CN101257982A - 成形工具 - Google Patents

Abstract

一种成形工具(20)，它包括基底(21)和至少在该成形工具(20)的工作表面(22)上的一个金属玻璃层(23)，而该所述成形工具是下面工具中的一种：a)挤压机的成形工具；b)拉丝机的模子；c)聚合物处理单元的辊。

Description

成形工具

技术领域

本发明涉及一种成形工具和一种改变工件或可延展复合物(aductile compound)的表面的方法，其中，工件或可延展复合物的至少一个表面与成形工具的表面至少接触一次，且还涉及一种使成形工具的外表面形成纹理(或形成结构)的方法。

背景技术

在材料加工工业中有许多类型的成形操作。例如，在金属工业中，成形操作可能包括：

●挤压过程，把这种过程定义为通过迫使该材料通过模子中具有一定形状的开孔使材料比如铝具有一定形状的过程。被挤压的材料作为一个细长的件产生出来，此件有与模子开孔相同的形状。

●拉丝(或拉丝)过程，这是一种使金属变细的过程，在这种过程中，推或者拉一个细杆使它通过单一的模子或者通过一系列连续的模子，从而减少它的直径。因为细线的体积保持不变，所以细线的长度将按照它的新直径改变。

例如，在塑料工业中，成形操作可能包括：

●聚合物处理(或加工)，比如压延(calendering)。

工件是具有确定尺寸和形状或者没有确定尺寸和形状的未成形的块体或者预先成形的块体。例如，一个金属或塑料的实心块体是一个工件。在挤压过程中，工件例如是一个坯段(a billet)。在拉丝过程中，工件例如是一个杆。在聚合物加工处理过程中，工件例如是由塑料制成的单层薄膜，或者是至少一个由塑料制成的多层薄膜。

可延展复合物是一种处于固态到半固态的未成形材料。在聚合物加工中，可延展复合物例如是至少部分地变软的，熔化的或者甚至是可以流动的整体材料，薄片，平板或薄膜材料，这些材料由塑料制成，或者有至少一个塑料表面层。

在本发明中，形成纹理(或形成结构)的表面意味着不希望该表面是平滑的。当然，大多数表面不是完全平滑的，但是将很容易理解到：形成纹理的表面的含义包括把它定义为有故意的粗糙度，图案，突起，凹陷，脊，和沟槽，或者有雕刻状结构的表面，这些结构将会转移到工件的表面上，使得工件的表面也不平滑。

可以将像这样的成形操作用于聚合物加工。在这样的成形操作的过程中，与成形工具的成形表面接触的工件表面的外观在成形之后典型地与成形工具的成形表面的表面外观相同或者类似。因为多种因素比如通过成形工具施加的载荷大小或者工件材料的物理性质对变形的程度有影响，所以，工件上的表面可能不是成形工具表面的精确复制品。考虑到这些因素调整成形条件是常规的操作。为了确保产生工件上的最后表面，成形工具的表面常常可能是被夸大的。

也有许多情况，在这些情况下，为了带来特定的利益，希望改变工件的表面。可能纯粹是为了装饰的原因改变工件的表面。也可能是为了获得想要的物理特性、目的是在特别的应用中改进物品的性能而改变工件的表面，在这种情况下，这种性能强烈地依赖于工件的表面特性。

成形工件在它们的表面上可以有一种带结构的表面，通过多种方法中的一种方法制备出这种表面。这些已知的方法包括EDT(放电加工)形成纹理构造，喷砂或喷射硬化，机械刷磨，形成纹理的Cr沉积(也被称为Topocrom)，等等。这些方法形成的工作表面本质上是随机的，并且在成形过程之后，这种表面结构基本上被转移到工件的表面上。其它已知的方法包括激光束或电子束形成结构，这些方法可以产生确定的结构。确定的结构可能显示出一种图案，或者可能有特定的设计，并且可能例如包括印字，印上图画，形成格栅，或者印上商标。在多次通过压花(pass embossing)的情况下，确定性的结构可能造成干涉效应，而随机的结构一般不会造成这种效应。

