CN111372705B - 用于特别是金属玻璃的模制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过模制块状金属玻璃来生产部件的装置，包括：a.模具，其包括两个界定密封模腔的刚性部分；b.用于熔化块状金属玻璃的设备，包括：bi.冷扇形坩埚或熔化坩埚竖直放置并且包括由导电和非磁性材料彼此电绝缘而形成的中空扇形；bii.围绕所述熔化坩埚程线圈形式的感应器，用于加热坩埚内容物；biii.一种产生非常高频的电流来为电感器供电的装置；其特征在于，它包括一个扇形活塞，该扇形活塞包括中空的扇形，该中空的扇形由导电和非磁性材料彼此电绝缘而形成，并在其一端封闭熔化的坩埚。

Description

用于特别是金属玻璃的模制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种特别是金属玻璃的模制方法和装置。本发明更具体地，但不限于，适用于制造用于电子设备的外壳，更具体地适用于制造智能手机的外壳。

背景技术

实际上，以非晶态，非结晶或部分结晶的金属形式存在的金属玻璃，由于金属结构中缺乏晶界，因此具有硬度，弹性和耐蚀性的特性，因此该种类型的应用使玻璃具有特别优良的性能，使得消费者为保护其智能手机免受冲击，刮擦并提供防水性的外壳成为多余。

根据现有技术，这种壳体是从非晶态金属合金薄板中获得的，该非晶态金属合金薄板通过类似于玻璃成形方法的吹塑法在加热了所述薄板之后在具有所述壳体形状的模具中成形。所述加热薄板的温度为与使用相同的结晶金属合金达到等效成形所必须达到的温度相对较低的温度。

根据另一个实施例，根据现有技术的方法使用块状金属玻璃（或简称BMG）的真空模制技术。 块状金属玻璃的使用使得可以降低临界冷却速率，从而能够将材料固化成非晶材料。为了确保低结晶度或高非晶化度，必须在防止杂质，特别是氮和氧污染材料的条件下模制该材料。为此，熔化和铸造操作在真空或惰性气氛中进行。该材料通过感应加热在坩埚中熔化，然后注入模具中。根据现有技术的技术要么使用由磁场透明材料制成的坩埚，例如氧化锆坩埚，要么使用扇形冷铜坩埚。

发明内容

通常称为注入或铸造坩埚的通道使得可以将熔化坩埚的内容物与模腔连接，同时将整体保持在真空中。熔化坩埚和注入坩埚之间的连接必须在熔化操作期间关闭，然后打开以进行铸造，该铸造由可移动闭合装置，例如挡板，活塞或活动挺杆，进行。当熔化坩埚竖直放置时，例如在模具上方，并且重力趋使熔化装料更靠近可移动闭合装置，则必须对后者进行冷却，以使得尤其不损坏确保所述可移动闭合装置和注入坩埚之间的紧密度的装置，在每次铸造过程中，熔化的装料与可移动的关闭装置接触而被冷却，并且，在可移动装置表面上残留有材料的接头块，这会阻碍设备的运行，必须将其移除。

陶瓷坩埚还具有与某些合金反应的缺点。

冷扇形坩埚可以通过拉普拉斯磁力将熔化的装料与坩埚壁隔开，但不能解决接头块产生的问题。因此，根据现有技术，所述坩埚被水平放置，并且拉普拉斯力抵消重力，装料在由坩埚形成的管内悬浮或伪悬浮。将材料注射到模具中需要使用冷却的活塞，该活塞在坩埚中移动，然后将装料推入模腔。或者，将坩埚竖直放置并由冷却的可移动底部封闭，从而在熔化坩埚和模具之间形成阀瓣。在现有技术的这些实施例中，熔融材料被冷却以与活塞或阀瓣接触，并且还保留有与之接触的材料的接头块，必须定期或甚至对于每次铸造都需将其除去。

