专利名称：用于压铸的流动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在压铸合金中使用的改进的合金流动系统。
在许多近来的专利申请中，我们已经公开了与利用所谓可控扩张端口(或者CEP)来压铸合金有关的发明。这些申请包括涉及镁合金压铸的PCT/AU98/00987和涉及铝合金压铸的PCT/AU01/01290，它们还包括进一步的申请PCT/AU01/00595和PCT/AU01/01290，以及于2001年8月23日提交的澳大利亚临时申请PR7214，PR7215，PR7216，PR7217和PR7218。这些其它申请涉及对镁、铝以及其它可压铸合金的压铸的变型以及在压铸那些合金中使用的设备及装置。
如所述，CEP用在上述发明专利申请中。CEP是合金流动路径的较短部分，该合金流动路径的横截面面积从CEP的入口端至出口端增大，以使流经CEP的合金在出口端处具有远低于入口端的流速。流速降低是这样的以使在合金流经CEP时其经过状态变化。也就是说，对于CEP的入口端从加压供应源接收的熔融合金，从入口端处至出口端处获得的流速降低是这样的，使合金状态从入口端处的熔融状态变化为出口端处的半固态或者触变态。
在合金从出口端流出且基本上流过与流动路径连通的整个模腔时，其最好保持半固态或者触变态。利用模腔内合金的充分迅速固化以及从该模腔回到或者回入CEP，所制得的铸件能够具有这样一种微观结构特性，该微观结构在次生相基质中具有细球状或者圆形的退化树枝状初生颗粒。
在我们的共同未决申请PCT/AU03/00195中，公开了一种用于高压模铸的金属流动系统以及一种使用高压模铸机来制造合金铸件的方法。该申请的系统和方法利用一种不仅包括CEP、还包括称为CEM的CEP出口模块的流动路径，来自CEP出口的合金在其流至模腔时经过CEM。在CEP中，由于流速在CEP中从CEP入口端处的适当流速起充分降低，合金经历从熔融状态至半固态的状态变化。CEM具有这样一种形状，该形状能够控制合金流以使合金流速从位于CEP出口端处的水平起逐渐降低，从而在流动路径与模腔连通的位置处，合金流速在明显低于CEP出口端处水平的水平，在填充模腔的基本整个过程中维持CEP中发生的状态变化，且合金能够在模腔内迅速固化并沿着流动路径回流向CEP。
我们已经发现其它申请也可得益于CEM的形状。CEM形状的这种利用是相当令人惊讶的，因为其与高压模铸的传统做法、系统及装置相反。
如上所述，“CEM”代表一种用于CEP的出口模块。此术语不适用于未采用CEP的本发明。更确切的，本发明采用具有这样一种出口模块的流动路径，合金经由该出口模块从浇道流至模腔。尽管本发明的出口模块具有适于CEM的形状，但在这里其被区别为流动路径出口模块或“FEM”。
本发明提供一种用于高压模铸合金的金属流动设备，采用一种具有或者可操作性地提供熔融合金加压源和模具的机器，该模具限定了至少一个模腔，其中，该设备限定了金属流动路径，自加压源接收的合金可经由该金属流动路径流入模腔，其中(a)流动路径的长度的第一部分包括或者包含浇道；以及(b)从浇道的出口端起的流动路径的长度的第二部分包括流动路径出口模块(FEM)；以及其中，FEM具有这样一种形状，该形状控制合金的流动以使合金的流速从在浇道的出口端处的水平起逐渐降低，由此，在流动路径与模腔连通的位置处，合金流速在显著低于浇道的出口端处的水平，从而在填充模腔时，合金能够在模腔内经历固化并沿着流动路径回向浇道。
另外，本发明提供一种用于高压模铸合金的压铸机，该压铸机具有或者可操作性地提供熔融合金加压源、限定至少一个模腔的模具、以及限定金属流动路径的金属流动设备，自加压源接收的合金可经由该金属流动路径流入模腔，其中(a)流动路径的长度的第一部分包括或者包含浇道；以及(b)从浇道的出口端起的流动路径的长度的第二部分包括流动路径出口模块(FEM)；以及其中，FEM具有这样一种形状，该形状控制合金的流动以使合金的流速从在浇道的出口端处的水平起逐渐降低，由此，在流动路径与模腔连通的位置处，合金流速在显著低于浇道的出口端处的水平，从而在填充模腔时，合金能够在模腔内经历固化并沿着流动路径回向浇道。
本发明还提供一种采用高压模铸机来制造合金铸件的方法，该高压模铸机具有熔融合金加压源和限定至少一个模腔的模具，其中，合金沿着流动路径从加压源流至模腔，其中(a)在流动路径的第一部分内，使合金沿着浇道流动；以及(b)在位于第一部分与模腔之间且包括流动路径出口模块(FEM)的流动路径的第二部分内，控制合金的流动以使流速从在浇道的出口端处的水平起逐渐降低至在流动路径与模腔连通处显著低于浇道的出口处水平的水平上的流速。
如所述，流动路径的第二部分使合金流速降低至低于浇道出口端处的流速水平。这里，流动路径的第二部分被简称为“流动路径出口模块”或“FEM”。
优选的，浇道至少在其出口端处具有这样的横截面面积，从而以机器能生成的合金质量流率，浇道将在该浇道的出口端处导致对于镁合金而言超过约60m/s至约180m/s的合金流速以及对于镁合金以外的合金而言超过约40m/s至约120m/s的合金流速。在一种结构中，FEM的横截面面积沿着延伸过浇道的出口端的方向增大，由此合金的流速的降低可避免合金从熔融态至表现出触变性的半固态的状态变化。在另一种布置中，横截面面积这样增大，从而流速的降低可阻止合金经历状态变化，以使模腔能够由熔融合金填充。在流动路径的出口端处限定的浇口可对经过其的合金流进行压缩，尽管其不需要提供这种压缩。在一种形式中，浇口位于FEM的出口端处。在另一种形式中，FEM的出口端经由第二浇道与浇口隔开，该第二浇道的横截面面积至少等于FEM的出口端处的横截面面积。
采用本发明，可利用熔融合金实现模腔填充。也就是说，合金可在其熔融状态下从加压源接收入流动路径，并可保持在此状态直至其在模腔内固化。这不同于我们早先基于采用CEP的发明，在这些发明中，熔融状态的合金转变为其表现出触变性的半固状。在这点上，本发明类似于传统高压模铸做法。然而，本发明进一步地且显著地不同于传统做法。
采用我们早先基于采用CEP的发明，所得到的半固态合金通常具有使其能够表现出触变性的固体含量。为此，合金具有超过约25wt％的固体，通常至少约30wt％例如高达约60wt％至65wt％的固体。尽管本发明可利用熔融金属进行模腔填充，但情况却是接收入模腔内的合金具有低固体含量。本发明可获得的低固体含量不足以使合金表现出触变性。
