通過RF功率的同軸熔化控制的制作方法

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體涉及用于熔化材料以及用于在熔化期間將熔融材料牽制(contain)在熔化區(qū)內(nèi)的裝置和方法。

背景技術(shù)：

一些注模機(jī)在將材料注入到模具之前使用感應(yīng)線圈來熔化材料。然而，在水平放置的機(jī)器中，其中在用于水平噴射而放置的容器中熔化材料，來自感應(yīng)線圈的磁通趨向使得熔體不可預(yù)知地移動，例如流向和/或流出熔化區(qū)，這可能使得難于控制熔化的均勻性和溫度。

在用于水平噴射而設(shè)計的容器中熔化的當(dāng)前解決方案包括使用與熔體接觸并物理地阻止熔體從熔化區(qū)中的感應(yīng)線圈(水平地)流出的門。然而由于門的配置，問題出現(xiàn)了，其中門是與熔體的接觸點，而雜質(zhì)可能由門引入。此外，門的配置可能會減少用于熔化區(qū)的可用空間，因為門必須被開啟或關(guān)閉，以便允許熔體流動。另外，由于熔體注入過程期間何時提高門的定時控制的挑戰(zhàn)，熔體可能不合意地流向容器的水平噴射路徑和/或從容器的水平噴射路徑流出。此外，門可能是易耗部件，從而使用一定次數(shù)后需要更換。

理想的是，當(dāng)熔體被加熱或熔化時，在水平設(shè)計的系統(tǒng)的熔化區(qū)中以期望的高溫牽制熔體，但不引入門來物理地阻止熔體。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)此處用于在容器中熔化材料(例如金屬或金屬合金)的實施例的建議解決方案是將熔體或熔融材料牽制在熔化區(qū)內(nèi)。

根據(jù)各種實施例，提供了一種裝置。該裝置可包括：被配置為在其中接收用于熔化的材料的容器；鄰近該容器放置以在其中熔化材料的負(fù)載感應(yīng)線圈；以及和負(fù)載感應(yīng)線圈同軸地放置的牽制(containment)感應(yīng)線圈。牽制感應(yīng)線圈被配置為在負(fù)載感應(yīng)線圈內(nèi)牽制熔體。

根據(jù)各種實施例，提供了一種使用裝置的熔化方法。該裝置可包括：被配置為在其中接收用于熔化的材料的容器；鄰近該容器放置以在其中熔化材料的負(fù)載感應(yīng)線圈；以及和負(fù)載感應(yīng)線圈同軸地放置的牽制感應(yīng)線圈?？赏ㄟ^在第一RF頻率下操作負(fù)載感應(yīng)線圈而加熱容器中的材料，以形成熔融材料。當(dāng)加熱時，可在第二RF頻率下操作牽制感應(yīng)線圈，以將熔融材料牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈內(nèi)。

根據(jù)各種實施例，提供了一種使用裝置的熔化方法。該裝置可包括：被配置為在其中接收用于熔化的材料的容器；鄰近該容器放置以在其中熔化材料的負(fù)載感應(yīng)線圈；以及和負(fù)載感應(yīng)線圈同軸地放置的牽制感應(yīng)線圈。可通過在第一RF頻率下操作負(fù)載感應(yīng)線圈而加熱容器中的材料，以形成熔融材料。當(dāng)加熱時，可在第二RF頻率下操作牽制感應(yīng)線圈，以將熔融材料牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈內(nèi)。一旦為熔融材料達(dá)到并保持在期望的溫度，可停止?fàn)恐聘袘?yīng)線圈的操作，并將熔融材料通過噴射路徑從容器噴射到模具中。

此外，根據(jù)實施例，用于熔化的材料包括BMG原料，而可形成BMG部件。

此外，在實施例中，第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈是相同線圈的部分，其中它們彼此電連接，但在陣列中被配置，使得生成不均勻的磁場。在另一個實施例中，第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈是相同線圈的部分并與電抽頭相關(guān)聯(lián)，該電抽頭允許一個或兩個線圈的獨立控制，即單個線圈的至少一部分或一側(cè)的控制，以便可以改變磁場。