在上面提到的聚合物加工中采用的工作辊中，可以通过进行机械加工将确定的结构加到工作辊的表面上，但是，这样的工作辊的寿命有限，然后，它们需要整修(refurbished)，或者需要重新进行机械加工，而这些操作是费钱的并且是费时的。进而，由于成形工具的成形表面的磨损，确定性结构进入工件表面里面的凹坑的品质可能随着时间退化，导致在长的生产进程中最后产品的品质会改变。

在上面提到的大多数成形操作中，逐渐地出现更换用于成形的工具的需要，或者有对这些工具进行整修的需要。

常常通过将保护层添加到成形工具与工件接触的表面上延长成形工具的寿命。在采用模子和冲头的成形操作中，通常将这样的保护涂层沉积到工具的工作表面上，而没有任何接续的成形步骤，即，以下述方式把涂层加到工作表面上：所要求的形状依然由主体确定的形状以及成形工具自身的形状获得。

使这些保护涂层有确定性特点的非常精细的详细设计是可能的。较小的表面特点是有意义的，这是因为这些特点可以产生有意义的效应。一个已知的效应是由复杂的衍射图案可以产生图像。为了产生出复杂的衍射图案，切割线的宽度为亚微米量级，用传统的工具加工方法直接在成形工具的表面在确定性结构内获得这样水平的分辨率是不可能的。

先有技术的形成表面结构的方法有许多缺点。成形工具逐渐地磨损，重新整修它们或者很费钱、或者很困难。另外，产生确定性的结构很困难，并且有时是不可能的。在成形工具的涂层内产生非常精细的亚微米量级的确定性结构特别困难。进而，一般为了单一目的使用成形工具，即，采用一种形状或一种表面结构。从容易并且直截了当地改变成形工具表面的意义上看，成形工具不能提供强的适应能力。

本发明的一个目的是提供一种新的成形工具，这种成形工具的表面可能很容易改变，并且可以产生出有确定性结构和非常精细的确定性结构的成形工具，可以将所述表面特征转移到工件上。

本发明的另一个目的是提供一种采用自身有形成一定纹理结构的表面的成形工具改变工件表面的新方法。

本发明的另一个目的是可以很容易地并且不费钱地产生成形工具的表面，并且逐渐地重新整修成形工具的表面，另一目的是提供一种制备和整修这样的成形工具的方法。

发明内容

由独立的权利要求1所述的特点解决这一问题。

由金属玻璃制成的或者包含至少一个金属玻璃层的成形工具是下面工具中的一种：

a)挤压机的成形工具；

b)拉丝机(或拉制机器)的模子；

c)聚合物处理(或加工)单元的辊。

在第一实施例中，前面提到的挤压机的工具包括至少一个作为基底的本体和按照本发明的至少一个金属玻璃层，把该金属玻璃层直接或间接加在工具本体上。至少把金属玻璃层施加到工作表面上。有金属玻璃层的挤压工具可能是直接被包括在工件成形过程中的工具，比如挤压模子，模子组件(工具堆积体)或心轴。模子组件可能包括模子，支持物，衬垫物，模子心轴或模子帽盖。进而，前面提到的有金属玻璃层的挤压工具也可能是间接被包括在工件成形过程中的一种工具，比如容器(壁)，加压柱塞，压头，或者模型块体。这些工具的基底可能是硬铸铁或硬钢中的一种。