采用冷室压力模机，可在压射缸内形成初生枝状颗粒。这些颗粒在高达约60μm或者更大的范围内，并对铸件不利。在本发明用于冷室机的情况下，这种颗粒仍然可能形成在压射缸内。当此情况发生时，变型颗粒包括或者组成流入模腔内的合金的固体含量。
还发现，采用本发明，由于合金沿着流动路径流动，可形成低水平的固体。这些固体的重量百分比不足以使合金处于完全触变状态的合金性能。固体含量在低于约25wt％例如低于约20wt％或22wt％、更通常少于约17wt％的水平。在采用冷室机的情况下，即便由于合金沿着流动路径流动形成的固体与由形成在压射缸内的枝状颗粒导致的固体相结合，这也适用。
采用本发明时，流入模腔内的合金中存在的固体达到这样一种程度以致于该固体具有相当小的粒径。这能够通过采用本发明制造的充分迅速固化铸件的微观结构来形成。因此，铸件可显示具有尺寸不超过约50μm的初生枝状颗粒的微观结构，表明在合金沿着流动路径流动过程中制造的固体具有大约该尺寸或更小的颗粒。
具有小粒径的固体表明合金在沿着流动路径流动过程中受到相当剧烈的切变力。那些力来自于当合金经过FEM时其流速自浇道内的流速起显著降低。显而易见，力的强度来自于流动模型测定。通过可在使用本发明制造的铸件中获得的微观结构的主要特性，也表明了剧烈切变力。
第一微观结构特性是上述圆形初生枝状颗粒以及那些颗粒的细粒径和均匀分布。第二微观结构特性是在采用冷室机的情况下基本不存在可形成于压射缸内的较大枝状颗粒。似乎是切变力足够剧烈以使这种颗粒破碎。热和冷室机的另一特性是基本不存在由气孔导致的压铸缺陷。利用本发明制造的铸件的微观结构具有由例如内部气泡导致且以极细和基本均匀分布形式存在的任何气体，而在隔离区域不显示这种由于夹带气体导致的缺陷。任何气体的细密且均匀分布使得可基本避免对物理特性的负面结果。
使合金流速降低的FEM的形状是这样的，其需要沿着合金流动方向增大横截面面积。合金流可以基本固定的质量流率。然而，由于FEM的横截面面积增大，合金流速从位于浇道出口端处的水平起至该合金进入模腔的位置经历一种逐渐但大幅的流速降低。在使流速降低的过程中，FEM获得与在CEP中所获得的类似结果。尽管具有类似性，但这种降低不是使合金从其熔融状转变为导致触变性程度的半固态，即便浇道内的合金流速类似于为进行状态变化而在CEP的入口端处所需要的流速。也就是说，FEM的流速降低是这样的，以避免至少在该程度内的状态变化。
由于FEM的横截面面积沿着流动方向增大，依据本发明的流动设备不同于在传统模铸做法中采用的流动系统。在传统做法中，除了在流动路径与模腔连通的位置处，通常维持基本恒定的流速。在传统做法采用的流动系统中，在称为浇口的位置提供的压缩使合金经历流速的急剧增大，以便该合金作为细高速喷流流入模腔。在本发明的金属流动设备中，流动路径在其与模腔连通位置处的横截面面积大于浇道的横截面面积。在传统做法中，浇口面积小于其浇道的横截面面积。然而，尽管依据本发明的流动路径不需要具有浇口压缩，但这不是一定的，在至少一些情况中可提供压缩浇口。在任何情况中，无论是否提供压缩浇口，本发明的流动路径都不同于传统做法。流动路径的包括浇道的第一部分的横截面面积显著小于传统浇道的横截面面积。同时，流动路径的位于浇道出口端与FEM出口端之间的第二部分的横截面面积沿着流动方向增大，从而导致经由FEM的合金流速的规定降低。在这些方面，流动路径有点类似于PCT/AU03/00195，尽管有必要且重要的差异。
如这里随后所述，在采用本发明时，浇道流速需要比在传统压铸机中采用的流速高。对于可操作用于以给定质量流率供应合金的压铸机，本发明要求浇道需要具有比传统浇道小的横截面面积，从而以该质量流率实现较高的流速。就此方面而言，本发明的浇道基本与PCT/AU03/00195的教义相同。然而，在本发明的流动路径中，来自浇道出口端的合金流直接流入FEM。相反，在PCT/AU03/00195的装置中，来自浇道出口端的合金流直接流入CEP，并从CEP的出口直接或间接流入FEM。此外，本发明限制合金可改变其状态至半固状的程度，以避免显示触变性。相反，PCT/AU03/00195装置中的FEM帮助维持在CEP中生成且具有触变性的半固态合金。
FEM的出口端可位于流动路径与模腔连通的位置处。尽管这是优选的，但FEM的出口端也可经由不显著限制合金流的第二浇道与该位置隔开。因此，第二浇道的横截面面积可基本与FEM的出口面积相同。如将理解的，本发明系统中的第二浇道将具有比流动路径的第一部分的浇道更大的横截面面积，这同传统压铸做法中第二浇道与主浇道之间的关系相反。
本发明设备的FEM可采取多种形式。在第一种形式中，FEM限定或者包括一种宽度远远超过深度且横截面面积大于浇道出口面积的通道，该通道可自浇道出口接收熔融合金。在第一种形式中，通道的超过其深度至少一数量级的宽度优选设置在相对于浇道横向延伸的平面内。该通道是这样的，其使合金从浇道流入其内以径向扩散，从而经历流速降低。通道的横截面面积沿着合金流动方向增大，从而导致合金流速进一步降低。
在第一种形式中，通道基本平坦，或者如果适于给定铸件的模腔，其可横过其宽度弯曲。然而选择性的，其可具有锯齿或者波纹状构造以限定横过其宽度的峰和沟，有点类似于冷却通风口的形式。由于通道的宽度和深度之一方沿其长度恒定而另一方优选均匀地逐渐增大，所以该通道的横截面面积增大。然而如果需要，宽度和深度中的每个可都沿着合金流动方向增大。采用锯齿或者波纹形式，通常更便于仅宽度增大，尽管这种形式具有使浇道出口与流动路径同模腔连通位置之间的给定距离的流动长度最大化的优点。
对于FEM限定了一种宽度远超过其深度的通道的第一种形式，该装置通常是这样的，使合金流动路径经由一种宽度远超过其深度的开口与模腔连通。这良好地适用于通过间接或边缘供给来进行模腔填充，尤其在该模腔用于制造薄铸件时。
在第二种形式中，依据本发明设备的FEM限定或者包括一种其宽度和深度具有相同数量级尺寸且横截面面积沿着合金流动方向逐渐增大的通道。这种具有逐渐增大横截面的形式还在流动路径与模腔连通的位置处提供规定的低流速。
