专利名称：用于半熔融注射模制的方法和装置以及由此获得的产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于金属的半熔融注射模制的方法、一种用于金属的半熔融注射的装置、以及用所述方法生产出来的产品。
由半熔融金属获得成型产品的方法是已知的，这是一种能生产高质量产品的方法。适用于半熔融金属的方法如下半熔融的锻造，是在锻造金属处于半熔融状态时于锻模之间对材料进行锻造，使之成型并冷却为成品。
半熔融铸造法，是通过注射一高压铸机压射室内的半熔融金属而铸造成型的一种方法。在该工艺中，半熔融金属是以棒料为原料在熔炉内预先制备的，然后将它们送往压射室，并从压射室注射到铸模内。
半熔融注射模制法是这样一种已知的方法，即，将处在一注射器内并被制备成所需半熔融状态的半熔融金属注射到一模具内，并利用该注射器加压而在模具型腔内模制出一个具有合适形状的产品。在该方法中，通过对注射器的可温控缸内的粉末或颗粒状金属进行加热，就可以将金属制备成一种半熔融状态(即，在一种金属或合金中，液相和固相混合的状态)。这种半熔融金属由螺杆加压而朝着连接在缸一端的喷嘴移动，并注入与喷嘴相连的模具内。
这种半熔融注射模制法能生产出质量高、缺陷少的铝和镁金属/合金的产品。
在有关半熔融注射模制的已有技术中，日本专利公开号No.7-256427A揭示了这样一种方法，即，将半熔融金属熔液注入紧靠并连通于型腔的压射室，借助一柱塞加压而将该熔液从压射室注射到型腔内。在这种已有技术的方法中，可以部分地借助柱塞对型腔内的熔液加压，使其经过一个可过滤掉熔液内固相的狭窄通道，溢入型腔后的一个浇口杯(basin)。于是，与型腔内的另一部分相比，型腔内经过过滤的剩余熔液具有局部较高的固相率。这种工艺可以控制在模制产品的某些部分具有不同的固相率。
某些铸造或模制产品，例如机械零件，经常需要在它们的各个部分具有不同的特性。这些特性包括尺寸精度、包含产品的抗拉强度之类的机械特性。
为了满足这种需要，已经采用的方法是，将每一部分的固相率设定为所需的不同值，各个不同的固相率在凝固之后会改变每一部分的金属微观结构。
业已发现，熔液的固相率与金属凝固过程中的铸造收缩率有一定的关系。图5A示出了一种镁合金铸件的尺寸收缩随着合金熔液中固相率的增大而减小的情况，产品的模制精度要求较高的那一部分需要较高的固相率。通常，半熔融的熔液包含一种呈颗粒状的固相，所述颗粒分散在液态金属中。当熔液注入模具时，熔液的液相部分在模具的型腔内凝固，而预先形成的固相可以减小金属产品的收缩，这是因为固相在凝固过程中几乎不会减小体积。因此，半熔融注射法可以让产品获得较高的尺寸精度。
半熔融熔液的固相率还与产品的极限抗拉强度有一定的关系。图5B示出了一种镁合金产品的铸态抗拉强度随着合金熔液中固相率的增大而减小的情况。可以看出，在熔液中需要较低的固相率，以便加强铸造产品的对强度要求较高部分的机械特性。
因此，在采用半熔融金属的方法中，应该根据产品每一部分所需要的不同特性而将产品每一部分内的固相率设定为一个特定的、不同的值。
然而，上述已有技术的方法具有如下缺点在型腔内对熔液局部加压的方法可以在流至型腔内局部加压部分的通道和其余部分的流动范围之间控制固相率的变化，但是在型腔外面对熔液局部加压会伴随有这样的困难，即，在产品的所需部分内不能以一个较宽的数量范围来控制所需的固相率，并且由于柱塞将一部分熔液推出型腔，所以还降低了生产率。该机构还是非常复杂的，因为要配置压射室以及在压射室内于模具型腔附近移动的柱塞。
本发明的一个目的在于，提供一种半熔融注射模制方法，它可相应于产品各部分内所要求的特性，精确地控制模具型腔内的每一部分，即在该型腔内模制成的一固体产品的每一部分内的固相率。
本发明的另一个目的在于，提供一种可进行半熔融注射模制的装置，它可相应于产品各部分内所要求的特性，精确地控制模具型腔内分段的每一部分，即在该型腔内模制成的一固体产品的每一部分内的固相率。