在第二实施例中，上面提到的挤压工具也可能完全由金属玻璃制成。因此，作为整体材料使用金属玻璃。

由金属玻璃制成的工具的工作表面耐磨，因此寿命长。进而，金属玻璃表面使得重新加工该工具比较容易，通过加热已经磨损的表面并且重建金属玻璃表面即可。

可以使用按照本发明的挤压机生产由金属特别是由铝或铝合金制成的型材段。使用有按照本发明的挤压工具的挤压机生产由塑料制成的型材也是可能的。

包括按照本发明的金属玻璃层的拉丝机的工具可能是前面已经提到过的模子或拉制板。将金属玻璃层施加在工具上，至少施加到它的工作表面上。这些工具的基底可能是硬铸铁，硬钢，钻石或红宝石中的一种。整个成形工具(模子)由金属玻璃制成也是可能的。因此，作为整体材料使用金属玻璃。

机器可以是一台连续的拉丝机，或者是一台单一块体机器。连续的拉丝机包括一系列模子，从而通过重复地将工件拉过逐渐减小的模子、将工件及金属杆减小到要求的直径和性质。

由金属玻璃制成的模子的工作表面耐磨，因此寿命长。进而，金属玻璃表面使得重新加工该工具比较容易，通过加热已经磨损的表面并且重建金属玻璃表面即可。

可以使用拉丝单元生产由金属例如铝，铝合金，铜，铜合金，铁或钢制成的细线。

聚合物加工可能是一种压延过程，在这种情况下，涂有按照本发明的金属玻璃的工具是压延单元的有平滑表面或者有确定的形成纹理的表面的一个或多个工作辊。

聚合物加工可能是在最好被冷却的辊上铸制(casting)薄膜，薄片或平板的过程。这些辊可以是被压花的，可以将块体玻璃材料的结构转移到熔化的或者变软的聚合物上，产生图案或拓扑结构。在实现压花之后将聚合物固化。塑料可以是被挤压的。主要应用中的一种应用可能是由单层或多层薄膜制成的包装材料。

聚合物加工也可能是一种涂布过程，其中用一个塑料层涂布薄片材料。在这样的过程中，用一种塑料涂布薄片材料比如包装薄膜。薄片材料可能是单一个薄膜或者是由不同材料组成的多层薄膜。涂布可能是一种挤压涂布过程，借助于涂布刀的涂布，浸渍涂布，借助于辊(辊涂布机)的涂布，或者压延涂布过程。在所有这些过程中，包括按照本发明的金属玻璃层的工具是有平滑表面或有确定的形成纹理的表面的一个或多个辊。

聚合物加工也可能是一种已经涂布的薄片材料，层压的薄片材料或者单层薄膜或甚至是包含至少一个由塑料制成的表面层的薄片或平板的表面处理过程。可以在压花的压延机的基础上进行这样的表面处理过程。在这种情况下，包括按照本发明的金属玻璃层的工具是有确定的形成纹理的表面的压花辊，最好是被冷却的压花辊

由金属玻璃制成的辊的工作表面耐磨，因此寿命长。进而，金属玻璃表面使得重新加工该工具比较容易，通过加热已经磨损的表面并且重建金属玻璃表面即可。进而，可以很容易地按照另一块模板改变辊的可能已经形成纹理的表面。辊的本体可以由金属制成。

在聚合物处理单元中成形的工件或可延展的复合物的形式可能是薄膜，薄片，平板或可流动的整体材料。薄膜，薄片或平板材料可以由单一的塑料层制成，或者可以是包含至少一个塑料层最好包含至少一个塑料表面层的多层系统。多层系统的其它材料可以是其它的塑料，金属箔，增强的纤维或纤维织物。塑料最好是一种热塑性材料。

在成形过程中，可以用金属玻璃涂布或者由金属玻璃制作出比一个多的成形工具。可以用相同的或不同的金属玻璃材料涂布或者由相同的或不同的金属玻璃材料制作出这样的加工单元的工具。

因此，本发明的第一方面是成形工具的特征在于：它包括基底和在该成形工具的至少工作表面上的一个金属玻璃层，并且，金属玻璃层有形成纹理的表面，目的是为了在工件的表面复制出金属玻璃层的形成纹理的表面。