对于在流动路径与模腔连通位置处的该模腔的形状，FEM的第二种形式的通道可在其远离浇道的端部处敞开，通道自该浇道接收熔融合金，且该敞开端限定了所述位置。然而优选的，该位置由沿着通道侧面延伸的细长开口限定。在此优选布置中，通道自浇道起沿着模腔的侧缘基本线性延伸，且细长开口沿着靠近模腔边缘的通道侧面。然而优选的，通道弯曲以便其具有适当长度，从而提供该通道的远离浇道且沿着模腔侧缘延伸的端部。对于这种弧形通道，特别的，流动路径可沿着合金流动方向在浇道以外分支，从而提供至少两条通道，每条通道都具有这种带细长开口的端部。在分支布置中，每条通道的开口可在模腔的公共边缘或者各自边缘处与该模腔连通。当两条弯曲通道在公共边缘处与模腔连通时，每条通道的远离浇道的端部可终止于相互隔开较短距离，以便它们的侧开口沿着模腔的公共边缘纵向隔开。然而在一种可供选择的布置中，两条通道在那些端部处汇合，从而形成闭环的各个臂，在这种情况中，开口同样隔开，或者它们形成供每个臂公用的单个细长开口。
本发明金属流动系统的FEM内的合金流速的逐渐降低以及导致该降低的第二部分的横截面面积的逐渐增大可以是连续的。同时，流速的逐渐降低和面积的逐渐增大沿着至少第二部分的一部分基本均匀，或者其是逐步的。上述用于FEM的第一和第二种形式良好地适用于提供流速的连续降低，该流速的连续降低是通过例如沿着第二部分的长度的主要部分连续增大横截面面积导致的。
在提供流速的逐步降低的第三种形式中，FEM包括这样一种室，自浇道接收的合金流入该室，且该室实现合金流速的逐步降低。在第三种形式中，FEM包括使室与模腔连通的通道装置，该通道装置具有这样一种形状，该形状至少基本维持在室内获得的流速水平。这种用于连通的通道装置可具有与上述FEM的第一种形式相类似的形状，但其具有基本一致或者略微增大的横截面。选择性的，通道装置包括至少一条通道、但优选至少两条通道，类似于上述FEM的第二种形式，只是如果需要，此通道或者每条通道具有基本一致的横截面。
第三种形式的室具有各种适当形状。在一个适宜布置中，其具有环形盘状。此布置适用于连通装置为至少一条通道的情况。在此布置中，当连通装置包括至少两条通道时，这些通道可与公共模腔或者各自模腔连通。
FEM的第三种形式的连通装置的至少一条通道在该通道的端部开口处或者在如参照第二种形式所述的细长侧开口处通向其模腔。
在本发明的每种形式中，最优选的，FEM平行于限定模腔的模具的分模面设置。流动路径的第一部分类似地设置，使其浇道也平行于该面，且从穿过一个模具部分延伸至该面的浇口或浇道部接收合金。选择性的，流动路径的第一部分延伸过这些模具部分，且浇道的出口在分模面处或者紧靠该分模面。
上述专利申请中详述了CEP在实现合金从其熔融态至具有触变性的半固态的变化过程中采用的流速。然而，对于镁合金，CEP入口端处的流速一般超过约60m/s，优选约140m/s至165m/s。对于铝合金，入口端的流速一般超过40m/s、例如约80m/s％至120m/s。对于其它合金，例如可转化为具有触变性的半固态的锌和铜合金，CEP入口端的流速一般类似于铝合金，但可随着各种合金的独特性质而变化。在CEP中实现的流速降低一般是这样的，以致于使CEP出口端处的流速是入口端处流速的从约50％至80％，例如从65％至75％。
采用依据本发明的FEM，不采用CEP。同时，合金在其流至模腔的过程中保持熔融，即便形成一些固体，该合金也不会经历导致触变性程度的状态变化。尽管这样，至少浇道出口端处的浇道流速可以类似于采用CEP时所需要的流速。因此，对于镁，浇道出口端处或者FEM入口端处的流速可超过约60m/s，优选从约130m/s至160m/s，但高达约180m/s的范围。对于铝合金和其它合金例如锌和铜合金，浇道出口端处或者FEM入口端处的流速如上采用CEP所述的。
在FEM内实现的流速降低通常相当显著。实际上，这种降低可超过在采用CEP时获得的。因此，尽管CEP内的流速降低使流速为CEP入口端处流速的50％至80％，例如从65％至75％，但FEM可实现更大的流速降低。实践考虑促使FEM具有尽可能短的有效流动长度。FEM的长度随着其平均横截面面积而变化，但可从约15mm至35mm。同时，FEM优选具有小于其有效流动长度的总长度，因为其具有增大流动系统内回压的起伏、波状或者锯齿状构造。
如同CEP，FEM的长度随着其接收合金流的浇道出口端处的横截面面积而变化。因为CEP将导致合金状态从熔融态至表现触变性的半固态的变化，所以预计对于给定的浇道出口端横截面面积，FEM具有比CEP短的长度。较长的长度可使FEM的横截面面积从浇道入口起更逐渐地增大，这对于提供适于完全避免状态变化或者至少到CEP所需程度的条件而言似乎是必要的。然而，我们已经发现情况不是这样。相反，我们已经发现对于浇道出口端处的给定横截面面积，FEM的长度需要比提供用于这种浇道的CEP所规定的长度短。
本发明的前述说明参照一个模腔。然而应理解的是，本发明可应用于多腔模具。在这种情况中，由本发明系统限定的FEM可分支或者延伸以提供至公共模腔或至少两个模腔中每个的独立流。实际上，如这里参照附图所示的，提供这种来自公共FEM的独立流往往有助于实现合金流速的规定降低。
为了本发明更易于被理解，现在参照附图进行说明，其中
图1是在固定铸模部与活动铸模部之间的分模面上取的两个腔模装置的示意表示，说明本发明的第一实施例；图2是在图1的线II上取且以放大比例表示的剖视图；图3是类似于图1的示意表示，但说明具有单模腔的本发明第二图19是一种利用本发明第七实施例制造的铸件的俯视图；图20是第七实施例在俯视图中的部分示意表示；以及图21是图20所示装置的侧视图。
参照图1和2，这里表示了由固定模具半部12和活动模具半部13限定的两个模腔10和11，两个模腔用于在高压铸造机(未表示)中制造相应的铸件。每个模腔10和11设置用以自铸造机的熔融合金加压供应源接收合金，合金通过依据本发明第一实施例的公共合金供给设备14流至每个模腔。该实施例是依据如上所述本发明第一种形式的合金供给设备14限定了供熔融合金使用且具有第一部分和第二部分18的流动路径，该第一部分由喷嘴16限定且更详细地表示在图2中，该第二部分18被称为在此早先所述的FEM且在每个模腔之间和横过喷嘴16的出口端延伸。