为实现上述目的，本发明可按照产品每一部分内所需的特性，在沿着注射流方向具有不同温度的熔液的注射顺序和型腔内被注入熔液的各分段部分的布置之间确定了一种适当的关系。
为此，按照本发明的方法是，制备一批在一注射器内沿熔液注射流方向具有不同的温度的半熔融熔液，所述注射流是由注射器注入模具的型腔，利用所用合金熔液的温度和熔液内固/液比率的关系，可以将熔液控制为型腔内的每一部分所需的固相率。
本发明的半熔融金属注射模制法大致包括如下步骤在注射器的缸内，通过加热金属材料并控制熔液的温度来制备一批半熔融金属熔液，并将受到注射器加压的熔液注入一模具的型腔内以模制一金属产品。在本发明的方法中，在如上所述的制备步骤中，借助沿缸的长度方向的各分段加热区域将每一部分设定为不同的预定温度，以便设定每一部分所需固相率，而在所述注射步骤中，所述熔液各部是连续地注射，并在型腔的各分段部分内模制成型，从而相应于熔液每一部分的固相率而在产品的每一部分内获得一主要的特性。
为实现另一个目的，本发明的装置包括一加热控制缸，以便使沿着由一注射器注入模具的熔液的流动方向具有不同的温度(分布)，并利用熔液的温度和熔液内固/液比率之间的关系来设定模具型腔内每一部分所需要的不同的固相率。
本发明的装置包括一通过加热而在一注射器的缸内制备一半熔融金属熔液的加热控制缸，以便控制熔液的温度；一具有一型腔的模具，所述熔液被注入型腔以模制一金属产品，其中，所述缸具有围绕外侧的加热段，以便形成从一喷嘴向后端沿着缸的长度方向分段的若干个加热区域，通过这些加热区域可以将熔液的每一部分控制成不同的温度，以在每个部分内获得所需的固相率，并且所述模具的型腔被分成若干个部分，以便相应于熔液内各不同固相率而在产品的每一部分内获得一主要的特性。
在本发明中，如上所述，根据产品内各个部分所需的特性来设定熔液内每个部分的固相率。熔液内每个部分的温度可以很简单地通过所采用合金的熔液温度和固相率之间的关系来确定。可在缸内每个加热区域内设定每一部分熔液的质量或体积，使之几乎等于型腔内产品的每一部分的体积。在注射步骤中，熔液的各部分达到型腔的相应部分，从而相应于熔液各部分的固相率而在产品的每个部分内获得一主要的所需特性。
本发明包括一种产品，它是借助将半熔融金属熔液通过一注射器的喷嘴注入一模具而形成的，其中，所述产品的固相率沿着所述被注射熔液的流动方向有所不同。
特别是，在该产品中，所述产品的低固相率部分是比高固相率部分更需要强度的部分，而所述高固相率部分是比低固相率部分更需要模制精度的部分。
下面将结合附图来详细描述本发明。
图1A是利用本发明方法的一个装置的纵剖视图，该装置包括一注射器和一模具；图1B是一模具的纵剖视图，该模具具有一分成若干部分的型腔，这些分部的体积对应于图1所示的加热器段；图2A是应用本发明的一个孔座(orifice holder)的纵剖视图；图2B是模具的剖视图，示出了将一浇口连接于一型腔，以便模制如图2A所示之孔座的情况；图3A是利用本发明方法模制而成的一种镁合金的金属结构显微照片，其中含有2％的固相；图3B是一类似于图3A的照片，其中含有10％的固相；图3C是一个孔座的剖视图，图3A和图3B就是分别沿该图中的箭头方向摄取的样品照片；图4是一阀杆的剖视图；图5A是一曲线图，示出了在模制一个6.5mm直径的镁合金圆棒时，直径收缩率和固相率之间的关系；图5B是一曲线图，示出了一镁合金的固相率和极限抗拉强度(UTS)之间的关系。
在本发明的方法中，在一注射器内制备了一批半熔融的金属熔液，并通过注射器将它们注射到一模具的型腔内而模制一产品，所述型腔预先设计成分为一个需要一定强度的低固相率部分和一个需要模制精度的高固相率部分。
在注射器内，使待注射的熔液部分处于不同的温度，以便形成所述熔液的低和高固相率部分。从靠近所述低和高固相率部分的任何一侧将熔液注入型腔，使熔液的高温和低温部分分别填满型腔的低和高固相率部分。