文献JPH 091742119公开了一种铝合金的坩埚和刚性截面模制件，包括水平放置的坩埚，并且其中倒入了预先熔化的材料。

文献US2015 / 298296描述了一种用于模制块状金属玻璃的装置和方法，该块状金属玻璃包括由磁场透明材料制成的熔化坩埚，所述块状金属玻璃在熔融状态下通过冷却的活塞注入模具中。

文献US 5156202描述了一种扇形模具，该扇形模具在其下部由扇形且冷却的板封闭，该扇形模具在其中心处包括开口。通过模具的上部引入熔融金属，该模具的下部被扇形板封闭。活塞将材料推向与其冷却接触的模具和扇形板的壁。模具被一个由高频交流电供电的线圈围绕着。

文献WO2013 / 190020描述了一种包括感应加热装置和冷却装置的模具。

文献US2002 / 122456描述了一种熔炉，其包括被感应线圈围绕的扇形坩埚。

本发明旨在解决现有技术的缺陷，为此目的，涉及一种通过模制块状金属玻璃来生产零件的设备，所述设备包括：

a. 模具，其包括两个界定密封模腔的刚性部分；

b. 用于熔化块状金属玻璃的设备，包括：

bi. 冷扇形坩埚或熔化坩埚竖直放置并且包括由导电和非磁性材料彼此电绝缘而形成的中空扇形；

bii. 围绕所述熔化坩埚程线圈形式的感应器，用于加热坩埚内容物；

biii. 一种产生甚高频的电流来为电感器供电的装置；

所述装置包括扇形活塞，该扇形活塞包括由导电和非磁性材料彼此电绝缘而形成的中空扇形，从而在其一端封闭熔化坩埚；

c. 用于将熔化坩埚的内容物与模腔连接并铸造块状金属玻璃的装置。

因此，通过使熔化坩埚相对于铸模的垂直配置，可以在进行多个工序时利用重力，从而使铸造方法的自动化成为可能。扇形的坩埚可以使熔融材料与坩埚的壁保持一定距离，从而防止其受到任何污染，而扇形活塞的使用可以通过感应电流在所述活塞的扇形区上的流动所产生的磁场的拉普拉斯力分量使熔融装料相对于所述活塞处于悬浮或伪悬浮状态。熔融装料在熔融和铸造期间既不与熔化坩埚接触，也不与活塞接触，根据本发明的装置使得能够使用包含反应性化合物如钛或锆的块状金属玻璃，所述反应性化合物能够与由耐火材料制成的坩埚相互反应。装料不会因与活塞接触而冷却，也不会产生接头块。

根据下文公开的实施例和替代实施例有利地实现本发明，这些实施例和替代实施例将被单独考虑或根据任何技术可行的组合来考虑。

有利地，用于将熔化坩埚的内容物与模腔连接的装置包括用于活塞竖直运动的装置。因此，由于熔化坩埚相对于模具的垂直布置，所述活塞使得可以利用重力或通过注射进行浇铸，而活塞同样未与熔融装料接触。

因此，根据第一个实施例，熔化坩埚位于模腔上方，并且活塞向下移动。根据第二个实施例，熔化坩埚位于模腔下方，并且活塞向上移动。

有利地，根据本发明的装置包括在熔化坩埚和模腔之间的通道或注入坩埚。该实施例使得可以将铸造装置定位在模具壳体的外部，从铸造装置朝向空腔的通过模具壳体的通道是通过该注入坩埚进行的。

有利地，根据本发明的装置包括围绕注入坩埚并由高频电流供电的线圈。由该线圈产生的感应效应使得可以保持熔融装料的温度，直到其进入模腔为止，并且还可以使所述熔融装料与注入坩埚的壁保持一定距离。

有利地，根据本发明的装置包括根据与上述实施例兼容的实施例的注入线圈及其供电装置，适用于产生电磁力，用于将熔化坩埚中包含的熔融材料注入模腔。该实施例能够通过所述线圈利用拉普拉斯力，在注入时不与所述材料接触的情况下将熔融材料注入模具中。