在总体形状和细节上，喷嘴16包括细长环形外壳20，金属流动路径的第一部分通过该外壳20限定了具有浇道22的孔。外壳20的出口端巧妙容纳在固定模具半部12的嵌入件26中，而其入口端抵靠压板29的接头配件28。电阻线圈30(外部线圈30)和一层绝缘件32围绕外壳20。同时，除了在外壳20的出口端处该外壳20与嵌入件26金属对金属接触的短距离以外，绝缘间隙34提供在绝缘件32与该嵌入件26之间。另外，间隙34在绝缘件32与接头配件28之间延伸。线圈30和绝缘件32提供用于控制外壳20的热能级以及流经浇道22的合金的温度。
在喷嘴16的结构中，除了浇道22出口端处的短距离以外，浇道22沿其整个长度具有恒定截面积，浇道22在该出口端处逐渐缩小至其出口端22a的截面积。从浇道22的出口端22a起，外壳20的孔在相当短的端部35上扩张。这可提供至金属流动路径的FEM18的过渡，且像FEM18那样用于相对于合金在浇道22的出口端22a处的流速水平降低其流速。选择性的，此扩张端部35可与例如参照图3和4所述的扩张锥协作，在这种情况中，扩张端部35可更显著地降低合金流速。
合金流动路径的FEM18由狭窄的矩形通道36限定，外壳20的孔通向该通道36的中央。通道36由模具半部12和13限定且具有与该模具半部12与13之间的分模面P-P平行的宽度和长度尺寸。因此，通道36垂直于喷嘴16。
通道36给每个模腔10和11提供合金流，在模腔10和11中，合金的流速降低至比在浇道22的出口端22a处更低的水平。这是通过合金从端部22a起在通道36内径向朝外扩散获得的，如图1中的虚线圈所示。因此，熔融合金可从端部22a起在通道36内的与径向相切的扩散前锋(expanding front)上前进。合金的扩散流被受限于到达通道36的相对侧，但被分离为继续以降低流速流动至通道36的每个敞开端36a和36b，该通道36经由敞开端36a和36b分别与模腔10和11连通。在通道36通向模腔10的部分上，该通道36的相对侧基本平行，以便在敞开端36a之前的短距离处获得用于模腔10的规定降低流速。然而，对于通道36通向模腔11的部分，相对侧沿流动方向发散，以便流速可继续降低，从而在用于模腔11的敞开端36b处获得不同的规定降低流速。合金继续流动以填充每个模腔10，11。经过每个模腔10，11全部的合金流可具有比浇道22的出口端22a处的流速低的充分低流速，且对该合金流的回压可维持在适当水平。
模具半部12，13的布置是这样的，以便在完成模腔填充时，通过从每个模腔12，13内的合金提取热能来提供每个模腔10，11内合金的迅速固化以及沿着通道36回到浇道22的出口端22a。通道36的细截面有助于此。同时，通过主要利用模具半部12和其嵌入件26来提取热能，尽管利用线圈30加热，但由于外壳20与嵌入件26在端部22a的周围金属对金属接触，也可使冷却回到该端部22a内。
图3和4表示铸件制造装置的第二实施例，在此例中利用高压铸造机的单腔模具。第二实施例也依据如上所述的本发明第一种形式，但采用一种锯齿形通道形式，而不是如图1和2中所示的平面通道。与图1和2对应的那些部件具有相同参考数字，但加上100。然而，未表示模具半部，而仅表示了喷嘴116的部分外壳120。
在图3和4中，FEM118的通道136的端部具有与浇道122连通的圆端平部40。同时，如上所述，通道136具有位于部分40与模腔110之间的部分42，该部分42具有一种限定了齿峰42a和齿沟42b的锯齿形，该齿峰42a和齿沟42b相对于合金流经该部分42的方向横向延伸。
尽管未表示活动模具半部，但表示了该半部的扩张锥46。当模具半部被夹紧到一起时，扩张锥46容纳在位于浇道122的出口端122a以外的喷嘴外壳120的孔的扩张端部135内。因此，自浇道122流来的合金在进入通道136之前呈截锥状地扩散。依据端部135和扩张锥46的锥角，进入通道136的合金的流速可与在浇道122的出口端122a处获得的流速相同或者略微不同，但其通常将基本不变。
在通道136内，从浇道122接收的熔融合金首先径向扩散，因而流速降低。在流经通道136的部分42时，由于该通道136的相对侧朝向敞开端136a发散，流速进一步降低直至到达该敞开端136a。因此，流入并填充模腔110的合金可维持适当回压。通道136的部分42的锯齿状构造(具有一个或多于一个的齿)把回压增大至规定水平。除所述不同外，图3和4所示装置的总体性能与参照图1和2所述的基本相同。
图5表示图3和4所示实施例的第一种变型。图5所示变型在总体形状上与图3和4相同，只是浇道122的出口端122a直接与通道136连通。也就是说，外壳120的孔不具有扩张部，因而不需要扩张锥。
图6的局部示图(未表示模腔)表示图3和4所示实施例的第二种变型。图6所示变型在总体形状上与图3和4相同，只是FEM118的通道136的部分42为起伏或者波状构造而不是锯齿构造。然而，图6所示构造同样提供适当的回压。
图7和8所示的第三实施例同样依据如上所述的本发明第一种形式。在图7和8所示的装置中，与图1和2对应的那些部件具有相同参考数字，但加上200。
如同图3和4所示的实施例，图7和8所示的第三实施例用于利用单腔模具来制造铸件。然而，在此例中，FEM118的通道236不具有锯齿状构造的部分。而是，通道236具有平的顶主面和底主面。同时，尽管那些表面沿着合金经由其流至敞开端236a和模腔210的方向略微会聚，但通道236的相对侧沿该方向发散。此布置是这样的，通道236的横截面面积沿着流动方向朝向细长的窄敞开端236a增大，以使合金流速逐渐降低至端部236a处的适当水平，在该端部236a处，流速显著低于在浇道222的出口端222a处的流速。
在图7和8所示的实施例中，浇道222平行于模具半部212，213之间的分模面P-P延伸，并与通道236远离模腔210的那个端部连通。浇道222由半部212，213而不是由喷嘴限定，且该浇道222与FEM218的通道236的中心线以及模腔210对齐。对浇道222的入口端的合金供给可经由主浇道或者喷嘴孔来实现，此主浇道或者喷嘴孔穿过固定模具半部212例如相对于面P-P垂直。
通道236内具有在其顶主面与底主面之间延伸的弧形壁50。壁50限定了朝向浇道222的出口端222a敞开的凹进52，以能够俘获并阻挡来自前一铸造周期且与合金一起带入室236内的固体熔渣或其类似物。
一般，从相对于图1和2以及图3和4的说明可以理解图7和8所示实施例的操作。