将很容易理解，金属玻璃层不需要直接邻近成形工具的工作表面，可以包括其它的中间层和功能层，例如包括一个柔性层，补偿热膨胀系数的差别。

金属玻璃是多组分的金属合金，当以足够快的速率把它由熔化状态冷却时，当固化时它最好保持一种非晶体的状态。金属玻璃也可能是在冷却之后当固化时稍微结晶化或部分结晶化的材料。这些材料的强度可以高到钢的强度的两倍，有更强的耐磨和耐腐蚀能力，并且有比钢更高的弹性系数值。

适宜于在这里描述的目的的金属玻璃可以例如是下面的一般合金体系构成的一组中的任何一种：Au-Pb-Sb，Pd-Ni-P，La-Al-Ni，La-Al-Cu，La-Al-Ni-Cu，Mg-Cu-Y，Zr-Al-Ni-Cu，Zr-Ti-Cu-Ni-Al，Zr-Ti-Cu-Ni-Be，Zr-Ti-Nb-Cu-Ni-Be，Pd-Cu-Ni-P，Ni-Nb-Ta，Al-Co-Zr，Al-Ni-Ce-B，Al-Ni-Y-Co-B。

这些合金体系特别有用，这是因为以比其它金属玻璃慢的速率冷却它们仍然可以保持它们的非晶体状态。可以使用的一种特别的合金是包含下述重量百分比的合金：Zr 56.2，Ti 13.8，Nb 5，Cu 7，Ni 5.5，Be 12.5。可以将它们冷却，使得金属玻璃的厚度为0.01到10毫米的量级。在本发明中这很重要，这是因为玻璃涂层是在基底上，并且结合起来的热质量(the combined thermal mass)意味着非常快的冷却速率不总是可能的。在许多情况下，可以使用基底自身作为有效的吸热源，或者单独地使用、或者与其它的冷却装置结合起来使用。

在本发明制作出非常精细的确定性结构的情况下，金属玻璃层的厚度不需要非常厚。例如，它可以是0.001毫米与2毫米之间的一个薄层。在想要的表面结构包含较多的突起结构的情况下，金属玻璃层最好比较厚，厚度在0.5毫米与30毫米之间。对于许多应用不需要有过量太多的玻璃，这是因为这样可能简单地浪费了材料，但是需要玻璃足够多，使得能够在它的表面内形成要求的结构。金属玻璃的厚度下限例如为0.001毫米，最好为0.5毫米。金属玻璃的厚度上限取决于想要的应用，但是例如不大于30毫米，最好20毫米，更可取地为8毫米，甚至更可取地为5毫米。

基底可以为可能在前面提到的成形方法中任何一种方法中使用的传统成形工具典型的任何适当的形状。对于金属玻璃将要沉积到其上的表面的形状没有任何要求。不需要将金属玻璃层沉积到整个成形工具上，而仅只需要沉积在与要成形的工件或者要改变的工件接触的那个表面上，在这里把那个表面成为工作表面。换句话说，工作表面是成形工具的那个表面：通过该表面将负载施加到工件上。工作表面可能是基本上平面的，或者可能是具有一定形状的，(其含义是：形状表面至少在两个方向上改变)。替代地，工作表面的形状可能是圆柱体表面的至少一段，如对于聚合物处理单元的工作辊的可能情况那样。在后面的情况下，基底自身可能是至少部分圆柱形的，或者它可能是一个完整的圆柱。

本发明的一个特殊优点在于：金属玻璃层的已经形成纹理的表面可以有非常精细的确定性结构。形成纹理的表面是确定的是本发明的一个优选实施例，而确定的形成纹理的表面包含尺寸为亚微米级的结构是本发明更优选的实施例。

本发明的第二方面是改变工件表面的一种方法，其中该工件的至少一个表面与成形工具的已经形成纹理的表面接触至少一次，其特征在于，成形工具包括基底和至少在该成形工具的工作表面上的一个金属玻璃层，并且，该金属玻璃层有形成纹理的表面，从而金属玻璃层的形成纹理的表面在工件表面上复制。