特别是，在这种用来注射半熔融金属熔液的方法中，在注射一批熔液时，可以让早期注射的一部分熔液的温度低于晚期注射的那一部分熔液的温度，以便在型腔内分别形成所述低和高固相率部分，所述熔液是从用来形成产品高强度的低固相率部分的那一侧注入型腔。
另一方面，可以让早期注射的一部分熔液的温度高于晚期注射的那一部分熔液的温度，而熔液是从用来形成产品高精度的高固相率部分的那一侧注入型腔。
本发明的装置是一种用于注射半熔融金属熔液以形成一产品的装置，半熔融金属熔液通过一注射器的喷嘴注入一模具的型腔以便模制成产品，沿着所述熔液在型腔内的流动方向，所述型腔被分成一个需要强度的低固相率部分和一个需要模制精度的高固相率部分。该装置的特征在于，所述喷嘴可在模制所述低固相率和高固相率部分的任何一侧与型腔相连，并且借助缸周围的若干个加热器使得早期注射的熔液部分和晚期注射的熔液部分处于不同的温度，以便通过注射让熔液的高温和低温部分分别填满型腔的低和高固相率部分。
在本发明的一个实施例中，如图1A所示的适用于本发明半熔融模制方法的装置包括一模具2，用以将半熔融熔液模制成所需形状；一注射器1，用以将金属材料融为半熔融熔液并将它注入所述模具2。
注射器具有一缸1，它包括一固定在一转轴上的螺杆5，所述转轴可在缸内转动并沿纵向移动；一用于注射的喷嘴6，它连接在缸的前端以便与一模具相连；以及多个加热器段H0-H9，用作缸体周围的加热装置。
螺杆可以将原料携至缸内合适的位置，对其加热，并将受热的熔液压向喷嘴。一可带动螺杆旋转的电动机以及一可带动螺杆来回移动的驱动器7在缸的另一端连接于螺杆轴。
沿着缸体轴线纵向分布了多个加热器H0-H9，以便加热沿缸的纵向分布的多个加热区域内的熔液。这些加热器可以由若干个功率控制器(未示)分别单独地控制，以设定各加热区域内的熔液部分的所需温度。
在缸的后端设有一料斗，用以通过一个充满氩气之类非氧化气体的气体交换室将金属原料送入缸的后端内。所述气体交换室可使被充入缸内的原料处于一种非氧化的氛围，以防止原料发生氧化。
本发明的方法可以用铝合金和镁合金来作为生产用金属。在这个例子中，金属原料采用的是一种呈小片颗粒状的含锶镁合金(ASTM AZ91D合金)，它们是从具有合适化学成分的变形的合金块上切削下来的。
另一方面，上述的模具包括一个连接于一垂直固定板10的固定半模2a和一个能接触或离开该固定半模的可动半模2b。在两半模的两个相对表面之间刻蚀出模制型腔3和通道11至13，该两半模装配在一起就形成了一个简单的模具，从而形成一个可用来将熔液成型为一产品的型腔。如图1B的放大视图详细示出的那样，通道包括浇口11、一浇道12、以及一流槽(spool)13，从注射器喷嘴射出的熔液从作为通道的所述流槽进入型腔3。
在模具中设置了两个凹部空间，以便收集首先注入模具的熔液。第一凹部14被称作“塞结块收集槽(plug catcher)”，它形成在型腔3和喷嘴6之间的通道内。在这种情况下，塞结块收集槽14是形成在喷嘴6的相对端，并且对流槽13的方向开放成一个较低的流动水平，因而可以收集在前次注射之后留在喷嘴6开口内的熔液冻结的金属ml(称作“塞结块”)，从而防止塞结块在下一次注射时进入型腔。塞结块收集槽最好是形成为具有足够大的体积，以便收集塞结块和一部分跟随着塞结块而来的注射熔液。
在模具内还形成了一被称作“溢流槽”的第二凹部，它连接于型腔内部的最末端，用以收集跟随着所述熔液冻结金属(即塞结块)注入的一部分熔液因此，第一和第二凹部构成了模具内型腔之外的空间，这个空间能接受留在喷嘴内的最早注射的熔液部分。
利用该装置模制的产品可以沿着被注入模具的熔液的流动方向来改变其固相率。在该产品中，由低固相率金属部分制成的低固相率部分可导致产品的该部分具有较高的强度，而由高固相率金属部分制成的高固相率部分可导致产品的该部分具有较高的模制精度，即在凝固过程中收缩率较低(参见图5A和5B)。为此，当所述喷嘴相应于需模制具一定强度的低固相率部分的型腔的那一侧而连接于型腔时，可使一批早期注射的熔液的温度低于后期注射的熔液温度。