图9和10所示的第四实施例在许多方面都类似于图1和2所示的第一实施例。图9和10也依据如上所述的本发明第一种形式，与图1和2对应的那些部件具有相同参考数字，但加上300。
在图9和10所示的实施例中，该装置同样提供用于利用高压铸造机来制造铸件。此铸造机具有这样一种模具，该模具在其模具半部312，313之间限定了两个模腔310，311。模具半部还限定了在模腔310，311之间平行于分模面P-P延伸的细长通道336。通道336形成熔融合金流动路径的FEM318，该合金流动路径的第一部分由浇道332提供。浇道332由相对于面P-P以直角安装在固定模具半部312内的喷嘴的外壳320限定。浇道332在模腔310，311之间的中途与通道336连通，以使合金分离为沿着相反方向流至每个模腔310，311。
从浇道322的出口端322a起，合金在外壳320的孔的端部335内扩散，然后进入通道336的中央区域54。在区域54处，通道336的深度增大以使该区域54提供一种帮助稳定合金流的环形凹进。自区域54合金被分离以沿着相反方向流至通道336的每个敞开端336a和336b，然后进入相应的模腔310，311。
使从铸造机的加压源接收入浇道322内的合金在FEM318内经历流速降低。合金流动路径是这样的，使流速从浇道322的出口端322a的值起在端部336内降低，然后进一步降低直至到达通道336的各个敞开端336a，336b。此进一步降低是由合金从外壳320的出口端起在区域54内以及通道336的相对侧允许的范围内径向扩散导致的。然后，合金沿着通道336流至相对端336a和336b中的每个，其中，由于相对侧从区域54至相对端336a，336b略微发散，流速进一步降低。最后，由于通道336相对于每个模腔310，311的敞开端336a和336b分别与之连通的端部以一定角度倾斜，所以端部336a和336b的面积大于同通道336的纵向范围正交的横截面面积，从而能够在端部336a和336b处进一步降低合金的流速。
该结构是这样的，从而流经敞开端336a和336b的合金具有远低于浇道322的出口端322a处的流速。大大降低的流速是这样的，以便在填充模腔310，311的过程中帮助维持合金上的足够回压。该装置还有助于在完成模腔填充时迅速固化模腔310，311内的合金，以使此固化能够迅速地从模腔310，311起沿着通道316回到浇道322的出口端322a。
在依据图9的一个例子中，通道336的敞开端336a，336b的总面积比浇道322的出口端322a处的面积大将近45％，导致流速在端部336a，336b处相应降低。在这点上应理解的是，尽管每个敞开端336a，336b的面积小于浇道端部322a的面积，但每个敞开端336a，336b容纳总合金流的大约一半(如同在图1和2所示装置的端部36a，36b的情况)。
在此例中，敞开端336a，336b具有30mm的宽度和0.9mm的深度。该装置适用于与面P-P正交的深度尺寸为2mm的模腔310以及具有对应尺寸1mm的模腔311。在每个模腔中，合金可在前锋上流动以实现模腔填充，当该合金移离各个敞开端336a，336b时其扩散。由此，在每个模腔310，311内进一步降低的合金流速能够维持足够的回压。
在图9和10所示结构中，敞开端336a，336b这样倾斜以便引导合金横过各个模腔310，311的角部，这被发现是有益的。这种倾斜已被发现可增大合金流的回压。同时，在端部336b附近，通道336提供有相对于面P-P倾斜的短段336c，这也有助于维持适当回压。
图11和12表示依据上述本发明第二种形式的本发明第五实施例。在图11和12中，所示合金流动设备具有这样一种合金流动路径，该流动路径平行于固定模具半部60与活动模具半部61之间的分模面P-P延伸至模腔62。此流动路径包括限定了其第一部分的浇道63。流动路径的第二部分包括呈通道66形式的FEM，该通道66具有相互对向的C形臂67，68。仅表示了部分臂67，但其具有与臂68相同的形状，只是相互对向。
FEM通道66的每个臂67，68具有各自的第一部分67a，68a，该第一部分67a，68a从浇道63的出口端63a处的扩张部69起横向朝外延伸。从部分68a的外端起，臂68具有沿着与浇道63相同的方向但离开该浇道63延伸的第二部分68b。在部分68b外，臂68具有朝向浇道63的延续线横向朝内延伸的第三部分68c。尽管未表示，但臂67也具有在部分67a外与臂68的部分68b和68c对应的相应第二和第三部分。每个臂67，68在位于模腔62端部的U形凹进72内与该模腔62连通。
浇道63和FEM通道66在横截面内为双边对称的梯形，如图12中为臂67的部分67a所表示的。浇道63在其大部分长度上具有一致的横截面面积，但在其出口端附近，其逐渐缩小至该浇道63的出口端63a处的面积。从流动路径的扩张部69起，通道66的每个臂67，68的横截面面积增大直至在其远端附近到达最大。
基于图11和12且适于在具有单模腔模具的热室压铸机上制造镁合金铸件的一例具有这样一种布置，使来自压铸机源的熔融镁合金在压力下供应给浇道63的入口端，在该入口端处流速为50m/sec。在浇道63的出口端63a的锥形处，熔融合金流速增大至达到112.5m/s。从扩张部69起，合金被等分以沿着每个臂流动。相对于为臂68所示的位置A至E，合金流速逐渐降低以在A处为90m/sec，在B处为80m/sec，在C处为70m/sec，在D处为60m/sec以及在E处为50m/sec。
每个臂都具有使其与模腔62连通的细长开口。相对于位置C，D，E和臂68的端部，用于臂68(以及类似用于臂67)的开口从C至D具有0.5mm的平均宽度、从D至E具有0.6mm的平均宽度以及从E至该端部具有0.8mm的平均宽度。因此，每个槽的总长度为35.85mm，流经其的总合金流速从C处的70m/sec降低至在E以外的每个臂的端部处小于50m/s。
图13表示图11和12所示装置的一种变型，对应部件具有相同参考数字，但加上100。图13表示了一种把合金供应给浇道163的主浇道70。在此例中，FEM通道166的臂167，168都沿着模腔的直线端与该模腔连通。使用镁合金的此装置在浇道163的出口端163a处提供150m/sec的熔融合金流速。在通道166的每个臂内，合金流速可在A处降低至125m/sec，在B处降低至110m/sec，在C处降低至95m/sec以及在每个臂167，168的端部处降低至80m/sec。每个臂至模腔的开口从正好每个位置D之前到每个臂的端部。此装置的操作如同为图11和12所述的。