由于它的组成和厚度金属玻璃层的性质典型地与上面联系着成形工具描述的相同。同样，形成纹理的表面可能本质上是随机的，但是形成纹理的表面最好是确定性的，它包含尺寸为亚微米级的结构甚至是更可取的。

这种性质的成形操作常常在多次重复的作用中实现，因此，本发明的另一实施例在于：这种方法包括工件与成形工具之间的多次接触。常常希望如此，这是因为形成纹理的特点由成形工具的表面向工件上的转移很少是理想的，为了在工件上产生最后要求的表面可能需要不止一次的加压。

此外，结构由成形工具向工件的转移可能在非常低的载荷下进行，使得工件的厚度只有非常小的减小或者完全不减小。在压花中这一点特别有用。一个优选实施例包括在塑料的加工中采用这种方法，在这种情况下，成形工具是聚合物处理单元的工作辊。

本发明的另一方面是一种在成形工具的外表面形成纹理的方法，其特征在于，该成形工具包括基底和一个金属玻璃层，所述方法包括如下步骤：

(a)至少把金属玻璃层的外表面加热到比它的玻璃转变温度高的温度，

(b)使金属玻璃层的外表面与模板的形成纹理的表面在压力下接触持续一段时间，使得已经形成一定形状的表面被复制在金属玻璃层的外表面上，在金属玻璃层上产生形成纹理的外表面，

(c)以足够快的速率至少把金属玻璃层的已经形成纹理的外表面冷却，在整个金属玻璃层中保持一种非晶态的结构或者保持大部分非晶体的结构，

(d)以及将成形工具与模板分开，模板的形成纹理的表面的特点被保留在金属玻璃层的形成纹理的外表面上。

已经令人惊奇地发现：可以把金属玻璃的表面加热直到它们变软的程度，并且随后把它们压到一个模板上，该模板在它的表面上有在金属玻璃的表面上想要的构造或图案。在与模板接触之后，至少将金属玻璃层的外表面冷却，并且将它与模板分开。当然，金属玻璃层自身整体也将冷却到某种程度，它可能甚至以与外表面冷却速率类似的速率冷却。冷却速率足够快，使得在整个金属玻璃中保持非晶体状态。已经被复制在金属玻璃的外表面中的模板的表面结构在冷却之后被保留在金属玻璃层的外表面中。在模板的表面结构包括大量的凹陷和刻痕的情况下，金属玻璃层的某些部分也可能变形，使得金属玻璃层整体呈现相同的外部形貌。这样形成的有金属玻璃层的成形工具随后被用来改变所选择的工件的表面。

模板可以由传统的材料比如铜，铝或钢制成，但是最好由能够经受所遇到的温度和压力的材料制成。因此，钢模板或镍模板是优选的。为了使在涉及的相当高的温度下模板与金属玻璃分开变得容易，可以将一种脱开剂在与变软的金属玻璃接触之前加到模板的表面上。

在与模板接触之后，必须以足够快的速率冷却金属玻璃，确保金属玻璃在玻璃转变温度以下保持它的非晶体的结构。为此必须的冷却速率将取决于所使用的金属玻璃，但是正常地冷却速率将大于每秒10℃，最好大于每秒100℃，更可取地大于每秒200℃。在某些情况下，例如在金属玻璃有大的临界铸造厚度或者金属玻璃的厚度小的情况下，可以通过采用强迫的气体例如空气实现有效的冷却，但是在其它情况下，可能必须采取措施产生较快的冷却速率，比如采用流体例如水或水喷雾。其它的冷却手段是高热导率的固体材料，比如金属，最好是铜和类似物。