或者，当所述喷嘴相应于需模制具一定模制精度的高固相率部分的型腔的那一侧而连接于型腔时，可使一批最早注射的熔液的温度高于后期注射的熔液温度。
因此，按照半熔融金属在注射时的流动情况，该产品可以在低固相率部分具有较高的强度，在高固相率部分具有较高的成型精度。
为此，注射的熔液流相应于产品每个部分所需的特性而被分成几个部分，熔液的这些分段部分在缸内相应于加热器段H0-H9的加热区域内单独地受到加热，并且被控制成与每一所需固相率相对应的预定温度。
该方法利用了半熔融金属的固相率(其余部分为液相)和金属温度之间的关系，当固相率被限定为一个固定值时再来设定温度。在取决于所用合金化学成分的固相和液相曲线上，熔液内的固相率随着温度的升高而降低。如果产品的某一个部分相应于某种特定的精度而需要一较高的固相率，那么可以将用于该部分的熔液温度定得较低，如果需要能获得较高强度的低固相率，则将温度定得较高。在该方法中，需要对熔液进行加热，以便控制熔液每一部分使之达到预定的温度，并将其注入模具，从而使形成低固相率即产品需要一定强度的那一部分熔液的温度高于形成高固相率即产品需要一定模制精度的另一部分熔液的温度。
此外，从喷嘴6起朝着缸的后端，缸的内部相应于分开的加热器段H9-H5而被分成多个加热区域，当螺杆向后回收时，加热区域H9-H5位于螺杆顶部的前方，并具有一可用于某一批量熔液的螺杆行程。
如果将每一区域内熔液的固相率定义为从后端起至喷嘴6依次是F1至F5，以同样的方式将每一区域内熔液的体积定义为V1至V5，将模具内每一部分内注射熔液的固相率定义为从熔液注入模具的上游至下游依次是f1，f6和f2至f5，模具内每一分段部分的体积是v1，v6和v2至v5，那么就可以把每个加热区域的体积设计成符合关系式V1＝vi，V2＝v2，V3＝v3，V4＝v4，V5＝v5+v6，在注射之前，可以借助加热器H9至H5来控制并设定温度，以便满足这样的关系F1＝fi，F2＝f2，F3＝f3，F4＝f4，以及F5＝f5+f6。
在这种情况下，对喷嘴不利的是，带有由加热器H9加热的加热区域的喷嘴的固相率可能会高于期望值，这是因为喷嘴附近的加热器H9被设定在较低的温度，以在喷嘴的开口内形成塞结块，而喷嘴端部的金属温度则由于喷嘴与模具接触的缘故而受到模具温度的影响，因而有降低的趋势。因此，在该实施例中，为了防止该加热区域内的熔液进入型腔3(即进入产品)，需将上述第一凹部14的体积v6定为大于留在所述喷嘴内的冻结金属ml的体积。虽然可借助加热器H9将喷嘴6后面的加热区域内的熔液控制在某一个温度上，但是因为很容易受到喷嘴6末端的熔液低温的影响，所以这一部分熔液趋向于具有一较高的固相率。这部分熔液可以由上述的第一和第二凹部收集，并符合关系式V4+V5＝v4+v5，从而可以将该部分熔液从腔室内去除。最好是能选成V4＝v4，V5＝v5，以便减小原材料的浪费。
此外，如果产品的不需要特别强度的那一部分是在第二凹部的一侧进行模制，那么就能以关系式V5＞v5将喷嘴顶端的高固相率熔液注入型腔，这样可以改善相对所需原料而言的产品获得率。
下面将详细说明利用上述的半熔融注射模制法来模制一在不同部分具有不同固相率的产品的工艺过程。
实施本发明方法的工艺包括如下步骤(1)将两个半模紧固到一起而组成一个模具，并将注射器的喷嘴连接于模具流槽的一个开口；(2)将一批镁合金颗粒(例如ASTM AZ91D铸造合金)作为原料加入料斗，并经过气体更换室后送入缸内，然后通过螺杆的旋转而在缸内携带着原料朝喷嘴移动，并在每个加热区域内将原料的各部分加热至其预定的温度；如图1A所示，在原料朝着喷嘴移动的同时，借助驱动器强迫螺杆向后缩而靠近后端，并容纳了一批原料在喷嘴和螺杆之间受到加热。