图14和15表示图13所示变型的浇道163和通道FEM166的更明确细节。为此，如相对于图13所述的用于镁合金的适当横截面面积和流速如下位置面积(mm2)163a8.5A 6.0
B6.8C8.0D9.6如将理解的，位置A至D所示的面积对应于FEM166的一个臂。然而，把这些面积与浇道163的出口端163a的面积相互联系起来需要考虑到每个臂仅供流经浇道的一半合金流动。
图16表示垂直于分模面看的用于本发明另一实施例的流动设备的部分。图17和18表示图16所示结构的可供选择方式。
在图16至18中，对于供熔融合金流动的浇道，仅表示了限定出口端80a的末端部80。然而，浇道80形成了流动系统的流动路径的第一部分，而通道82、室84以及通道86形成了该流动系统的第二部分或FEM。熔融合金从浇道80流至通道82、进入室84、然后经由每条通道86流至单个或者各个模腔(未表示)。通道82具有比浇道80的出口端大的横截面面积，该横截面面积可以恒定或者其可以增大至室84。在任一情况中，其都提供比在浇道80的出口端处获得的流速要低的合金流速。在室84中，合金流可以扩散，导致流速进一步降低。从室84起，合金流分离以沿着每条通道86延伸，且类似于通道82，每条通道86在其内或者沿着其提供合金流速的进一步降低。假设合金流分离，通道86可具有比通道82更小的横截面面积，而仍然能够实现流速的降低。
室84可如图17所示比通道82和通道86薄，或者其可如图18所示更厚。选择性的，其可具有与该通道相以的厚度。
参照前述实施例的说明，一般将理解图16至18所示装置的操作。
图19表示一种可采用本发明另一实施例制造的铸件90。该铸件包括一对在相邻端部处利用金属条92串接的横向相邻拉力杆91，该金属条92在供金属流动且位于铸造拉力杆91的各个模腔之间的通道内固化。所示铸件90为铸出后不加工保留黑皮的状态，因此其包括沿着把合金供应给模腔的金属流动路径的一部分固化的金属93。该金属93包括在金属流动路径的FEM内固化的金属部94以及在金属流动路径的浇道内固化的金属部95。
为获得拉力杆91，可沿着金属条92的每个端部以及每根拉力杆91的各自侧面切割铸件90，同时从该拉力杆91的与金属93连接的侧面切断该金属93。被切断的金属93的形状更详细地表示在图20和21中。毫无疑问的，金属93具有与依据本发明的金属流动设备的对应部96相同的形状，并参照如同代表对应部96的金属93来进一步说明图20和21中的金属93。因此，金属部94和95被认为分别代表对应金属流动系统的FEM97和浇道98。阴影表示可在分模线P-P上分离且限定了模腔和金属流动系统的各个模具半部101和102。
如自图20和21可见，FEM97具有整体矩形，且浇道98与之纵向成一直线。浇道98的出口端98a在FEM的一个端部的中间处与FEM97连通。由此，熔融合金沿着浇道98流动，且合金经由FEM97从该浇道98流向该FEM97的远离浇道出口98a的端部。然而，朝向该远端，FEM97横向通往第二短浇道100，合金可经由该第二浇道100流至串接模腔中的第一个，在该串接模腔中铸造拉力杆91。
沿着从浇道出口98a起的FEM长度的第一部分，FEM97具有一种对所流经的合金流产生阻力的形状。这通过由各自模具半部所限定的交替肋101a和102a来实现，该交替肋相对于经过FEM97的合金流横向延伸且伸入FEM的大致矩形内。计算FEM97的宽度和相邻肋之间的最短距离A以实现给定合金的规定流速。因此例如，在熔融镁合金流经FEM97的过程中，其流速可从在浇道98的入口98a处的150m/s起降低。
在附图所示的实施例中，浇道内的熔融合金流速优选相当大，如这里先前所述的。因此，对于镁合金，浇道内以及FEM入口处的流速可以超过60m/s，例如高达约180m/s，但优选从约130m/s至160m/s。对于其它合金，例如，铝、锌和铜合金，流速可以超过40m/s，例如高达约60m/s，但优选从约80m/s至120m/s。这是因为对于可产生给定合金质量的流速的熔融合金加压源，与传统压铸机中采用的为适应相当小的浇道流速所需要的浇道相比，本发明中采用的浇道具有对应较小的横截面。这便于熔融合金在铸造周期结束时从固/液界面起沿着浇道撤回，这里，该界面紧邻浇道的出口端。同时，由于浇道内的熔融合金的质量减少，更易于帮助控制该浇道内的熔融合金的温度。
在上述范围内，更可取的合金浇道流速随着所采用的FEM的形状以及所要制造的铸件的形状和尺寸而变化。FEM的形状、尤其是其有效流动路径长度可随着FEM内所要实现的合金流速降低而变化。通常在FEM内所要实现的流速降低超过浇道流速的20％，更优选超过浇道流速的30％、并可超过浇道流速的50％。通常，采用较高浇道流速时，需要实现较高程度的流速降低。在任何情况下，流速降低都要足够平缓以至少在合金从入口流至模腔的过程中避免合金从熔融状至半固状的大幅变化，在半固状，该合金表现出触变性。
如此所述，FEM通过从浇道出口端处的面积起增大流动路径的横截面面积来实现流速降低。流速可降低至传统压铸中采用的水平。结果，横截面面积可沿着FEM增大至其出口端处面积与传统浇道的横截面面积相同。尽管如此，FEM的容积却远小于对应长度传统浇道的容积。这与本发明要求的大大减小的浇道截面相结合，使得铸造周期结束时在流动系统内固化且需要移离铸件并再回收的金属体积远少于在传统做法中再回收的熔渣/浇道金属。由此，对于制造给定铸件的每个铸造周期，需要更少的注入量，这导致了降低再回收成本、加快周期时间、减小模型锻造面积以及在至少一些情况中采用较冷模具的其它好处。然而除这些好处以外，重要的是，本发明能够制造良好铸件，即便不总是具有较低的固有多孔性水平，该多孔性是由采用CEP实现的半固态填充导致的。