附图说明

现在将参考着下面的示例说明本发明。

图1示出了实现压花的压延机(an embossing calender)的示意图；

图2为形成金属玻璃层外表面的纹理的一种方法的示意图，在这种情况下涉及的是聚合物处理单元的工作辊；

图3示出了挤压机的模子组件；

图4示出了拉丝机；以及

图5是细线直径减小的放大图。

具体实施方式

在图1中，实现压花的压延机1包括一个红外加热器2，它使连续的薄片材料7变软，或者至少使它的表面变软。薄片材料7可以是塑料薄片，或者是由一种或多种不是塑料的材料制成、涂有一种塑料的薄片。薄片材料可包括例如金属，增强的纤维，或者纤维织物。随后借助于涂有金属玻璃的经过淬火的压花辊对薄片材料的已经变软的或者熔化的塑料表面实现压花。压花辊与第二辊3相互作用，产生对通过辊隙的薄片材料产生7相反的压力。压延单元1还包括对反向压力辊3进行冷却的一个冷却辊5和对薄片材料进行冷却的冷却辊6。

在图2中，成形工具20的形式为聚合物处理单元的圆柱形工作辊，如例如在图1中描述的那样。成形工具20包括一个圆柱形的基底21和在工作表面22上的一个金属玻璃层23。在这个实施例中，将圆柱形的成形工具做成可以转动，并且用一个适当的加热器24至少把金属玻璃层23的外表面27a加热到金属玻璃的玻璃转变温度以上。在玻璃转变温度以上，金属玻璃层，至少它的外表面，已经足够地软，可以改变。随后使得金属玻璃层的外表面与一个模板25接触。在这个示例中，模板是一个镍填隙片，它至少在一个表面有形成纹理的表面26，这种结构本质上或者是随机的，或者是确定性的。使模板的形成纹理的表面26与金属玻璃的变软的外表面接触、并且在两个驱动辊28a和28b的帮助下施加压力。在接触之后，金属玻璃层的外表面被改变，并且将此外表面转变成金属玻璃层的形成纹理的外表面27b。为了保存金属玻璃层的新的已经形成纹理的外表面，至少以足够快的速率将金属玻璃层已经形成纹理的外表面冷却，在整个金属玻璃层上保持非晶体结构。由工作表面和外表面将金属玻璃层冷却同样是可能的。这种方法可以是一个连续的系统，在这里描述的表面改变方法可以重复多次也在本发明的范围以内。如果在本实施例中是这种情况，金属玻璃层的已经形成纹理的外表面27b通过进一步的旋转如前面那样被第二次或第三次加热，并且由于与模板接触第二次或第三次地形成结构或纹理。这样，如果认为金属玻璃层的初始的已经形成纹理的外表面对于想要达到的目的还不够，可以进一步改进和精制该外表面。

在另一实施例中，可以围绕另外一系列辊(未示出)将模板送回到一个连续的环的开始点。在这种情况下，可能要仔细地控制模板的长度，使它与基底的圆柱形工作辊的直径相对应，特别是如果要产生的结构是确定性结构的情况下要注意这一点。在位置B的区域使成形工具与模板分开。在某些情况下，例如当玻璃转变温度很高、并且金属玻璃与模板有粘在一起的危险时，将一种适当的脱开剂加到模板的形成纹理的表面上，使分开变得比较容易。

一种典型的加热器是感应加热器，通过传导或对流加热器如红外加热器那样实现加热，但是，典型的加热器也可以包括例如接触加热器，火焰加热器，Joule效应加热器，或者任何其它适当的加热装置。

甚至当模板与成形工具接触时、即在这种情况下它们还没有分开之前，就可以开始冷却金属玻璃层已经形成纹理的外表面和金属玻璃层自身。可以由作为吸热源的基底的巨大本体自身实现冷却，可以用装在基底内的冷却系统改进冷却。对于圆柱形的工作辊通常包括一个冷却流体比如冷却水的系统，可以使用这个系统帮助提供所要求的快速冷却。通过在标记着B的区域附近将气体例如空气的强迫冷却加到出口侧可以进一步增强冷却。