在这个例子中，需模制的产品是用于汽车自动传动系统的一连接构件的孔座16，如图2所示。该孔座16包括一头部17一螺纹部18，头部17是需要较高强度的部分，因为当其装配紧固时有装配力矩作用其上，故头部需要在熔液中有一个低固相率部分。而螺纹部分不需要特别的强度，但是希望直接通过模制就能得到，无需螺纹加工或其它的加工，以便减少生产步骤。由此看来，螺纹部分应该是一个需要模制精度并且具有较高固相率的部分。在形成模具时，对型腔加以定形，形成一个连接于孔座头部的浇口，所谓浇口就是熔液经过浇道后进入型腔的入口。
在生产孔座时，加热器H7将该部分熔液的温度控制为600℃，而加热器H8和H9则将熔液温度控制为530℃，这是在镁合金的情况下。因此，可以将一批熔液中早期注入的那一部分的温度设定为低于首次注入之后晚期注入部分的温度。
在另一个例子中，如图4A所示，其中示出了一个作为发动机阀门构件的阀杆19。该阀杆的较厚的中央部分需要较高的强度，应该是一个低固相率部分，而较薄的外环部分需要一定的模制精度，应该是一个高固相率部分。在形成模具时，模具内的浇口与阀杆的较厚的部分相连，如图4中的点划线所示。还有，将加热区域H7的温度设定为600℃，另两个加热区域H8和H9的温度设定为530℃。因此，可将一批熔液中最早注入的那一部分的温度设定为低于随着早期注入熔液之后晚期注入的那一部分熔液的温度。
(3)通过驱动器的带动旋转，使螺杆从喷嘴向后离开一个预定的行程。驱动器可以检测螺杆退回的行程，而这个退回的行程可以测量一次注射所需的一批熔液的量；(4)通过驱动器的驱动，使螺杆向前朝喷嘴移动，并将熔液从喷嘴压出，经过通道注入型腔，这样可使熔液从形成低固相率，也就是产品中需要一定强度的部分的部分的那一侧注入型腔；在注射过程中，第一凹部可收集前次注射之后留在喷嘴口内的熔液冻结金属ml，以及相应于缸内体积V5的那一部分熔液。具有相同体积v5的其余熔液经过型腔后收集在另一个第二凹部内。
随后，相应于缸内体积V4的那一部分熔液流入型腔3的v4部分，体积V3流入型腔的v3部分，体积V2流入型腔的v2部分，而体积V1则流入构成型腔的其余空间v1，也就是串联在一起的型腔、浇口11、浇道12和流槽13。
该方法旨在将过冷熔液从型腔排出到两个凹部，因而不会在型腔内形成比所期望的固相率高的固相率，从而确保最终的产品具有所需的特性，例如强度。
相反，可将由加热器H7加热的加热区域内的温度设定为低于加热器H8和H9加热的加热区域内的温度。在这种情况下，就可以将一批熔液中最早注入的那一部分的温度设定为高于在最早注入熔液之后注入的熔液的温度。
(5)通过冷却的模具(例如大约200℃)，可以使注入型腔的熔液冷却和凝固，从而获得一产品。
(6)将注射器与模具分开，打开两半模，取出模制成品。
用这种方式获得的产品，例如孔座16或阀杆19可以被分成需要强度的低固相率部分(头部17或厚的部分20)和需要模制精度的高固相率部分(螺纹部分18或薄环部分21)。
需要强度的低固相率部分具有大约2％的固相率，图3A示出了该部分的金属结构的显微照片。另一方面，需要精度的高固相率部分具有大约10％的固相率，图3B示出了该部分的金属结构的显微照片。从这些照片可以看出，镁合金基体内的镁的粗晶粒(在图中是白色的)，高固相率部分(图3A)比低固相率部分(图3B)有更多的镁晶粒。
利用本发明的方法可以提供具有强度和模制精度等相对特性的产品，即，按照所需的特性，通过从型腔的适当的一侧有效而简单地注射处于半熔融状态并具有不同固相率的熔液就可以实现。
该方法可以采用从预先加有锶的变形的镁合金固体原料上切削下来的固体金属原料，原料的加工或变形会导致熔液内的固相晶粒尺寸变得细小，而在合金中添加锶会导致基体晶粒进一步地细化。
