CN1174823C - 生产具有小孔的铸造制品的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种生产具有小孔的铸造制品的方法，包括下列步骤：将线性芯件(3)装在金属模(1)腔(2)中，将熔化的金属注入腔中，从铸成的产品(4)中拉出芯件以形成小孔(5，5a，5b)。线性芯件具有用表面涂覆或处理形成的薄膜(6)，这种在从铸件产品中拉出线性芯件时，薄膜部分或全部地与芯件剥离。另外将线性芯件做成在将它从铸造产品中拉出时，在拉伸方向发生弹性变形，使它的直径小于原来的直径。

Description

生产具有小孔的铸造制品的方法和装置
技术领域
本发明关于生产具有小孔的铸造制品的方法和装置。本发明尤其关于一种金属模铸技术，尤其是可用于用非晶体的合金(金属玻璃)的金属模铸来生产具有小孔的铸造制品、尤其是套管和毛细管类的光学连接器构件的小孔成形技术。
作为一种具有小孔并要求高的尺寸精度的模制品的典型例子，可引用光学连接器的套管或毛细管。
背景技术
现参见附图来说明，图1表示一整块结构的光学连接器套管10，它包括毛细管部分11和凸缘部分12。该套管10的毛细管部分11具有延其轴形成的小直径的通孔13，该小孔宜用于插入光导纤维17(或涂有塑料薄膜的光学纤维的基础线)，还具有凸缘部分12，它具有沿其轴向形成的大直径通孔14，该通孔宜插入带护套的光导纤维16(包有护套的光导纤维)。小直径的通孔13和大直径的通孔14通过一倾斜部分15相互连接。成对的光导纤维17、17的连接是通过下列方法得到的：把已经插入并已连接的光导纤维的套管10、10的端部贴靠在一起，插入裂开的套筒18中。这样做的结果，使光导纤维17、17具有贴靠并连接的前端，它们的轴相互对准。
图2表示另一种形式的光学连接器套管10a，它包括一个毛细管部分11a和作为一个独立构件的凸缘部分12a。
光导纤维插入的小孔的直径取决于套管的类型，例如，SC型毛细管(套管)具有的小孔的直径为0.126mm，长度为10mm。
以前，套管是用如二氧化锆类的陶瓷材料制造的。在套管中的小孔的形成是通过注射模制预成形具有较小孔的陶瓷材料的套管半成品、煅烧陶瓷材料的套管的半成品、然后使煅烧后的陶瓷材料的半成品线状搭接形成具有特殊尺寸成品。另外，生产陶瓷材料的套管除了上述的内径加工外，还包括许多机械加工步骤，如外径的研磨加工和将前端加工成圆形凸面(PC加工)等。因此，该生产方法要的时间长，生产成本较大。
作为一种能解决上述问题的方法，本申请的受让人已建议了一种方法，将在金属模铸方法基础上的一般技术与玻璃相变区存在的非晶体合金结合，使非晶体合金的模制件满足预定的形状、尺寸精度和表面质量，并由简单的方法高效地批量生产，即使制品具有如复杂形状的光学连接器套管或制品那样具有的小孔，也能满足要求[日本专利申请公开(早期公开)NO.10-186176]。在该专利文献公开的具有小孔的非晶体合金模制品的生产方法中，小孔的形成基本上是将能生产非晶体合金的熔化的材料高速注入具有芯棒组的模腔，然后从得出的铸造产品中拉出芯棒以形成小孔。
为了制造具有小孔的铸造制品，通常采用一根均匀涂覆有可脱落介质的芯棒。由于可脱落介质在芯棒与熔化金属接触时迅速挥发，气泡或瑕疵留在铸造制品内，另外也不能均匀而恒定地控制可脱落介质的挥发方向，因此会产生小孔的尺寸精度比要求的要差的问题。相反地，当铸造期间注射压力减小以得到具有高精度的铸造制品时，又会出现其它问题，如由于铸造材料和形成小孔的芯棒之间没有任何间隙，芯棒就不能从铸造产品中拉出。另外，在铸造期间或铸造后的拉出芯棒的操作中有可能擦伤芯棒的表面甚至损坏芯棒。由于芯棒是内烧结的硬金属或粘接的碳化物制成，因此很贵，擦伤或损坏芯棒使之不能重复使用是增大制品成本的一个重要因素。
这些问题对光学连接器套管或毛细管来说不是特有的，但普遍存在于模铸具有小孔的金属模制品中。
发明内容
因此，本发明的基本目的在于提供一种能在短时间内、低成本、高生产率地生产铸造制品的方法和装置，它可消除由铸造后从铸造产品中拉出芯棒的困难而引起的各种问题和上述芯棒的寿命问题。
本发明的进一步的特殊目的在于提供一种方法和装置，它采用简单的方法使模制品满足预定的形状、尺寸精度和表面质量，即使制品是具有细长小孔的非晶体合金的模制品，也能提供便宜的具有小孔的非晶体合金的模制品，尤其是套管或毛细管类的光学非晶体连接器；并且制品在使用寿命、机械强度、抗冲击等方面性能优良。
为达到上述目的，本发明的第一个方面是提供一种生产具有小孔的铸造制品的方法。