随后可以在聚合物加工或塑料涂布过程中使用其表面按照图2所示的方法形成纹理的成形工具改变工件或可延展复合物比如层压件或如图1中所描述的薄膜或包装品的结构。

图3示出了生产金属型材32a，32b的挤压机的一个模子组件31。用一个金属玻璃层涂布该模子的工作表面，这层金属玻璃层耐磨损，并且这层金属玻璃层使得整修已经磨损的模子比较容易，只要简单地通过重建此金属玻璃层即可实现整修。

图4示出了一台拉丝机，此机器包括一根细线杆42，第一和第二模子45a，b，拉丝块体43，一个滑轮和速度控制装置44，以及一个成品拉制块体46。用一个金属玻璃层涂布模子45a，b的工作表面，这层金属玻璃层耐磨损，并且这个金属玻璃层使得整修已经磨损的模子比较容易，只要简单地通过重建此金属玻璃层即可实现整修。

图5示出了细线直径缩小的放大图，包括一个细线47，它有较粗的部分48和通过模子之后较细的部分49。

按照本发明的工具和过程提供了许多优点。这些工具和过程使得由一个制造工厂到另一个工厂可以有较大程度的复制能力。例如，因为可以采用相同的模板生产出几乎相同的工具，所以，在不同的地方可以产生两个类似的成形工具。可以将模板由一个制造工厂移动到另一个工厂，可以在不同的地方以精确相同的方式形成成形工具的工作表面的结构。这样将确保被制造出的最后形式的工件的一致性。进而，可以采用第一次形成纹理的成形工具作为主控工具，并且可以采用它产生多块模板，为的是在其它地方使用，同样使得由一个制造工厂到另一个工厂的生产一致。

所描述的过程可以以简单并有效的方式产生非常小的表面特征和确定性的表面特征。在许多成形工业中这将带来范围广泛的利益，并且有去掉某些后续加工步骤的潜在可能性。例如，如果成形操作也能够对工件打标记，就可以去掉采用另一个过程接着打标记或者进行印刷的步骤。这给使用者提供了一种手段，更容易地并且有特色地使它们所制造出的产品有个性。

按照本发明的工具和过程使延长成形工具的寿命变得容易。金属玻璃层的性质很好地适宜于延长工具寿命。它们很高的弹性应变极限与高强度和高粗糙度结合起来意味着在成形过程中金属玻璃层保持在完全弹性范围内，离开金属玻璃的屈服强度很远。结果，金属玻璃层的形成纹理的表面能够保持它的完整性比其它的成形工具保护层长得多。

进而，通过重新加热金属玻璃表面层、并且以与以前已经成形的方式精确相同的方式对结构进行整修，可以进一步延长成形工具和它的工作表面的寿命，并且可以很容易地校正表面结构品质的任何退化。

此外，相同的处理和整修过程使得制造者可以用最小的工作量改变工作表面的结构。这将在设计和生产中提供更大的灵活性。

Claims (25)

1.一种成形工具(20)，其特征在于，所述成形工具包括工具本体(21)和在所述成形工具(20)的至少工作表面(22)上的至少一个金属玻璃层(23)，而所述成形工具是下面工具中的一种：

a)挤压机的成形工具；

b)拉丝机的模子；

c)聚合物处理单元的辊。

2.按照权利要求1所述的成形工具，其特征在于，金属玻璃层有平滑的表面。

3.按照权利要求1所述的成形工具，其特征在于，金属玻璃层(23)有形成纹理的表面(27b)，目的是为了在工件或可延展的复合物的表面复制出金属玻璃层的形成纹理的表面(27b)。

4.按照权利要求1到3所述的成形工具，其特征在于，在成形工具的工作表面与金属玻璃层之间存在有至少一个另外的功能层。

5.按照权利要求1到4所述的成形工具，其特征在于，金属玻璃层的厚度下限为1微米，最好10微米，最可取为500微米，厚度的上限为30毫米，最好10毫米，最可取为5毫米。