根据第一个替代实施例，注入线圈是由电容器放电供电的扁平线圈。该实施例使用与在电磁成形中使用的构造相似的构造，以将引导其朝向成型腔的力施加到熔融材料上。

根据与第一个实施例兼容的第二个替代实施例，注入线圈包括与形成熔化线圈的线圈中的线圈相交的线圈，所述注入线圈由高频交流电供电，所述注入线圈由相对于为铸造线圈供电的交流电异相的高频交流电供电，以产生滑动场。因此，形成熔化感应器的线圈和所述注入线圈的组合作用产生了有利于将材料注入到模腔中的滑动场。

有利地，熔化坩埚和活塞的区段由不锈钢制成，从而提供比通常用于此目的的铜更大的耐用性，并且还能够减轻活塞的重量，以便在铸造过程中使其更快地运动。

有利地，模具包括模腔的感应加热装置。所述感应装置使得可以在铸造期间将模腔快速地加热到合适的温度，从而有利于所述腔的填充。

有利地，根据本发明的装置的模具还包括用于冷却模腔的装置。因此，减少了循环时间。

本发明还涉及一种实现根据本发明的任何实施例的方法，该方法用于由块状金属玻璃模制零件并且包括以下步骤：

i. 给坩埚加料；

ii. 关闭模具并排空模腔；

iii. 熔化装料；

iv. 通过模具感应电路对模具进行预热；

v. 通过移动扇形活塞进行铸造；

vi. 通过使冷却液在模具冷却回路中循环来冷却模具；

vii. 打开模具并从模具中取出零件。

根据本发明的成型装置的铸造装置使得可以将熔融的装料保持在高温下直至注入，同时预热模具确保了在铸造和完全填充模腔期间材料的令人满意的流动性。根据本发明的装置的扇形活塞防止了在熔化和铸造期间在所述活塞的表面上产生接头块，从而避免了所述活塞的清洁操作。模具的感应加热的使用使得有可能将其迅速提高到适合铸造的温度，从而快速连续地执行一系列循环，同时确保铸造后零件的有效和快速冷却。

有利地，步骤iii）和iv）以并行的方式进行，从而进一步减少了循环时间。

附图说明

在下文中，根据本发明的优选的、非限制性的实施例并参考图1至图7公开了本发明，其中：

-图1以截面图示出了根据本发明的装置的示意图，其中在装料的熔化期间熔化装置位于模具上方；

-图2示出了在铸造开始时图1中的装置；

-图3是根据本发明的装置的另一个实施例的示意性截面图，其中熔化装置位于模具下方；

-图4以透视图和局部截面图示意性地示出了根据本发明的装置的扇形活塞的实施例的示例；

-图5是如图4所示的活塞的扇形的示例性实施例的透视图；

-图6示出了根据本发明的方法的概要图；

-图7是熔化装置的局部视图，对应于图1和2中所示的横截面，是根据本发明的装置的示例性实施方式，其包括注入活塞。

具体实施方式

图1至图5和图7中的附图是根据本发明的装置的示意图，旨在理解本发明的基本装置的操作。在所有这些图中，y轴表示向上的竖直方向。为了不使附图过载，未示出电感器和线圈的电源装置。