按照本发明的方法的第一个实施例，其特征在于：在熔化金属的铸造中，熔化的金属注入具有预先设入的、所要求的截面形状的线性芯件的金属模腔中，以此来生产铸造产品，一个具有用表面涂覆或处理的表面薄膜的线性芯件用作该线性芯件，在铸造后将线性芯件从铸造产品中拉出以在铸造产品中形成基本等于线性芯件截面形状的小孔。在此情况下，优选的形式做成在铸造后从制品中拉出芯线时，使表面薄膜的一部分或全部剥脱，因此使线性芯件能从铸造产品中拉出。
本发明的第二个实施例的特征在于：该方法包括将熔化的金属注入金属模的模腔中，金属模具有预先设在其中的所需要的截面形状的线性芯件，由此来生产一铸造产品，将线性芯件从铸造产品中拉出以形成具有线性芯件截面形状的小孔，该线性芯件做成在铸造后从铸造产品中拉出时，在拉出方向上弹性变形，使其直径小于原直径，因此，使线性芯件可从铸造产品中拉出。
本发明的第二个方面是提供一种生产具有小孔的铸造制品的装置，其特征在于它包括：一个具有腔的金属模，模腔确定制品的外形，一个具有中心孔的可移动的圆柱形导向件，它可滑动地放置在模具中，从而可伸入模腔和从其中缩回；一个穿过圆柱形导向件的中心孔的设在模具中的线性芯件；最好还包括加上拉力载荷的装置，加到线性芯件的纵向的拉力载荷最好不大于1960N/mm2。
通过使用上述方法和装置，能以高生产率来制造具有小孔铸造制品、特别是非晶体合金模制品、尤其是光学连接器的套管或毛细管。
附图说明
通过下面参照附图的描述可以更加清楚本发明的其它目的、特征和优点，其中：
图1是不完全的剖视图，它表示包括毛细管部分和凸缘部分的整块结构的光学连接器套管，
图2是不完全的剖视图，它表示包括毛细管部分和作为独立构件的凸缘部分的另一光学连接器套管；
图3A～3C是不完全的剖视图，它表示生产本发明的铸造制品步骤的一个实施例，
图4是不完全的剖视图，它表示采用涂有面膜的线性芯件的本发明方法的另一实施例，
图5是不完全的剖视图，它仍表示采用易对弹性变形敏感的材料制造的线性芯件的本发明方法的又一实施例，
图6是不完全的剖视图，它表示生产本发明铸造制品的装置的又一实施例，
图7是一个剖视图，它表示采用图6装置生产的模制品。
具体实施方式
有鉴于在铸造后从铸造产品中拉出线性芯件会发生困难、或由上述线性芯件的寿命方面引起的问题，本发明的生产铸造制品的方法改进了线性芯件的抽拉特征。采用下面的方法可改进铸造后的线性芯件的抽拉特征。在下面的描述中，线性芯件被称为“线”。
(1)使线经受表面涂覆或表面处理的方法。
该方法是用易剥离的薄膜来涂覆线的表面、或采用在生产期间预计会形成面膜的线、从而使作为线性芯件的线易于与铸造产品分开。采用该方法，当从铸造产品中拉出线时，表面薄膜部分或全部地从线上剥离，因为线的表面薄膜紧密地附着到铸造产品上，因此仅线从铸造产品上分开。结果在铸造制品上形成具有线的剖面形状的小孔。
上述线的表面薄膜可用沉积材料的方法来形成，例如采用物理蒸汽沉积法(PVD)和化学蒸汽沉积法(CVD)或采用如电镀、无电敷镀、金属的热浸渍在线表面沉积氧化物、氮化物和碳化物。当线是由活性金属材料制成时，可以使用具有一定含量的氧化物、氮化物或碳化物薄膜的线，不必在生产过程中进行热处理。所要求的薄膜厚度范围就薄膜的可剥离特性和线的抽拉特性来说约为0.5μm～100μm。在该方法中，多种材料可用作线材料。在其它线材中，具有极佳热阻的钛基合金被证实是具有特别的优越性的。
(2)使用弹性线或超弹性线的方法。
该方法使用作为线(线性芯线)的具有高弹性限的线。通过采用这种线，当线从铸造产品中拉出时在拉伸方向产生弹性变形，因此它的直径相对于在铸造产品中形成的小孔来说变得较小，结果，由于在线和铸造产品之间出现的间隙，所以线可从铸造产品中拉出，在铸模制品中形成线的截面形状的小孔。作为上面所述的线，可以采用弹性材料、高拉伸强度的钢和超弹性材料(Ni-Ti超弹性合金等)。
上述方法(1)和(2)有时可以联合使用。
按照本发明，为了在线放在金属模腔中或在铸造过程中保护线(线性芯件)，可以使用具有可移动的圆柱形导向件的金属模，该导向件放置在模子中可以滑动，从而伸入模腔和从腔中抽回。当线放置在与圆柱形导向件一起的模腔中时，线穿过导向件的中心孔，在线的长度方向上所加的拉伸载荷最好不大于1960牛顿/毫米2。通用使用这种圆柱形导向件，覆盖有导向件的部分线受到保护，不与熔化的金属接触，与铸造产品接触的线的表面积变小，结果减小了抽拉步骤期间擦伤或损坏线的可能性。另外，由于拉伸载荷加到线上，就可防止在熔化的金属注入模腔中时线可能出现弯曲。因此，就可制成具有高精度小孔的铸造制品。另外，本方法还可和上述方法的一种或两种联合使用。
