，模具114用于模制制品，且模具114包含 或界定多个模具腔。对于此情况，使用热流道216，且将喷嘴组合件110与以下部件连接 (i)机筒组合件106的出口，及(ii)热浇口 112。热浇口 112由静止压台152保持或支撑 于固定或静止的位置中。模具114与热流道216附接在一起。热流道216与热浇口 112附 接在一起，因此以使得可将熔融模制材料从机筒组合件106运送到喷嘴组合件110、热浇口 112、热流道216且然后到模具114的模具腔。根据另一非限制性布置(未对其进行描绘)，模具114包含或界定单个模具腔。对 于此情况，不使用热流道216，且将喷嘴组合件110与以下部件连接(i)机筒组合件106的 出口，及(ii)热浇口 112。将模具114与热浇口 112附接在一起。夹持组合件217包含(i)可移动压台150，(ii)静止压台152，(iii)夹持单元 154，(iv)连杆156，及(v)螺帽158。可移动压台150可相对于静止压台152移动，以使得 可使模具114闭合。夹持单元154固定安装在静止压台152的相应角上。夹持单元154用 来向模具114施加夹持力。螺帽158安装在可移动压台150的相应角上。连杆156与相应 夹持单元154联接。连杆156从相应夹持单元154延伸到相应螺帽158。螺帽158用于相对 于可移动压台150锁定连杆156，以使得夹持力可从夹持单元154传输到可移动压台150。 同样，螺帽158用于相对于可移动压台150解锁连杆156，以使得可移动压台150可相对于 静止压台152移动。模具114包含⑴可移动模具部分140 (后文称为“部分140，，)，及(ii)静止模 具部分142 (后文称为“部分142”)。将部分140安装到可移动压台150，以使得部分140 面向静止压台152。将部分142安装到热流道216，且将热流道216安装到静止压台152，以 使得部分142面向部分140。根据替代布置(未描绘)，不使用热流道216，且将部分140安装到可移动压台 150，及将部分142安装到静止压台152，以使得部分142面向部分140。操作中，将可移动压台150朝向静止压台152移动(通过模具冲程致动器，未对其 进行描绘)以使得部分140可紧靠部分142闭合。螺帽158将压台150、152锁定在一起，以 使得夹持单元154可经致动以将夹持力传输到模具114。夹持力用于当模具114充满(借
8助压力)有由挤出机108制备且注入的熔融模制材料时阻止模具114无意中从模具114释 放(也称为泄放)模制材料。一旦已于机筒组合件106的累积区中收集到所述注射量的模 制材料，便致动螺杆致动器109以向前线性平移螺杆107(此致使止回阀闭合以阻止熔融模 制材料朝向进料口 212回流)，且以此方式，随后可将所述注射量的熔融模制材料从机筒组 合件106经由喷嘴组合件110且⑴直接喷射(借助压力)(如图2中所描绘)到热浇口 112，且然后到达热流道216且再到达模具114的模具腔，或(ii)直接(未对其进行描绘) 喷射到热浇口 112且然后到达由模具114界定的模具腔。—旦形成经模制的制品204且在模具114的模具腔中凝固，夹持单元154便停止 施加夹持力，解锁螺帽158以使得模具114随后可分裂开(通过向模具114施加模具拆分 力)；且随后可将可移动压台150移离静止压台152，以使得可将经模制的制品204从模具 114移除(手动或借助自动装置)。根据非限制性变型，外壳体102包含在以下各项的任何一者中(i)机筒组合件 106，(ii)喷嘴组合件110，(iii)热浇口 112，(iv)模具114，(ν)热流道216的组件，(vi) 螺杆107，及/或其任何组合及排列。根据另一非限制性变型，外壳体102及内壳体104均包含在以下各项中的任一者 中:(i)机筒组合件106，(ii)喷嘴组合件110，(iii)热浇口 112，(iv)模具114，(ν)热流 道216的组件，(vi)螺杆107，及/或其任何组合及排列。对非限制性实施例的说明提供本发明的非限制性实例；这些非限制性实例并不限制本发明的权利要求书的范围。所述的非限制性实施例在本发明的权利要求书的范围内。 上文所述的非限制性实施例可(i)按所属领域的技术人员所预期，针对具体条件及/或功 能在不背离本文中权利要求书的范围的前提下进行变更、修改及/或增强，及/或(ii)在 不背离本文中权利要求书的范围的前提下进一步延伸到各种其它应用。应理解，非限制性 实施例图解说明本发明的各个方面。本文中对细节的提及及对非限制性实施例的说明并不 打算限制本发明的权利要求书的范围。上文可能未进行描述的其它非限制性实施例可在以 上权利要求书的范围内。应理解(i)本发明的范围由权利要求书限定，( )权利要求书本 身叙述认为对本发明是必要的那些特征，及(iii)本发明的优选实施例是附属权利要求的 标的物。因此，以专利特许证方式保护的内容仅由以上权利要求书的范围限定。
权利要求
一种金属模制管道组合件(100)，其包括本体(105)，其经配置以耐受高出大约650摄氏度从大约30到大约40摄氏度的较高温度以用于处理模制材料，且所述模制材料包含具有轻金属合金的熔融金属合金。
2.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含Inconel-720 合金。