当产品是孔座16时，最好是让头部17的后表面和螺纹部18的表面受到喷丸处理，使之粗糙而增加其表面的摩擦系数，这样就可以防止螺纹部分18松弛，并减小这些部分内的残余内应力。还可以以同样的方式对如图2A所示的一密封件(packing)23进行喷丸处理，以便使该密封件的表面变得粗糙，所述密封件是用来插在孔座16的头部17和所在壳体22之间。此外，最好是将密封件23的材料改成几乎纯铝或其它回火金属，以便加强紧配合的密封件的摩擦系数。
还有，最好是将密封件的材料改成与镁之类的金属具有相同的热膨胀系数，从而防止因高温时的热应力而导致的蠕变变形。
权利要求
1.一种用于注射模制半熔融金属而形成一产品的方法，是在一注射器内制备一批半熔融金属，并通过该注射器注入一模具的型腔以模制一产品，所述型腔沿着熔液在型腔内的流动方向被分成一个用于模制需一定强度的低固相率部分和一个用于模制需一定模制精度的高固相率部分，其中被注射的熔液部分在注射器内被设定为不同的温度，以构成熔液的低和高固相率部分，并且该熔液是从靠近所述低和高固相率部分的两侧中的任何一侧注入型腔，以便用熔液的高温部分充填所述型腔的低固相率部分，并用熔液的低温部分充填所述型腔的高固相率部分。
2.一种用于注射模制半熔融金属而形成一产品的方法，是在一注射器内制备一批半熔融金属，并通过该注射器的一个喷嘴而注入一模具的型腔以模制一产品，所述型腔沿着熔液在型腔内的流动方向被分成一个用于模制需一定强度的低固相率部分和一个用于模制需一定模制精度的高固相率部分，其中，将较早注入的熔液部分在注射器内的温度设定为低于较晚注入的熔液部分在容器内的温度，以通过注射一批熔液而分别构成所述低和高固相率部分，并且该熔液是从用于形成产品强度的低固相率部分的一侧注入型腔的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当注射所述熔液时，保留在喷嘴喷口内的熔液部分被收集在该模具内型腔旁边的空间内。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述熔液是由从固体变形的含锶镁合金材料上切削下来的小片形成为半熔融状态。
5.一种用于注射模制半熔融金属而形成一产品的方法，是在一注射器内制备一批半熔融金属，并通过该注射器的一个喷嘴而注入一模具的型腔以模制一产品，所述型腔沿着熔液在型腔内的流动方向被分成一个用于模制需一定强度的低固相率部分和一个用于模制需一定模制精度的高固相率部分，其中，将较早注入的熔液部分在注射器内的温度设定为高于较晚注入的熔液部分在容器内的温度，以通过注射一批熔液而分别构成所述低和高固相率部分，并且该熔液是从用于形成产品精度的高固相率部分的一侧注入型腔的。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当注射所述熔液时，保留在喷嘴喷口内的熔液部分被收集在该模具内型腔旁边的空间内。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述熔液是由从固体变形的含锶镁合金材料上切削下来的小片形成为半熔融状态。
8.一种用于注射模制半熔融金属而形成一产品的装置，是通过注射器的一个喷嘴将半熔融的金属熔液注入一模具的型腔以模制一产品，所述型腔沿着熔液在型腔内的流动方向被分成一个用于模制需一定强度的低固相率部分和一个用于模制需一定模制精度的高固相率部分，其中，所述喷嘴在需模制低和高固相率部分的任何一侧连接于所述型腔，借助缸周围的若干个加热器将早期和晚期注入型腔的熔液部分设定为不同的温度，并通过注射使熔液的高温和低温部分分别填充到型腔的低和高固相率部分中。