线的尺寸可按所要求的小孔的直径进行变化。在光学连接器构件的情况下，线的尺寸设定成直径为0.025mm～1mm的范围。
虽然在本发明的方法中使用的铸造材料不必限于任何特殊物质，但可以是通常的铸造方法中使用的任何材料，可优先使用含有体积比至少为50％的非晶相的非晶体合金。在本说明书的其它非晶体合金中，可优先采用具有由下列通用公式(1)～(6)中之一表示的成分的非晶体合金。
M1 aM2 bLncM3 dM4 eM5 f           …(1)
其中：M1代表两种元素、Zr和Hf的一种或两种；M2代表从下组中选出的至少一种元素：Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Nb，Ti，V、Cr、Zn、Al和Ga，Ln代表从下组中选出的至少一种元素：Y、La，Ce、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb和Mm(Mish金属：稀土元素聚集体)；M3代表从下组中选出的至少一种元素：Be、B、C、N和O；M4代表从下组中选出的至少一种元素：Ta，W和Mo；M5代表从下组中选出的至少一种元素：Au、Pt、Pd和Ag；a，b，c，d，e和f代表原子的比例，它们分别满足25≤a≤85，15≤b≤75，0≤c≤30，0≤d≤30，0≤e≤15，和0≤f≤15。
上述非晶体合金包括由下列通式(1-a)～(1-p)代表的合金。
M1 aM2 b                 …(1-a)
由于M2元素和Zr或Hf共存，故这种非晶体合金具有很大的混合负焓和良好的非晶体结构的可加工性。
M1 aM2 bLnc             …(1-b)
将稀土元素加到由上述通式(1-a)代表的合金中，作为这种非晶体合金，增强了非晶体结构的热稳定性。
M1 aM2 bM3 d             …(1-c)
M1 aM2 bLncM3 d         …(1-d)
用具有小原子直径的M3元素(Be，B，C，N或O)来填充在非晶体结构中的间隙，作为这类非晶体合金，使其结构稳定并增强了非晶体结构的可生产性。
M1 aM2 bM4 e              …(1-e)
M1 aM2 bLncM4 e          …(1-f)
M1 aM2 bM3 dM4 e          …(1-g)
M1 aM2 bLncM3 dM4 e      …(1-h)
将高熔点金属M4(Ta，W或Mo)加到上述合金中，作为这类非晶体合金，在不影响非晶体结构的可生产性的情况下增强了抗热和抗腐蚀性。
M1 aM2 bM5 f               …(1-i)
M1 aM2 bLncM5 f           …(1-j)
M1 aM2 bM3 dM5 f           …(1-k)
M1 aM2 bLncM3 dM5 f       …(1-l)
M1 aM2 bM4 eM5 f              …(1-m)
M1 aM2 bLncM4 eM5 f          …(1-n)
M1 aM2 bM3 dM4 eM5 f          …(1-o)
M1 aM2 bLncM3 dM4 eM5 f      …(1-p)
这类非晶体合金含有贵金属M5(Au，Pt，Pd，或Ag)，即使出现结晶体它们也不易碎裂。
Al1000-g-h-iLngM6 nM3 i     …(2)
其中Ln代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Yb和Mm；M6代表从下组中选出的至少一种元素：Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W；M3代表从下组中选出的至少一种元素：Be，B，C，N和O；g，h，和i代表这些原子的比例，它们分别满足30≤g≤90，0＜h≤55，和0≤i≤10。
上述非晶体合金包括由下列通式(2-a)和(2-b)代表的合金。
AI100-g-hLngM6 h            …(2-a)
这种非晶体合金具有很大的混合负焓和良好的非晶体结构的可生产性。
AI100-g-h-iLngM6 hM3 i      …(2-b)