在图1中，在块状金属玻璃熔化阶段显示了该装置。根据示例性实施例，根据本发明的装置包括在两个或更多个可分离部分（101、102）中的模具，所述可分离部分在闭合时限定了密封的模制腔（110）。密封装置（103）可以确保在初级真空中并且在轻微的惰性气体加压下对空腔的密封。模具的两个部分（101、102）例如被紧固到压力机的压板上，以便能够打开和关闭模具。模具的至少一个部分（101）包括用于加热模腔（110）的表面的装置，例如以在模具中形成的通道中延伸的感应器（120）的形式。所述电感器例如由具有适合于所使用的感应电流的横截面的铜管或多股铜线形成。电感器（120）连接到高频电流发生器（未示出）。模具的两个部分（101、102）由金属材料制成，例如钢或铜。在形成模具的所述部分的材料不是铁磁性的情况下，例如，如果这些部分由铜制成，则容纳电感器（120）的通道的表面涂覆有铁磁性材料，例如涂覆有镍。涂层的厚度取决于加热功率和供应电感器的电流的频率，通常在0.1mm至1mm之间。当向所述电感器（120）提供高频交流电时，它们加热通道的壁，并且由此产生的热量通过传导而传播到模腔（110）的表面。通常，通过在10KW和100KW之间的功率的发电机向模具的加热感应器提供在10KHz和200KHz之间的频率的交流电，所述值并无限制意义。根据示例性实施例，模具的至少一个部分包括用于使冷却剂循环并冷却模腔（110）的通道（125）。根据示例性实施例，冷却剂是诸如水或油的液体或气体。根据该实施例，冷却通道（125）位于模腔和感应器之间，并尽可能靠近模腔的表面，以确保快速冷却并使其高度非晶化。感应器的位置，安装的加热功率，冷却通道的数量和分布以及冷却所需的冷却剂的流速，例如由模具的加热和冷却循环的数字模拟确定。

装置（130）可以抽空模腔并在其中引入惰性气体，例如氩气，从而在其中产生相对于大气压的轻微加压。

根据该示例性实施例，所述模具包括位于模具上方的熔化装置（150）。该装置与模腔连接并且被限制在与模具紧密组装的外壳（155）中，使得模腔的抽空也将熔化装置置于真空中，并且在注入惰性气体的情况下也被稍微加压。该熔化装置（150）包括由坩埚（165）围绕的熔化坩埚（160），该熔化线圈（165）由甚高频的电流发生器供电。所述熔化坩埚（160）是整体圆柱形的扇形坩埚，其包括多个中空扇形部分（161），其沿着圆柱体的轴线延伸并且彼此电绝缘。所述区段由非磁性金属材料制成，例如铜或不锈钢。冷却装置（170）可以使冷却剂在所述中空区段中循环，以便冷却它们。根据一个示例性实施例，熔化坩埚中与模腔（110）连通的部分在熔融期间被活塞（180）封闭，并连接至操作杆（185）以使其缩回。为此，该装置包括致动操作杆的装置（186），例如齿条-小齿轮系统，电动缸，线性马达或现有技术中已知的用于移动活塞和操作杆的任何其他装置。

所述活塞（180）在材料（190）熔融期间形成相对于熔化坩埚（160）的底部。然而，所述活塞（180）是扇形的，并且类似于熔化坩埚，包括多个中空的扇形部，其由导电金属材料形成并且彼此电绝缘。装置（175）使得可以例如经由操作杆使流体在活塞的中空区段中循环，以冷却它们。与常规底部不同，活塞（180）的扇形设计和导电性质使得在熔化线圈（165）的供电期间，通过在扇形中的感应电流的循环，可以产生拉普拉斯力，该力从位于熔化坩埚中的活塞（180）的表面排斥熔融装料。因此，熔融装料（190）在坩埚中处于电磁悬浮或伪悬浮状态，而没有与壁接触。

熔化坩埚在模具上方的竖直位置的布置使得可以在模具闭合的情况下在重力作用下装入坩埚。装料由块状金属玻璃或多种材料的构成材料的颗粒组成，在熔化过程中形成块状金属玻璃的合金。根据另一替代实施例，装料由单个固体坯料例如圆柱体形成。