附圖說明

圖1A提供示例性的塊體(bulk)凝固非晶態(tài)合金的溫度-粘度圖。

圖1B提供用于示例性的塊體凝固非晶態(tài)合金的時間-溫度轉(zhuǎn)變(TTT)圖的圖表。

圖2A至2D顯示用于材料熔化和牽制的第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)的排列的各種示例性實施例。

圖3顯示根據(jù)本教導(dǎo)各種實施例的示例性的注模系統(tǒng)/裝置的示意圖。

圖4描述被配置為具有感應(yīng)線圈的注模系統(tǒng)。

圖5描述根據(jù)本教導(dǎo)各種實施例的另一個示例性的注模系統(tǒng)/裝置。

圖6描述根據(jù)本教導(dǎo)各種實施例的用于熔化/模制材料的方法。

具體實施方式

此處通過對其整體引用而并入本說明書中引用的所有出版物、專利和專利申請。

此處使用“一”和“一個”來指代冠詞的一個或一個以上(即至少一個)的語法對象。例如，“一聚合物樹脂”是指一種聚合物樹脂或一種以上的聚合物樹脂。此處引用的任何范圍是包含邊界的。整個此說明書中使用的術(shù)語“基本上”和“大約”用于描述和解釋小幅波動。例如，它們可以指小于或等于±5％，例如小于或等于±2％，例如小于或等于±1％，例如小于或等于±0.5％，例如小于或等于±0.2％，例如小于或等于±0.1％，例如小于或等于±0.05％。

塊體凝固非晶態(tài)合金或塊體金屬玻璃(“BMG”)是最近開發(fā)的金屬材料種類。這些合金可以相對緩慢的速度凝固或冷卻，并且它們在室溫下仍然保留了無定形的非結(jié)晶狀態(tài)(即玻璃態(tài))。非晶態(tài)合金具有比它們的結(jié)晶對應(yīng)物優(yōu)越的性能。然而，如果冷卻速度不夠高，冷卻過程中晶體可能在合金內(nèi)部形成，使得非晶狀態(tài)的好處可能喪失。例如，由于緩慢冷卻或天然合金材料中的雜質(zhì)，制造塊體非晶態(tài)合金部件的一個挑戰(zhàn)是部件的部分結(jié)晶。因為希望在BMG部件中高度非晶化(相反地，低度的結(jié)晶度)，有必要開發(fā)用于鑄造具有可控量的非晶化的BMG部件的方法。

圖1A(獲取自第7575040號美國專利)顯示示例性的塊體凝固非晶態(tài)合金的粘度-溫度圖，來自由Liquidmetal Technology制造的Zr--Ti--Ni--Cu--Be族的VIT-001系列。應(yīng)當(dāng)指出的是，在非晶態(tài)固體的形成期間，對于塊體凝固非晶態(tài)金屬來說沒有明確的液體/固體轉(zhuǎn)變。隨著漸增的過度冷卻，熔融的合金變得越來越粘稠，直到它接近玻璃轉(zhuǎn)變溫度附近的固體形式。因此，塊體凝固非晶態(tài)合金的凝固前沿溫度可以在玻璃轉(zhuǎn)變溫度周圍，在此處，為了拉出淬火的非晶態(tài)片材產(chǎn)品，其中合金實際上起固體作用。

圖1B(獲取自第7575040號美國專利)顯示示例性的塊體凝固非晶態(tài)合金的時間-溫度-轉(zhuǎn)變(TTT)冷卻曲線或TTT圖。塊體凝固非晶態(tài)金屬在冷卻時并沒有經(jīng)歷液體/固體結(jié)晶轉(zhuǎn)變，與傳統(tǒng)的金屬一樣。取而代之的是，隨著溫度的降低(在玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg附近)，高溫下(在“熔化溫度”Tm附近)發(fā)現(xiàn)的金屬高流動性的非結(jié)晶形式變得更粘稠，最終呈現(xiàn)傳統(tǒng)固體的外表物理特性。