这种非晶体合金具有稳定的结构并增强了非晶体结构的可生产性，这是由于用具有小原子直径的M3元素(Be，B，C，N，或O)来填充非晶体结构中的间隙。
Mg100-pM7 p                  …(3)
其中M7代表从下组元素中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；P代表落入范围为5≤p≤60内的原子比例。
这种非晶体合金具有较大的混合负焓和非晶体结构的可生产性。
Mg100-g-rM7 qM8 r            …(4)
其中M7代表从下组元素中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M8代表从下组元素中选出的至少一种元素：Al，Si和Ca；q和r代表分别满足1≤g≤35和1≤r≤25的原子比例。
在这种合金中，用具有小原子直径(Al，Si或Ca)的M8元素来填充上述通式(3)的合金的非晶体结构的间隙，就使结构稳定并增强了非晶体结构的可生产性。
Mg100-q-sM7 qM9 s                 …(5)
Mg100-q-r-sM7 qM8 rM9 s           …(6)
其中M7代表从下组元素中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M8代表从下组元素中选出的至少一种元素：Al，Si和Ca；M9代表从下组元素中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm和Mm；q，r和s代表分别满足1≤q≤35，1≤r≤25，和3≤s≤25的原子比例。
将稀土元素加到上述通式(3)和(4)的合金中，对这类非晶体合金来说增强非晶体结构的热稳定性。
在上述其它非晶体合金中，在玻璃转变温度(Tg)和结晶温度(Tx)之间具有很广泛的差异的Zr-TM-Al和Hf-TM-Al(TM：过渡金属元素)非晶体合金呈现很高的强度和抗腐蚀性，具有广泛的过冷液体区(玻璃转变区)，在Zr-TM-Al非晶体合金的情况下，具有不少于30K的ΔTx＝Tx-Tg、不少于60K的非常广泛的过冷液体区。在上述温度范围内，这些非晶体合金呈现出非常令人满意的可加工性，即使压力不大于数十Mpa的情况下仍呈粘性流体。它们的特征在于它们易于生产并很稳定，这是由下列事实证实的，即使采用冷却速率在数十K/s的量级上的铸造方法，它们仍可做成非晶体的块状材料。通过采用玻璃转变范围中的粘性流体，这些合金产生非晶体材料并能确切按照金属模的模制腔的尺寸和形状进行复制。
在本发明中采用的Zr-TM-Al和Hf-TM-Al非晶体合金虽然在合金成份和确定方法上可以有变化，但它们具有很大范围的ΔTx。例如，Zr60Al15CO2.5Ni7.5Cu15合金(Tg：652K，Tx：768K)具有如116K的非常广泛的ΔTx。它还提供了非常令人满意的可氧化性，即使完全加热到Tg的高温它也几乎不氧化。这种合金在从室温到临近Tg的温度上的韦氏硬度高达460(DPN)，拉伸强度高达1600MPa，弯曲强度高达3000MPa。这种合金的热膨胀系数α在从室温到临近Tg温度小到1×10-5/k，扬氏模量是91Gpa，压缩状态的弹性极限超过4～5％。另外，该合金的韧性高到其charpy冲击值在60-70KJ/m2的范围内。这种合金在呈现上述的高强度性能的同时，在它加热到玻璃转变范围时还具有低到临近10MPa的流动压力。因此，这种合金的特征是非常易于加工，用很低的压力就能制成形状复杂的微小零件和高精度零件。另外，由于具有所谓的玻璃(非晶体)物质的性质，这种合金的特征是成品的制造时可具有极高光滑度的表面，并基本上没有在晶状合金的变形期间，在表面上出现滑移带时而出现的形成台阶的可能性。
通常非晶体合金在它被加热到玻璃转变范围并长时间保持在该范围内时就开始结晶。相反地，具有如上所述的广泛的ΔTx范围的上述合金当温度保持在适当选择的ΔTx范围内时则具有稳定的非晶体相，在长达两小时的期间避免出现任何晶体。因此，这类晶体的使用者不必担心在标准的模制过程中出现结晶。
上述合金在从熔化状态到固态的转变过程中完全能显现这些特性。通常，制造非晶体合金需要迅速冷却，与此相反，上述合金允许从熔化状态以冷却速率约10K/秒、很容易地生产单个非晶体相的块状材料，接着形成的固态块状材料具有很光滑的表面。这种合金具有的传递性使得即使在金属模具的表面上因抛光而出现微米级的划伤都能很好地复制出来。