将固体装料引入到熔化坩埚中，该熔化坩埚在其底端通过活塞（180）封闭，并且关闭模具，将整个真空腔抽空，以甚高频电流为熔融线圈（165）供电。可替代地，在抽空之后，将惰性气体引入模腔和包含熔化坩埚的外壳中。感应电流加热所述装料，该装料开始熔化。坩埚的扇形性质和所产生的磁场使熔化装料与坩埚本身的扇形壁像与活塞（180）壁一样分开。由于装料通过感应直接加热，因此其熔化非常迅速。产生的拉普拉斯力使熔融装料远离坩埚和活塞的壁，熔融装料中感应电流的循环也使所述装料混合，这使得可以确保其均匀性，特别是当后者包含多个不同比重的合金元素的集合。

根据该实施例示例，连接到一系列电容器的扁平线圈（166）位于熔化坩埚的正上方。

在图2中，示出了图1中的设备在注入阶段。为了进行注入，熔融的装料通过感应器（120）被预热，以将其加热到等于或稍低于块状金属玻璃的玻璃化转变温度的温度。根据该实施例，在熔化装置位于模具上方的情况下，通过活塞（180）经由其操作杆（185）向下移动而将活塞（180）缩回到模具中，从而释放通向模腔（110）的通道。然后，熔融装料（190）在重力作用下流入模腔。所述模腔的表面已经被预热，熔融材料流入模腔，同时保持足够的流动性以完全填充所述模腔。然后，通过使冷却剂循环到冷却通道（125）中来冷却模腔。电子控制装置（未示出）可使熔化线圈的电源、模腔的加热、活塞的收缩、熔化线圈的电源的关闭和模腔的冷却同步和排序。

根据一个有利的实施例，扁平线圈（166）由与活塞（180）的下降同步的电容器放电来供电。所述扁平线圈（166）的电源产生作用于熔化装料的电磁力，该电磁力将所述装料推向成型腔。

根据一个有利的实施例，注入线圈（266）被缠绕在熔化线圈中并且在注入期间由高频交流电供电，同时线圈（165）的电源被供电，两个线圈（165、266）被异相交流电供电，以形成一个滑动场，该滑动场趋向于将熔融装料从熔化坩埚中射向成型腔。

根据一个实施例，这种注入线圈的使用与扁平线圈的使用互补，以在模腔中注入熔融装料。

根据一个实施例，熔化坩埚（160）由注入坩埚或圆柱体（260）延伸，该注入坩埚或圆柱体有利地被由高频电流供电并形成电感器的线圈（265）围绕。所述注入坩埚例如由磁场透明的耐火材料制成，该设计无限制意义。该注入坩埚使得能够横穿将熔化坩埚（160）与模腔分开的模具的部分的厚度，同时保持熔融装料足够热。因此，围绕注入坩埚（260）的线圈（265）的电力供应一方面具有使熔融装料（190）与注入坩埚（260）的壁分开的作用，另一方面通过感应加热作用，将熔融装料在进入模腔之前保持在足够的温度下。

注入感应器的电源，扁平线圈（166），注入线圈（266），围绕注入坩埚（260）的线圈（265）以及活塞运动均通过电子方式进行控制、排序和同步，例如通过可编程逻辑控制器（未示出）实施。

在图7中，根据另一个实施例，根据本发明的装置包括适于将装料（190）推入模腔的活塞（760）。所述活塞包括头部（762）和用于其竖直运动的操作杆（761），所述运动由驱动所述杆（761）的电动、液压或气动缸、齿条和齿轮系统、直线电机或任何其他适当装置进行。根据实施例，活塞的头部（762）是实心头部或空心头部，其由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料。所述头部762由操作杆761操作，在熔化坩埚中轴向移动，在那里受到熔化感应器165产生的感应电流的作用。形成活塞头的材料或其涂层对感应电流的响应引起所述头的表面温度的快速升高。根据一个实施例，所述头部（762）通过冷却剂的循环而进一步冷却，所述冷却剂通过在操作杆（761）和活塞头之间的装置（未示出）循环。活塞头的尺寸确定，其组成及其任何冷却方式都可以使铸造过程中使活塞头的表面与熔融装料（190）接触至一定温度，以使装料温度足够高而不会在所述头部的表面上形成接头块并且温度不会过高，从而不会引起所述头部上的熔融材料的粘结或焊接现象。