對于塊體凝固非晶態(tài)金屬即使沒有液體/結(jié)晶轉(zhuǎn)變，“熔化溫度”Tm可被定義為相應(yīng)結(jié)晶相的熱力學(xué)液相線溫度。在此制度下，在熔化溫度處的塊體凝固非晶態(tài)合金的粘度位于約0.1泊至約10000泊的范圍內(nèi)，有時甚至低于0.01泊?！叭刍瘻囟取碧幍妮^低粘度將為用于形成BMG部件的塊體凝固非晶態(tài)金屬提供更快和完整地填充殼體/模具的復(fù)雜部分。此外，形成BMG部件的熔化金屬的冷卻速度必須使得冷卻過程中的時間-溫度曲線圖不橫斷圖1B的TTT圖中限定的結(jié)晶化區(qū)域的鼻狀區(qū)域。在圖1B中，Tnose是臨界結(jié)晶溫度Tx，其中結(jié)晶是最快的并且在最短時標(biāo)上發(fā)生。

過度冷卻的液體區(qū)域，Tg和Tx之間的溫度區(qū)域是對塊體凝固合金的結(jié)晶有非凡的穩(wěn)定性的表現(xiàn)。在這種溫度區(qū)域中，塊體凝固合金作為高粘度液體存在。過度冷卻的液體區(qū)域中塊體凝固合金的粘度可在玻璃轉(zhuǎn)變溫度處的10¹²Pa下至結(jié)晶化溫度處的10⁵Pa之間變化，是過度冷卻的液體區(qū)域的溫度限制。在施加的壓力下，具有這種粘度的液體可承受大量的塑性應(yīng)變。此處的實施例利用過度冷卻液體區(qū)域中大的塑性可成形性作為成形和分離方法。

需要澄清關(guān)于Tx的事項。從技術(shù)上講，TTT圖中所示的鼻形曲線將Tx描述為溫度和時間的函數(shù)。因此，不管加熱或冷卻金屬合金時采用的軌跡如何，當(dāng)達(dá)到TTT曲線時就已經(jīng)達(dá)到Tx。在圖1B中，Tx被顯示為虛線，因為Tx可以從接近Tm變到接近Tg。

圖1B的示意性TTT圖顯示壓鑄從處于或高于Tm到低于Tg而時間-溫度軌跡(如(1)示為示例性的軌跡)沒有達(dá)到TTT曲線的處理方法。在壓鑄期間，成形與快速冷卻基本上同時發(fā)生，用以避免軌跡達(dá)到TTT曲線。超塑成形(SPF)處理方法從處于或低于Tg到低于Tm而時間-溫度軌跡(如(2)、(3)、(4)示為示例性的軌跡)沒有達(dá)到TTT曲線。在SPF中，非晶態(tài)BMG被重新加熱到過度冷卻液體區(qū)域，此處，可用的處理窗比壓鑄大得多，導(dǎo)致更好的處理可控性。SPF處理不需要快速冷卻以避免冷卻期間的結(jié)晶。此外，正如由示例軌跡(2)、(3)和(4)所示，在SPF期間的最高溫度高于Tnose或低于Tnose到高達(dá)約Tm，可以實現(xiàn)SPF。如果加熱一塊非晶態(tài)合金但管理以避免達(dá)到TTT曲線，則已經(jīng)加熱到“Tg和Tm之間”，但是將不會達(dá)到Tx。