因此，当上述合金用作铸造材料时，用以生产模制品的金属模具仅要求将其表面调制成能满足模制品预期的表面质量就行，这是因为铸造制品完全能复制出金属模具的表面质量。因此，在一般的金属模具的铸造方法中，这种合金可以省略或取消调制模制品的尺寸和表面粗糙度的步骤。
上述非晶体合金的特性包括下列特性的联合：较低的硬度、高的拉伸强度、高的弯曲强度、较低的杨氏模量、高弹性极限、高抗冲击性、高抗磨性、表面光滑及高精度的可铸造性或加工性，这些特性使这类合金可用作各种场合的模制品材料，如用作光学连接器的套管或套筒。另外，非晶体合金具有高精度的可铸造性及可机械加工性，还具有极佳的能复制模腔形状可传递性，因此就可采用适当制备的模具、用简单的生产过程的具有高的整体生产率的金属模铸方法和模制方法制造出满足尺寸规定、尺寸精度和表面质量的模制品。非晶体合金的极佳的可传递性能完全复制模具腔的形状，这意味着在模腔表面和铸造产品之间几乎没有间隙。因此这个事实就提出了下面的问题，即当芯棒从模具中抽出时，由于用于形成小孔内的芯棒如上所述，细长到不具有足够的强度因此芯棒会受到损伤或断裂。本发明解决了这个问题，它可特别有利地用于生产具有小孔的非晶体合金的模制品。
当用金属材料来生产本发明的铸造制品时，除了上述非晶体合金外，还可有利地采用下列合金作为压铸件：Al基合金、Mg基合金、Zn基合金、Fe基合金、Cu基合金和钛基合金等。这类作压铸件的合金可用于普通的铸造方法中，与通常用于生产光学连接器构件的陶瓷和非晶体合金相比它们比较便宜。通过采用这类合金作压铸件，可以用一台压铸机在金属模具的压力下模制合金，由此就可很容易地生产出光学连接器构件。
对用作压铸件的Al基合金而言、按照JIS(日本工业标准)的分级符号ADC1，ADC5和ADC12的Al-Si，Al-Mg，Al-Si-Cu或Al-Si-Mg铝合金，可优先采用，在上述其它合金中，ADC12证明是特别有利的。同样，对用作压铸件的Mg基合金而言，可优先采用MDC1A，MDC2A和MDC3A的Mg-Al或Mg-Al-Zn镁合金，在上述其它合金中，MDC1A证明是特别有利的。对用作压铸件的Zn基合金而言、可优先采用AG40A、AG41A和高Mn合金的Zn-Al、Zn-Al-Cu、Zn-Al-Cu-Mg或Zn-Mn-Cu锌合金，在上述其它合金中，高Mn合金证明是非常有利的。对于Fe基合金而言，可采用灰铸铁、奥氏体铸铁、和不锈铸钢。在上述其它合金中，不锈铸钢证明是特别有利的。对Cu基合金而言，可采用黄铜、青铜和铝青铜。在上述其它合金中，铝青铜证明是特别有利的。钛合金的典型例子包括α型合金、β型合金和α+β型合金。在上述其它合金中，α+β型合金证明是非常有利的。
在上述其它合金中，由下列通式表示的Fe-M-X合金证明是特别有利的
FexMyXz
其中M代表Ni和/或Co，X代表从下组元素中选出的至少一种元素：Mn，Si，Ti，Al和C；X，Y和Z表示重量百分比，其范围为30≤Y≤40，0≤Z≤10，X是包括不可避免的杂质的余额。由于由上述通式代表的Fe-M-X合金允许进行高尺寸精度的机械加工、并且它的热膨胀系数接近光导纤维的热膨胀系数，它们很适用于将光导纤维固定在其中的套管的材料。
下面将参照附图更具体地描述本发明的一些实施例。
图3A说明实施生产本发明的具有小孔的铸造制品的方法和装置的结构。在图3A、3B中，参照数字1表示可拆开的金属模，该模具有宜确定产品外尺寸的腔2，3代表一根细长线(线性芯件)，该线曾经过表面涂覆或表面处理，或是由高弹性极限的材料制成的线(线性芯件)。
模具1可由如铜、铜合金、烧结的硬金属或烧结的碳化物制成，在模具1中可设有允许冷却介质或加热介质的流体、气体等流动的流动通道。线3的表面可涂覆Ti2、TiN、TiC等薄膜，或线3用弹簧钢、高拉伸强度的钢和超弹性材料制成、或采用具有上述两种联合特性的材料制成。
有时为了防止熔化的金属形成氧化膜，最好将该装置安置在真空中或如Ar气体的惰性气体的氛围中，或者在熔化金属的注射区建立惰性气体流。
在这种铸造制品的生产中，将熔化的金属(未示出)注入模具1的腔2中来铸造一个产品。在模具冷却到模具的温度低到不高于熔化金属的熔点(不高于非晶体合金情况下的玻璃转变温度Tg)时，模具1分开，以拔出固定线3的铸造产品4，如图3B所示。
此后，将线3从制成的铸造产品中拉出以得到如图3C所示的具有小孔5的铸造制品4。
图4表示一个实施例，它采用了涂覆如上所述的TiO2、TiN，TiC等的表面薄膜6的线3。通过采用预先涂有这种表面薄膜6的线3，当将线拉出时，由于表面薄膜6从线3上剥离，仅线3从铸造制品7中拉出，因此形成小孔。