根据上文公开的这些实施例的替代组合，根据本发明的装置能够进行基本重力铸造，并且为此仅包括分段活塞（180）或磁场辅助重力铸造，该组合包括与注入线圈（266）和/或扁平线圈（166）相关联的分段活塞（180）。根据对应于机械注入的另一个替代实施例，根据本发明的装置包括在熔化坩埚的底部充当底部的可伸缩分段活塞（180）和将装料推入到模腔中的注入活塞（760）。根据包括注入活塞（760）的后一个实施例的另一个替代实施例，根据本发明的装置还包括适于产生滑动磁场的注入线圈（266）。

在填充模腔之后，冷却剂在模具的冷却通道（125）中的循环使得可以快速冷却模腔和其中包含的部件，从而确保其高度的非晶化。然后打开模具，将部件从模具中取出，然后重新开始循环。

尽管图1和图2在一个实施例中表示根据本发明的装置，该实施例包括注入坩埚和适合于促进将熔融装料注入到模腔中的线圈（166、266），但是对本领域技术人员理解这些特征是有利的改进，对于根据本发明的装置的运行不是必不可少的，仅移动活塞（180）就可以进行重力铸造，可选地通过注入活塞的机械作用来辅助重力铸造。在这种情况下，类似于图3所示的实施例，熔化装置例如直接定位在模具的底部（102），但活塞（180）位于熔化坩埚下方，位于模腔(110)的一侧。

在图3中，根据本发明的装置的另一个实施例，熔化装置（350）竖直地定位在模具的模腔（310）下方。类似于其他实施例，模具包括至少两个可分离的部分（301、302）和相关的密封装置（303），使得在闭合模具时，所述部分在它们之间限定了模腔（310），所述模腔（310）适合通过适当的装置排空，并且填充有稍微加压的惰性气体。模具的两个部分（301、302）例如安装在压力机的压板上，这使得能够打开和关闭模具。模具的至少一部分（301）有利地包括用于加热模腔（310）的表面的装置，例如以延伸到模具中形成的通道中的感应器（320）的形式。模具的至少一部分有利地包括适于快速冷却模腔（310）的冷却（325）通道（325）。

熔化装置（350）在模具下方的竖直布置使得可以在模具打开的情况下将装料通过重力排放到所述熔化装置中。熔化装置（350）包括冷却的扇形熔化坩埚（360），该熔化坩埚包括例如由不锈钢制成并且彼此电绝缘的空心扇形。熔化坩埚（360）通过其顶端连接到模腔（310），并通过扇形活塞（380）在其底端封闭。所述扇形活塞附接至操作杆（385），并且操作装置（386）使得可以使所述操作杆（386）以及因此所述活塞（380）竖直移动。连接到高频电流发生器（未示出）的感应线圈（365）或熔化线圈使得可以在熔化坩埚中产生高频交变磁场并熔化其中包含的装料（190）。熔化装置（350）被插入紧密的外壳（355）中。

将固体装料放入熔化坩埚中，并由扇形活塞（380）封闭，然后关闭并抽真空模具。取决于注入的材料，在抽真空之后，将惰性气体注入模腔（310）和熔化室（355）中。熔化线圈（365）的电源使得可以熔化装料（190）。在熔化坩埚（360）和扇形活塞（380）的扇区中循环产生的感应电流的拉普拉斯力，使熔化装料与内壁相距一定距离，从而发现该熔化装料处于不接触内壁的电磁悬浮状态或伪悬浮状态。

为了进行铸造，扇形活塞（380）通过致动操作杆（385）的装置（386）向上移动，这具有将装料（190）推入模腔的作用，而所述装料和所述活塞（380）之间仍然没有接触。控制活塞（380）的冷却，以使得适于与伪悬浮熔融装料接触的活塞表面上的温度足以防止接头块的产生，但又不足以使得熔融装料在所述活塞表面上产生结合或焊接现象。