9.一种用于注射模制半熔融金属而形成一产品的装置，是通过一注射器的一个喷嘴将半熔融的金属熔液注入一模具的型腔以模制一产品，所述型腔沿着熔液在型腔内的流动方向被分成一个用于模制需一定强度的低固相率部分和一个用于模制需一定模制精度的高固相率部分，其中，所述喷嘴在需模制具一定强度的低固相率部分的一侧连接于所述型腔，并将一批熔液中早期注入的熔液部分的温度设定为低于晚期注入的熔液温度。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在模具内型腔的旁边形成有空间，用以当注射所述熔液时，收集保留在喷嘴喷口内的熔液部分。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述空间包括一第一凹部，它形成在所述型腔和所述喷嘴之间的一通道内，用以收集前次注射之后冷却并保留在喷嘴喷口内的熔液冻结金属，并防止该金属进入型腔；以及一第二凹部，它连接于型腔的最内部，用以收集随着喷嘴喷口内的所述熔液冻结金属而来的熔液部分。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述注射器的缸的周围设置了若干个加热器，以便将缸内的熔液控制为不同的温度，从而使形成需要一定强度的低固相率部分的那一部分熔液的温度高于形成需要形成一定模制精度的高固相率部分的那一部分熔液的温度。
13.一种用于注射模制半熔融金属而形成一产品的装置，是通过一注射器的一个喷嘴将半熔融的金属熔液注入一模具的型腔以模制一产品，所述型腔沿着熔液在型腔内的流动方向被分成一个用于模制需一定强度的低固相率部分和一个用于模制需一定模制精度的高固相率部分，其中所述喷嘴在需模制具一定模制精度的高固相率部分的一侧连接于所述型腔，并将一批熔液中早期注入的熔液部分的温度设定为高于晚期注入的熔液温度。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，在模具内型腔的旁边形成有空间，用以当注射所述熔液时，收集保留在喷嘴喷口内的熔液部分。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述空间包括一第一凹部，它形成在所述型腔和所述喷嘴之间的一通道内，用以收集前次注射之后冷却并保留在喷嘴喷口内的熔液冻结金属，并防止该金属进入型腔；以及一第二凹部，它连接于型腔的最外部，用以收集随着喷嘴喷口内的所述熔液冻结金属而来的熔液部分。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，在所述注射器的缸的周围设置了若干个加热器，以便将缸内的熔液控制为不同的温度，从而使形成需要一定强度的低固相率部分的那一部分熔液的温度高于形成需要形成一定模制精度的高固相率部分的那一部分熔液的温度。
17.一种产品，它是借助将半熔融金属熔液通过一注射器的喷嘴注入一模具而形成的，其特征在于，所述产品的固相率沿着所述被注射熔液的流动方向有所不同。
18.如权利要求17所述的产品，其特征在于，所述低固相率部分是比高固相率部分更需要强度的部分，而所述高固相率部分是比低固相率部分更需要模制精度的部分。
19.如权利要求17所述的产品，其特征在于，所述产品是一个螺纹构件，它包括一头部和一螺纹部分，头部的后侧和螺纹部分的外侧的表面通过喷丸处理而得以粗糙。
全文摘要
本发明提供了一种用于注射模制半熔融金属而形成一产品的方法,半熔融金属是通过注射器的一个喷嘴而注入一模具的型腔以模制一产品,所述产品沿着熔液在型腔内的流动方向被分成一个需一定强度的低固相率部分和一个需一定模制精度的高固相率部分。在本发明的方法中,将较早注入的熔液部分在注射器内的温度设定为低于较晚注入的熔液部分在容器内的温度,以通过注射一批熔液而分别构成所述低和高固相率部分,并且该熔液是从用于形成产品强度的低固相率部分的一侧注入型腔。
文档编号C22C1/02GK1194896SQ9810517
公开日1998年10月7日 申请日期1998年3月27日 优先权日1997年3月27日
发明者坂本和夫, 山本幸男, 石田恭聪 申请人:玛志达株式会社