图5表示采用一种线3的另一实施例，线3采用如弹簧钢、高拉伸强度的钢和超弹性材料等具有高弹性极限的材料制成。通过采用具有高弹性极限的材料制成的线3，当将线拉出时，由于线3本身的弹性变形，在线3和铸造产品7之间形成小的间隙，结果使线3可从铸造产品7中拉出而在铸造产品中形成小孔。
图6表示实施本发明的生产铸造制品的方法和装置的另一模式的结构。在图6中，参照数字8表示可移动的圆柱形导向件，它可在模具中滑动，从而伸入和拉出模具1的腔2。线3和可移动的圆柱形导向件8一起、通过将线穿过导向件8的中心孔装在模具1的腔2中。通过采用这种圆柱形导向件8，线3的内导向件覆盖的部分受到保护、不与熔化的金属接触，使线与铸造产品接触的表面区域变得很小，这样就大大减小了拉出时损坏线3的可能性。
另外，由于在线3的纵向加上了拉伸载荷，在熔化的金属在线3的横向流入模具腔内或在模具腔内出现熔化金属的紊流时，可有效防止线3的偶然出现的弯曲。这样可以在铸造制品上形成高精度的小孔。
图7表示用上述图6中所示装置生产的铸造制品4a，下部与铸造制品分开。该铸造制品4a具有小直径部分5a和大直径部分5b。大直径部分5b的长度可根据可移动的圆柱形导向件8插入模具1的腔2内的长度变化来人为地调节。有时小直径部分5a可按要求受到线3的摩擦。
虽然在上述实施例中采用了在整个长度具有均匀直径的细长线3，也可采用在拉伸方向逐步增加直径的线(线性芯件)，从而形成在轴向内径逐步加大的小孔。另外，当采用如图6所示的可移动的圆柱形导向件8时，通过采用具有各种截面形状的导向件，可以形成具有各种截面形状的小孔。虽然上面的描述是导向制造具有小孔的铸造制品的实施例，通过调节线性芯件进入模具腔中的长度(插入长度)，也可以制造具有盲孔的铸造制品。
按照本发明的方法和装置，如上所述，由在铸造后从铸造产品中拉出线性芯件比较困难而引起的问题、或芯件的使用寿命问题消除了，可以以低成本、高生产率和在短时间内生产出带小孔的铸造制品。这样，本发明采用简单的方法可使模制品满足预定的形状、尺寸精度和表面质量，即使生产的制品是具有细长孔的非晶体合金的模制品，也能提供一种便宜的具有小孔的非晶体合金的模制品，尤其是套管或毛细管类的光学传导器构件，这些制品的使用寿命、机械强度、抗冲击等方面均很优良。
现将参照操作示例更具体的描述本发明，这些示例均证实了本发明的特殊效果。
例1：
采用图3A所示的装置进行铸造，不锈钢线的直径为0.1mm，用PVD方法在线上涂覆厚度为10μm的TiO2，具有成分为Zr55Al10Ni5Cu30和通过熔化相关的成分的金属制成的合金在真空度为1.33×10-2Pa的真空下铸造。所用的金属模具有圆柱形的腔，其直径为2.5mm，长度为10.5mm。在铸造以后，从模具中取出铸造产品，线以1.7mm/秒的速度从产品中拉出，以形成小孔。在此步骤中，拉力载荷是294N/mm2。按照用显微镜对形成的小孔的观察，形成的小孔具有不锈钢线的圆形截面的形状。
例2
采用类似于例1中所用的金属模具来进行铸造，钛合金线的直径为0.1mm，通过氧化在其表面上形成5μm厚的氧化膜。拉出载荷是98N/mm2。按照用显微镜观察的形成的小孔，已证实形成的小孔具有钛合金线的圆形截面形状。
例3
采用45Ni-55Ti的超弹性合金的线、用与上述方法相同的方法进行铸造，线的直径为0.1mm，其表面上形成4μm厚的氧化膜。拉出载荷是785N/mm2。按照用显微镜观察的形成的小孔，已证实形成的小孔具有线的圆形截面形状。
在公开这些操作实例的同时，本发明还可在不超出本发明基本精神或特征的情况下以其它特殊形式来实施。例如上面说明的方法采用具有一个模腔的金属模以简单的方法来制造铸造产品，当然，本发明可采用具有两个或多个模腔的金属模来制造两个或多个铸造产品。本发明不仅限于上述模具尺寸、形状和腔的数量的实施例，本发明也不仅限于上述应用的示例，因此，这些实施例和示例仅作说明用而不作限制用。本发明的范围由所附权利要求、而不是由前面的说明书示出，因此在与权利要求等同的意思和范围内产生的各种改变均包括在内。

Claims (23)

1.一种生产具有小孔的铸造制品的方法，包括下列步骤：将一根符合要求的截面形状的线性芯件放在金属模腔中，将熔化的金属注入上述金属模腔以生产铸造产品，从上述铸造产品中拉出线性芯件，以形成具有线性芯件截面形状的小孔，
其特征在于：一根具有用表面涂覆或表面处理形成的表面薄膜的线性芯件用作上述线性芯件，线性芯件在铸造后从铸造产品中拉出，由此在铸造产品中形成基本等于线性芯件的截面形状的小孔。