6.按照权利要求1到5所述的成形工具，其特征在于，基底的工作表面基本上是平面的。

7.按照权利要求1到6所述的成形工具，其特征在于，金属玻璃的形成纹理的表面是确定的。

8.按照权利要求7所述的成形工具，其特征在于，确定性的纹理包括尺寸小于1微米的结构。

9.按照权利要求1到8所述的成形工具，其特征在于，金属玻璃层的组成是下面的合金体系构成的一组中的合金：Au-Pb-Sb，Pd-Ni-P，La-Al-Ni，La-Al-Cu，La-Al-Ni-Cu，Mg-Cu-Y，Zr-Al-Ni-Cu，Zr-Ti-Cu-Ni-Al，Zr-Ti-Cu-Ni-Be，Zr-Ti-Nb-Cu-Ni-Be，Pd-Cu-Ni-P，Ni-Nb-Ta，Al-Co-Zr，Al-Ni-Ce-B，Al-Ni-Y-Co-B。

10.按照权利要求1到9所述的成形工具，其特征在于，挤压机的成形工具是挤压模子，模子组件(工具堆积体)或心轴中的一个。

11.按照权利要求1到9所述的成形工具，其特征在于，聚合物处理单元的成形工具是一个或多个辊，特别是一个压花辊。

12.按照权利要求1到9所述的成形工具，其特征在于，聚合物加工是压延过程，涂布过程，在这种情况下用塑料层涂布薄片材料，塑料表面处理过程比如形成压花的压延过程。

13.按照权利要求1到4所述的成形工具，其特征在于，挤压机或者拉丝机的模子完全由一种金属块体玻璃制成。

14.一种改变工件表面的方法，其中所述工件的至少一个表面与成形工具的形成纹理的表面接触至少一次，其特征在于，成形工具包括基底和至少在所述成形工具的工作表面上的金属玻璃层，并且，所述金属玻璃层有形成纹理的表面，从而金属玻璃层的形成纹理的表面在工件的表面上复制。

15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，在工件与成形工具之间有多次接触，最好有2，3或4次接触。

16.按照权利要求14和15所述的方法，其特征在于，成形工具是挤压机的成形工具，拉丝机的模子和聚合物处理单元的辊中的一种。

17.按照权利要求14到15所述的方法，其特征在于，成形过程中所施加的压力本质上不减小工件的厚度。

18.一种在成形工具(20)的外表面(27a)形成纹理的方法，其特征在于，所述成形工具(20)包括基底(21)和金属玻璃层(23)，或者所述成形工具完全由金属玻璃制成，所述方法包括如下步骤：

(a)至少把金属玻璃层(23)的外表面(27a)加热到比它的玻璃转变温度高的温度，

(b)使金属玻璃层(23)的外表面(27a)与模板(25)的形成纹理的表面(26)在压力下接触持续一段时间，使得已经形成一定形状的表面(26)被复制在金属玻璃层(23)的外表面(27a)上，

(c)以足够快的速率至少把金属玻璃层(23)的已经形成纹理的外表面(27a)冷却，在整个金属玻璃层(23)中保持非晶态的纹理，

(d)以及将成形工具(20)与模板(25)分开，模板(25)的形成纹理的表面(26)的特点被保留在金属玻璃层(23)的形成纹理的外表面(27a)上。

19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，重复步骤(a)到(d)至少一次。

20.按照权利要求18和19所述的方法，其特征在于，采用感应加热器实现加热步骤。

21.按照权利要求18和19所述的方法，其特征在于，采用红外加热器实现加热步骤。

22.按照权利要求18到21所述的方法，其特征在于，由基底内的冷却系统帮助冷却金属玻璃层。

23.按照权利要求18到22所述的方法，其特征在于，模板是镍制填隙片。

24.按照权利要求18到23所述的方法，其特征在于，成形工具是挤压机的成形工具，拉丝机的模子和聚合物处理单元的辊中的一种。

25.按照权利要求18到24所述的方法，其特征在于，把脱开剂沉积在模板的已经形成一定形状的表面上。

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