图1至21所示实施例的每个金属流动设备将随着其被使用的机器而变化。因此，该设备需要能按照规定方式以机器能够工作的合金质量流率来操作。由此，设备的流动路径的第一部分的浇道需要具有一种以该质量流率在其内生成规定合金流速的横截面面积。不需要在浇道的大部分长度上都具有此横截面面积，而是可以例如仅在浇道的出口端部处提供此横截面面积。因此，在该端部处，浇道可从较大横截面面积起逐渐缩小以在出口端部内获得规定流速。另外，FEM具有一定长度且其横截面面积沿着该长度以及流动方向增大，以便在合金内生成的切变力不把该合金的状态改变为具有触变性的半固态。如果切变在合金内产生任何固体，这应当在少于25％、优选少于约20％至22％例如少于约17wt％的范围内。然而，不需要完全不产生任何固体，因为即便在此情况中，也发现获得如上所述的优良微观结构。也就是说，看起来似乎剧烈切变力适应于充分熔融的合金，以便在铸造合金固化时实现此微观结构。显而易见，切变力有助于生成晶核或核化熔融面。
依据传统做法和本发明操作在两组实验中制造一定范围的商品铸件。第一组中，在一种(类型和容量)热室机上制造镁合金铸件。第二组中，在一种(类型和容量)冷室机上制造铝合金铸件。对于镁铸件，传统做法和依据本发明做法所共有的细节列在表1中，而每种做法所特有的特征分别列在表2和3中。对于铝铸件，相应的数据列在表4至6中。在表2，3，5和6中的每张表中，平均活塞速度值以及平均浇道速度值用于2nd级快速填充操作状态。
表1镁合金铸件
表2镁合金铸件-传统做法
表3镁合金铸件-本发明做法
表4铝合金铸件
表5铝合金铸件-传统做法
表6铝合金铸件-本发明做法
表1中描述的用于每种产品的各个镁合金铸件是在表2所述传统铸造条件以及表3所述本发明条件下制造的。对于在表3所述条件下制造的每个铸件，采用与图14和15所示实施例对应的金属流动设备。在表2或表3中提供了其细节的每个铸件已发现是完好的。然而，依据本发明制造的那些铸件显示出优良的微观结构。此优良性是就整个铸件的微观结构的均匀性以及微观结构的组成方式而言。在传统条件下制造的铸件显示出较大的普通分枝状图案单粒，且在某些情况中由于内部气泡导致1.5％或更大程度的多孔区域。相反，依据本发明制造的铸件显示出细球状或者圆形单粒。同时，后一铸件基本没有多孔区域，多孔范围被确定在小于1.5％的程度以及基本均匀并相当细碎地分布。
依据本发明制造的铸件M1，M2和M3的微观结构指示利用具有少于约20％的较小程度固体含量的合金进行的模腔填充。这与铸件M4的微观结构的情况不同，因为其指示利用几乎不具有任何固体含量的合金进行的模腔填充。然而，在铸件M4的情况中，由于变速箱的较大质量以及所导致的较缓慢冷却，模腔内会发生固体再熔融。
表4中描述的用于每种产品的各个铝合金铸件类似地在表5(传统)和表6(本发明)条件下制成。在表6条件下的试验A1和A2中制造的每个铸件采用与图20和21所示实施例对应的金属流动设备。试验A3和A5的那些铸件采用与图14和15所示实施例对应的设备。试验A4以及A6至A10中每个的铸件采用下述的试验设备。同样，与在传统条件下制造的对应铸件的微观结构相比，依据本发明制造的每个铸件显示出优良的微观结构。微观结构的差异基本如上相对于镁合金铸件所述的。
托架铸件A8和A9的微观结构清楚地表现为是利用这样一种熔融合金进行模腔填充导致的，该熔融合金具有可忽略的任何固体含量。对于铸件A1至A7的微观结构，状况则不太清楚，尽管看起来这些铸件中的每个都是利用仅相当少固体含量的合金进行模腔填充导致的。铸件A1至A9中任一的微观结构都没有在压射缸内显示出由于初相固化导致的大孤立颗粒。在每种情况中，看起来好象如果任何此大颗粒形成在压射缸内，则在FEM内剧烈切变力占优势的情况下，它们会破裂，增大细微颗粒的数量。
上述用于试验A4以及A6至A10中每个的试验金属流动设备形成在每个模具部分的相应表面上，该模具部分限定了位于那些部分之间的分模面。也就是说，浇道和FEM都沿着分模面延伸。垂直于分模面看，FEM具有沿着这样一种方向相互发散的侧缘，该方向是离开浇道出口端至相对于该浇道长度横向延伸的细长浇口的方向。因此，浇道终止于FEM的顶点，在该图中，FEM具有德耳塔形或者三角形。在平行于分模面的侧视图中看，由于一个模具部分的表面凸且另一个模具部分的表面凹，FEM在浇道的出口端与浇口之间呈弧形或者拱形。该装置是这样的以致于凸表面部分横过浇道的端部弯曲，于是自该浇道的出口流来的合金经由该表面部分偏转，导致该合金在经过细长浇口时填充FEM的三角形容积。
最后，应理解的是，各种替换、修正和/或添加可被引入先前所述部件的结构和布置中，而不脱离本发明的实质或范围。
权利要求
1.一种用于高压模铸合金的金属流动设备，采用一种具有或者可操作性地提供熔融合金加压源和模具的机器，所述模具限定了至少一个模腔，其中，所述设备限定了金属流动路径，自所述加压源接收的所述合金可经由所述金属流动路径流入所述模腔，其中(c)所述流动路径的长度的第一部分包括或者包含浇道；以及(d)从所述浇道的出口端起的所述流动路径的长度的第二部分包括流动路径出口模块(FEM)；以及其特征在于，所述FEM具有这样一种形状，所述形状控制所述合金流以使所述合金流速从在所述浇道的所述出口端处的水平起逐渐降低，借此，在所述流动路径与所述模腔连通的位置处，所述合金流速在显著低于所述浇道的所述出口端处的水平，以致于在填充所述模腔时，所述合金能够在所述模腔内经历固化并沿着所述流动路径回向所述浇道。
2.权利要求1所述的设备，其特征在于，所述浇道至少在其出口端处具有这样一种横截面面积，以便以所述机器能生成的合金质量流率，所述浇道将在所述浇道的出口端处导致对于镁合金而言超过约60m/s至约180m/s的合金流速以及对于镁合金以外的合金而言超过约40m/s至约120m/s的合金流速。
3.权利要求2所述的设备，其特征在于，所述FEM的横截面面积沿着在所述浇道的所述出口端外延伸的方向增大，借此所述合金流速的降低可避免所述合金从熔融态至表现出触变性的半固态的状态变化。
4.权利要求2所述的设备，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述流速的降低可阻止所述合金经历状态变化，从而使模腔能够由熔融合金填充。
5.权利要求3所述的设备，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于25wt％的固体含量。
6.权利要求3所述的设备，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于约20wt％或22wt％的固体含量。