在浇铸之前，通过用高频电流激励模具的电感器（320），使模腔（310）的表面温度达到或略低于所用块状金属玻璃的玻璃化转变温度，以利于均匀填充腔体。然后，通过使冷却剂在模具的冷却通道（125）中循环来快速冷却模腔。然后打开模具，将部件从模具中取出，然后重新开始循环。

根据该实施例的替代实施例，根据本发明的装置包括：注入坩埚，其连接熔化坩埚和模腔，以及围绕所述注入坩埚的线圈，其适于在其在熔融装料在熔化坩埚和模腔之间移动期间保持一定的温度。

根据本发明的装置的实施例中的任一个的替代实施例，后者包括多个平行的熔化和注入装置，以确保腔体的良好填充。

在图4中，根据一个示例性实施例，活塞（185、385）包括多个空心扇形区（481，...，486），这些空心扇形区由不锈钢或由其他金属制成，这些空心扇形区两侧端镂空并且通过诸如陶瓷的绝缘材料层彼此电绝缘。所述绝缘材料层还确保了扇形区之间的紧密度。这些扇形区段通过由电绝缘材料制成的冷却挡板（490）与操作杆（185、385）连接。所述冷却挡板经由形成在操作杆中的孔（491）与流体循环装置（未示出）液压连接，并且将冷却剂分配在所有扇形区（481，...，486）中以确保其冷却。为此，所述扇形区在其底面上包括孔（493），该孔口（493）使扇形区的内部与冷却挡板（490）接触。在扇形区的内部径向端的第二个孔（494）将每个扇形区的内部与形成在操作杆中的孔（492）相连，该孔又与循环装置液压连接，这使得冷却剂能够在活塞的扇形区中循环。

在图4和5中，当活塞的这种扇形区（486）位于由熔化装置的熔化线圈产生的交变磁场中时，感应电流（500）在其整个周边表面上循环。这些感应电流产生在图5中沿正y方向定向的拉普拉斯力，该力将熔化装料保持在距活塞表面一定距离的位置。

在图6中，根据本发明的方法的实施示例，无论装置的实施例如何，该装置都包括用于对熔化坩埚进行装料的第一步骤（610）。在熔化装置位于模具上方的情况下，在模具闭合或模具打开的情况下进行该步骤，而当坩埚位于模具下方时，在模具打开的情况下进行该步骤。根据关闭步骤（620），关闭模具并且将模腔以及熔化坩埚抽空。根据一个替代实施例，在抽空和可选地冲洗之后，包括连续抽空和注入惰性气体，将诸如氩气之类的惰性气体注入模腔和熔化装置的外壳中，所述气体是相对于大气压轻微加压的。根据熔化步骤（630），通过给熔化装置的熔化线圈供电来熔化装料。平行地或伴随地，在加热步骤（640）中通过感应器对模具进行预热，以使模腔的表面达到等于或稍低于块状金属玻璃的玻璃化转变温度的温度。通过感应加热，根据腔体的大小，可以在1分钟或更短的时间内达到这样的温度。根据浇铸步骤（650），根据模具的实施例，使活塞向下或向上移动，并且如果该装置被提供以便用熔融材料填充预热成型腔，则注入线圈以及围绕注入坩埚的线圈被供电。根据操作的特征，在铸造步骤期间可选地保持模腔的加热。根据冷却步骤（660），断开模具的感应器的电源，并且使冷却剂在模具的冷却通道中循环，从而对部件进行快速冷却，直到部件达到其脱模温度为止。根据脱模步骤（670），打开冷却的模具，从模具中取出部件，并重新开始循环。

总之，根据本发明的方法和装置使得能够以高加工速度生产非晶态金属部件，特别是薄部件，同时确保其高度非晶化。

Claims (12)