2.按照权利要求1的方法，其中上述线性芯件做成在铸造后将线性芯件从铸造产品中拉出时，部分或全部上述表面薄膜剥离上述线性芯件，由此使上述线性芯件从铸造产品中拉出。
3.按照权利要求1的方法，其中上述线性芯件的上述表面薄膜是包含上述线性芯件的氧化膜、氮化膜或碳化膜。
4.按照权利要求1～3中任何一个的方法，其中上述线性芯件由钛基合金制成。
5.按照权利要求1～3中任何一个的方法，其中上述线性芯件的上述表面薄膜的厚度在0.5μm～100μm的范围内。
6.按照权利要求1～3的任何一个的方法，其中上述线性芯件的直径在0.025mm～1mm的范围内。
7.按照权利要求1～3的任何一个的方法，其中在熔化金属注入上述模腔时，一个在拉出方向的拉伸载荷加到设在上述模具中的上述线性芯件上。
8.按照权利要求7的方法，其中上述拉伸载荷不大于1960N/mm2。
9.按照权利要求1～3的任何一个的方法，其中上述铸造材料是含体积比至少为50％的非晶体相的合金。
10.按照权利要求9的方法，其中上述合金基本是非晶体合金，它的成分由下列通式(1)～(6)中的一个表示：
M1 aM2 bLncM3 dM4 eM5 f    …(1)
其中：M1代表两种元素Zr和Hf中的一种；M2代表从下组中选出的至少一种元素：Ni，Cu，Fe，Co，Mn，Nb，Ti，V，Cr，Zn，Al和Ga；Ln代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Yb和Mm(Mish金属：稀土元素的聚集体)；M3代表从下组中选出的至少一种元素：Be，B，C，N和O；M4代表从下组中选出的至少一种元素：Ta，W和Wo；M5代表从下组中选出的至少一种元素：Au，Pt，Pd和Ag；a，b，c，d，e和f代表原子百分比，它们分别满足：25≤a≤85，15≤b≤75，0≤c≤30，0≤d≤30，0≤e≤15，和0≤f≤15，
Al100-g-h-iLngM6 nM3 i    …(2)
其中：Ln代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Yb和Mm；M6代表从下组中选出的至少一种元素：Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W；M3代表从下组中选出的至少一种元素：Be，B，C，N和O；g，h和i代表原子百分比，它们分别满足：30≤g≤90，0≤h≤55，和0≤i≤10，
Mg100-pM7 p  …(3)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；P代表原子百分比，其范围为：5≤p≤60，
Mg100-q-rM7 qM8 r  …(4)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M8代表从下组中选出的至少一种元素：Al，Si和Ca；g和r代表原子的百分比，它们分别满足1≤q≤35和1≤r≤25，
Mg100-q-sM7 qM9 s    …(5)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M9代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm和Mm；q和s代表原子的百分比，它们分别满足1≤q≤35和3≤s≤25；和
Mg100-q-r-sM7 qM8 rM9 s  …(6)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M8代表从下组中选出的至少一种元素：Al，Si和Ca；M9代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm和Mm；q，r和s代表原子百分比，它们分别满足：1≤q≤35，1≤r≤25，和3≤s≤25。
11.按照权利要求1～3中任何一个的方法，其中上述铸造材料是从下组中选出的一种压铸合金：Al基合金，Mg基合金，Zn基合金，Fe基合金，Cu基合金和钛合金。
12.按照权利要求1～3中任何一个的方法，其中上述铸造制品是用以插入或固定光导纤维的光学连接器构件。
13.一种生产具有小孔的铸造制品的方法，包括下列步骤：将符合要求的截面形状的线性芯件放置在金属模腔中，将熔化的金属注入上述模腔以生产铸造产品，从铸造产品中拉出上述线性芯件，以形成具有线性芯件截面形状的小孔，