3.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述轻金属合金包含镁合金。
4.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含外壳体(102)，其包含 Inconel-720 合金。
5.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含内壳体(104)，其装配于外壳体(102)内，所述内壳体(104)包含耐腐蚀合金。
6.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含内壳体(104)，其装配于外壳体(102)内，所述内壳体(104)包含 耐腐蚀合金，所述耐腐蚀合金包含 Stellite-12 合金。
7.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中所述本体(105)包含在挤出机(108)的机筒组合件(106)中。
8.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含在喷嘴组合件(110)中。
9.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含在热浇口(112)中。
10.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含在螺杆(107)中。
11.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含在模具(114)中。
12.如权利要求1所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述本体(105)包含在热流道(216)中。
13.一种金属注入模制系统(202)，其并入有如权利要求1所述的金属模制管道组合件 (100)。
14.一种金属模制管道组合件(100)，其包括本体(105)，其经配置以耐受高出大约650摄氏度从大约30到大约40摄氏度的较高温 度以用于处理模制材料，且所述模制材料包含具有轻金属合金的熔融金属合金，所述本体 (105)包含外壳体(102)，其包含 Inconel-720 合金；及内壳体(104)，其装配于所述外壳体(102)内，所述内壳体(104)包含耐腐蚀合金。
15.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述轻金属合金包含镜合金。
16.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述耐腐蚀合金包含Stellite-12合金。
17.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述外壳体(102)包含在挤出机(108)的机筒组合件(106)中。
18.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述外壳体(102)包含在喷嘴组合件(110)中。
19.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述外壳体(102)包含在热浇口(112)中。
20.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述外壳体(102)包含在螺杆(107)中。
21.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述外壳体(102)包含在模具(114)中。
22.如权利要求14所述的金属模制管道组合件(100)，其中 所述外壳体(102)包含在热流道(216)中。
23.一种金属模制系统(200)，其并入有如权利要求14所述的金属模制管道组合件 (100)。
24.一种金属注入模制系统(202)，其并入有如权利要求14所述的金属模制管道组合 件(100)。
25.一种金属模制管道组合件(100)，其包括本体(105)，其经配置以耐受高出大约650摄氏度从大约30到大约40摄氏度的较高温 度以用于处理模制材料，且所述模制材料包含具有轻金属合金的熔融金属合金， 所述轻金属合金包含镜合金，所述本体(105)包含外壳体(102)，其包含Inconel-720合金；及内壳体(104)，其装配于所述外壳体(102)内，所述内壳体(104)包含耐腐蚀合金，所述 耐腐蚀合金包含Stellite-12合金，其中所述外壳体(102)及所述内壳体(104)包含在以下各部件中的任一者中 挤出机(108)的机筒组合件(106)， 喷嘴组合件(110)， 热浇口(112)， 螺杆(107)，模具(114)，及 热流道(216)。
全文摘要
本发明涉及一种金属模制管道组合件，其耐受约从680到690摄氏度的温度以用于处理具有轻金属合金的熔融金属合金，所述管道组合件具有包含Inconel-720合金的本体。
文档编号B22D35/04GK101835552SQ200880112541
公开日2010年9月15日 申请日期2008年9月15日 优先权日2007年10月31日
发明者弗兰克·切尔文斯基 申请人:赫斯基注射器成型系统有限公司