1.通过模制块状金属玻璃生产部件的装置，包括：

a. 模具，所述模具包括两个模具壳（101、102、301、302），所述模具壳限定了密封的模腔（110、310）；

b. 用于熔化所述块状金属玻璃的设备，包括：

bi. 冷扇形坩埚（160、360），称为熔化坩埚，所述冷扇形或熔化坩埚竖直放置并且包括由导电和非磁性材料彼此电绝缘而形成的中空扇形(161）；

bii. 围绕所述熔化坩埚的线圈形式的电感器（165、365）用于加热其内容物；

biii. 产生甚高频的电流来为所述电感器（165、365）供电的发电机；

c. 用于将所述熔化坩埚（160、360）的所述内容物与所述模腔（110、310）连接并浇铸所述块状金属玻璃的装置；

还包括扇形活塞（180、380），所述扇形活塞包括由导电和非磁性材料彼此电绝缘而制成的中空扇形区（481 ... 486），从而使所述熔化坩埚（160、360）相互封闭在所述扇形活塞（180、380）的端部中，所述扇形活塞（180、380）以这样的方式构造：当其受到由用于产生高频电流的发电机供电的所述电感器（165、365）的交变磁场时，感应电流（500）在所述扇形活塞（180，380）的扇形区中循环，并产生从所述扇形活塞（180，380）的表面排斥位于所述熔化坩埚中的所述块状金属玻璃的力，其特征在于：

所述装置包括所述模腔（110、310）的感应加热装置（120、320），还包括冷却装置（125、325），所述冷却装置用于使冷却剂循环并冷却所述模腔。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，用于将所述熔化坩埚的所述内容物与所述模腔（110、310）连接的装置包括用于所述扇形活塞（180、380）的竖直运动的装置（186、386）。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述熔化坩埚位于所述模腔上方，并且所述扇形活塞向下移动。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述熔化坩埚位于所述模腔的下方，并且所述扇形活塞向上移动。

5.根据权利要求2或3所述的装置，包括在所述熔化坩埚和所述模腔之间的通道，所述通道称为注入坩埚（260）。

6.根据权利要求5所述的装置，包括线圈（265），所述线圈（265）围绕所述注入坩埚并且由高频电流供电。

7.根据权利要求5所述的装置，包括线圈，该线圈称为注入线圈（166、266），还包括用于所述线圈供电的装置，其中所述用于所述线圈供电的装置适于产生电磁力以通过所述注入坩埚将包含在所述熔化坩埚中的熔融材料（190）注入所述模腔。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述注入线圈是由电容器放电供电的扁平线圈。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述注入线圈包括在形成熔化线圈的线圈中的嵌套绕组线圈，所述注入线圈由与为所述熔化线圈供电的交流电异相的高频交流电供电，以产生滑动场。

10.根据权利要求1至4以及6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述熔化坩埚和所述中空扇形区（481 ... 486）由不锈钢制成。

11.用于从实现根据权利要求1所述的装置的所述块状金属玻璃模制部件的方法，该方法包括以下步骤：

i. 给由所述扇形活塞（180、380）封闭的所述熔化坩埚（160，360）填料（610）；

ii. 关闭所述模具（660）并排空所述模腔（110，310）和所述熔化坩埚（160，360）；

iii. 通过所述电感器熔化（630）包含在所述熔化坩埚中的装料，所述扇形活塞（180、380）受到所述电感器的磁场的作用；

iv. 通过感应加热装置（120、320）对所述模具进行预热（640），以使所述模腔表面达到等于或小于块状金属玻璃的玻璃化转变温度的温度；

v. 通过移动所述扇形活塞进行铸造（650）；

vi. 通过使冷却剂在所述模具的冷却装置（125、325）中循环来冷却所述模具（660）；

vii. 打开所述模具并取出部件（670）。

12.根据权利要求11所述的方法，其中步骤iii）和iv）并行进行。

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