7.权利要求3所述的设备，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于约17wt％的固体含量。
8.权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，在所述流动路径的所述出口端处限定了浇口，所述浇口对经过其的合金流进行压缩。
9.权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，在所述流动路径的所述出口端处限定了浇口，所述浇口不对经过其的合金流进行压缩。
10.权利要求8或权利要求9所述的设备，其特征在于，所述浇口位于所述FEM的所述出口端处。
11.权利要求8或权利要求9所述的设备，其特征在于，所述FEM的所述出口端经由第二浇道与所述浇口隔开，所述第二浇道的横截面面积至少等于所述FEM的所述出口端处的横截面面积。
12.一种用于高压模铸合金的压铸机，所述机器具有或者可操作性地提供熔融合金加压源、限定至少一个模腔的模具、以及限定金属流动路径的金属流动设备，自所述加压源接收的所述合金可经由所述金属流动路径流入所述模腔，其中(a)所述流动路径的长度的第一部分包括或者包含浇道；以及(b)从所述浇道的出口端起的所述流动路径的长度的第二部分包括流动路径出口模块(FEM)；以及其特征在于，所述FEM具有这样一种形状，所述形状控制所述合金流以使所述合金流速从在所述浇道的所述出口端处的水平起逐渐降低，借此，在所述流动路径与所述模腔连通的位置处，所述合金流速在显著低于所述浇道的所述出口端处的水平，以致于在填充所述模腔时，所述合金能够在所述模腔内经历固化并沿着所述流动路径回向所述浇道。
13.权利要求12所述的机器，其特征在于，所述浇道至少在其出口端处具有这样一种横截面面积，以便以所述机器能生成的合金质量流率，所述浇道将在所述浇道的出口端处导致对于镁合金而言超过约60m/s至约180m/s的合金流速以及对于镁合金以外的合金而言超过约40m/s至约120m/s的合金流速。
14.权利要求13所述的机器，其特征在于，所述FEM的横截面面积沿着在所述浇道的所述出口端外延伸的方向增大，借此所述合金流速的降低可避免所述合金从熔融态至表现出触变性的半固态的状态变化。
15.权利要求13所述的机器，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述流速的降低可阻止所述合金经历状态变化，从而能够利用熔融合金进行模腔填充。
16.权利要求14所述的机器，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于25wt％的固体含量。
17.权利要求14所述的机器，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于约20wt％或22wt％的固体含量。
18.权利要求14所述的机器，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于约17wt％的固体含量。
19.一种采用高压模铸机来制造合金铸件的方法，所述高压模铸机具有熔融合金加压源和限定至少一个模腔的模具，其中，所述合金沿着所述流动路径从所述加压源流至所述模腔，其特征在于(c)在所述流动路径的第一部分内，使所述合金沿着浇道流动；以及(d)在所述流动路径的第二部分内，所述第二部分位于所述第一部分与所述模腔之间且包括流动路径出口模块(FEM)，控制所述合金流以使流速从在所述浇道的出口端处的水平起逐渐降低至在所述流动路径与所述模腔连通处显著低于所述浇道的所述出口处水平的流速。
20.权利要求19所述的方法，其特征在于，所述浇道至少在其出口端处具有这样一种横截面面积，以便以所述机器能生成的合金质量流率，所述浇道将在所述浇道的出口端处导致对于镁合金而言超过约60m/s至约180m/s的合金流速以及对于镁合金以外的合金而言超过约40m/s至约120m/s的合金流速。
21.权利要求20所述的方法，其特征在于，所述FEM的横截面面积沿着在所述浇道的所述出口端外延伸的方向增大，借此所述合金流速的降低可避免所述合金从熔融态至表现出触变性的半固态的状态变化。
22.权利要求20所述的方法，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述流速的降低可阻止所述合金经历状态变化，从而能够利用熔融合金进行模腔填充。
23.权利要求21所述的方法，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于25wt％的固体含量。
24.权利要求21所述的方法，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于约20wt％或22wt％的固体含量。
25.权利要求21所述的方法，其特征在于，所述横截面面积这样增大，以使所述合金能够获得少于约17wt％的固体含量。
26.权利要求19至25中任一项所述的方法，其特征在于，利用限定在所述流动路径的所述出口端处的浇口来压缩合金流。
27.权利要求19至25中任一项所述的方法，其特征在于，不利用限定在所述流动路径的所述出口端处的浇口来压缩合金流。
全文摘要
一种用于高压模铸合金的金属流动设备，采用一种具有或者可操作性地提供熔融合金加压源和模具的方法或机器，该模具限定有至少一个模腔，该设备限定一金属流动路径，自加压源接收的合金可经由该金属流动路径流入模腔。流动路径的长度的第一部分包括或者包含浇道；而从浇道的出口端起的流动路径的长度的第二部分包括流动路径出口模块(FEM)。FEM具有这样一种形状，该形状控制合金的流动以使合金流速从在浇道的出口端处的水平起逐渐降低，由此，在流动路径与模腔连通的位置处，合金流速在显著低于浇道的出口端处的水平，从而在填充模腔时，合金能够在模腔内经历固化并沿着流动路径回向浇道。
文档编号B22D35/00GK1856378SQ200480027495
公开日2006年11月1日 申请日期2004年8月16日 优先权日2003年8月15日
发明者B·R·芬宁 申请人:联邦科学和工业研究组织