其特征在于：上述线性芯件做成在铸造后从铸造产品拉出线性性芯件时，该线性芯件在拉出方向发生弹性变形，使该线性芯件的直径小于原来的直径，因此使线性芯件能从铸造产品内拉出。
14.按照权利要求13的方法，其中上述线性芯件是由Ni-Ti超弹合金制造的。
15.按照权利要求13或14的方法，其中上述线性芯件的直径在0.025mm～1mm的范围内。
16.按照权利要求13或14的方法，其中在熔化金属注入上述模腔时，一个在拉出方向的拉伸载荷加到设在上述模具中的上述线性芯件上。
17.按照权利要求16的方法，其中上述拉伸载荷不大于1960N/mm2。
18.按照权利要求13或14的方法，其中上述铸造材料是含体积比至少为50％的非晶体相的合金。
19.按照权利要求18的方法，其中上述合金基本是非晶体合金，它的成分由下列通式(1)～(6)中的一个表示：
M1 aM2 bLncM3 dM4 eM5 f    …(1)
其中：M1代表两种元素Zr和Hf中的一种；M2代表从下组中选出的至少一种元素：Ni，Cu，Fe，Co，Mn，Nb，Ti，V，Cr，Zn，Al和Ga；Ln代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Yb和Mm(Mish金属：稀土元素的聚集体)；M3代表从下组中选出的至少一种元素：Be，B，C，N和O；M4代表从下组中选出的至少一种元素：Ta，W和Wo；M5代表从下组中选出的至少一种元素：Au，Pt，Pd和Ag；a，b，c，d，e和f代表原子百分比，它们分别满足：25≤a≤85，15≤b≤75，0≤c≤30，0≤d≤30，0≤e≤15，和0≤f≤15，
Al100-g-h-iLngM6 nM3 i    …(2)
其中：Ln代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Yb和Mm；M6代表从下组中选出的至少一种元素：Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zr，Nb，Mo，Hf，和W；M3代表从下组中选出的至少一种元素：Be，B，C，N和O；g，h和i代表原子百分比，它们分别满足：30≤g≤90，0≤h≤55，和0≤i≤10，
Mg100-pM7 p  …(3)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；P代表原子百分比，其范围为：5≤p≤60，
Mg100-q-rM7 qM8 r    …(4)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M8代表从下组中选出的至少一种元素：Al，Si和Ca；g和r代表原子的百分比，它们分别满足1≤q≤35和1≤r≤25，
Mg100-q-sM7 qM9 s    …(5)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M9代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm和Mm；q和s代表原子的百分比，它们分别满足1≤q≤35和3≤s≤25；和
Mg100-q-r-sM7 qM8 rM9 s  …(6)
其中：M7代表从下组中选出的至少一种元素：Cu，Ni，Sn和Zn；M8代表从下组中选出的至少一种元素：Al，Si和Ca；M9代表从下组中选出的至少一种元素：Y，La，Ce，Nd，Sm和Mm；q，r和s代表原子百分比，它们分别满足：1≤q≤35，1≤r≤25，和3≤s≤25。
20.按照权利要求13或14的方法，其中上述铸造材料是从下组中选出的一种压铸合金：Al基合金，Mg基合金，Zn基合金，Fe基合金，Cu基合金和钛合金。
21.按照权利要求13或14的方法，其中上述铸造制品是用以插入或固定光导纤维的光学连接器构件。
22.一种用以生产具有小孔的铸造制品的装置，包括具有一模腔的金属模，模腔确定了制品的外形，其特征在于：一个具有中心孔的可移动的圆柱形导向件可滑动地安置在上述模具中，从而可伸入模腔或从其中拉回，一个设在上述模具中的线性芯件穿过上述圆柱形导向件的中心孔。
23.按照权利要求22的装置，还包括将不大于1960N/mm2的拉伸载荷加到上述线性芯件的纵向上的装置。
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