塊體凝固非晶態(tài)合金在20C/min的加熱速度時采用的典型差示掃描量熱計(DSC)的加熱曲線通常描述TTT數(shù)據(jù)上的特定軌跡，其中將可能在某一溫度下看到Tg，DSC加熱傾斜穿過TTT結(jié)晶開始時的Tx，以及當(dāng)相同的軌跡穿過熔化溫度范圍時的最終熔化高峰。如果以圖1B中軌跡(2)、(3)和(4)的向上傾斜部分所示的快速加熱速率加熱塊體凝固非晶態(tài)合金，則能完全避免TTT曲線，而DSC數(shù)據(jù)將顯示玻璃轉(zhuǎn)變，但在加熱時不顯示Tx?？紤]這一點的另一種方式是，軌跡(2)、(3)和(4)可落入TTT曲線(甚至在它上面)的鼻狀和Tg線之間溫度的任意位置，只要它不達(dá)到結(jié)晶曲線。這只是意味著，隨著增加處理溫度，軌跡中的水平穩(wěn)定期可能變得短得多。

相

術(shù)語“相”在此處可以指熱力學(xué)相圖中找到的術(shù)語。相是空間的區(qū)域(例如熱力學(xué)系統(tǒng))，貫穿該空間區(qū)域中，材料的所有物理特性基本上均勻。物理特性的實例包括密度、折射率、化學(xué)成分和晶格周期性。相的簡單描述是化學(xué)上均勻、物理上不同和/或機(jī)械可分離的材料區(qū)域。例如，在由玻璃罐子中的冰和水組成的系統(tǒng)中，冰塊是一相，水是第二相，而水上的潮濕空氣是第三相。罐子的玻璃是另一種單獨的相。相可指代固溶液，它可以是二元、三元、四元或更多元的溶液或化合物，例如金屬互化物。作為另一個實例，非晶相不同于結(jié)晶相。

金屬、過渡金屬和非金屬

術(shù)語“金屬”指的是正電性的化學(xué)元素。在本說明書中的術(shù)語“元素”一般是指可在周期表中找到的元素。物理上看，基態(tài)的金屬原子包含部分填充的帶，空態(tài)接近占有態(tài)。術(shù)語“過渡金屬”是周期表中3至12族內(nèi)的任意金屬元素，過渡金屬具有不完整的內(nèi)電子層，并在一系列元素中充當(dāng)最具正電性和最不具正電性之間的過渡連接。過渡金屬特征在于多個化合價、有色化合物并且能夠形成穩(wěn)定的復(fù)合離子。術(shù)語“非金屬”是指不具有失去電子并形成正離子的能力的化學(xué)元素。

可使用任何合適的非金屬元素或它們的組合物，隨應(yīng)用而定。合金(或“合金組合物”)可包括多種非金屬元素，例如至少兩種、至少三種、至少四種或更多種非金屬元素。非金屬元素可以是周期表中13-17族中發(fā)現(xiàn)的任意元素。例如，非金屬元素可以是F、Cl、Br、I、At、O、S、Se、Te、Po、N、P、As、Sb、Bi、C、Si、Ge、Sn、Pb和B中的任意一個。偶爾，非金屬元素也可以指13-17族中的某些準(zhǔn)金屬(例如B、Si、Ge、As、Sb、Te和Po)。在一個實施例中，非金屬元素可包括B、Si、C、P或它們的組合。因此，例如，該合金可包括硼化物、碳化物或二者兼而有之。

過渡金屬元素可以是鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鋯、鈮、鉬、锝、釕、銠、鈀、銀、鎘、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、钅盧、钅杜、钅喜、钅波、钅黑、钅麥、钅達(dá)、钅侖和钅哥。在一個實施例中，含有過渡金屬元素的BMG可具有Sc、Y、La、Ac、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd和Hg中的至少一個?？墒褂萌魏魏线m的過渡金屬元素或它們的組合，隨不同的應(yīng)用而定。合金組合物可包括多種過渡金屬元素，例如至少兩種、至少三種、至少四種或更多種過渡金屬元素。

當(dāng)前所述的合金“樣品”或“標(biāo)本”合金可具有任意形狀或大小。例如，該合金可以具有顆粒形狀，其可具有諸如球形、橢球、線狀、棒狀、薄片狀、鱗片狀或不規(guī)則狀的形狀。該顆?？删哂腥我獬叽?。例如，它可具有約1微米到約100微米之間的平均直徑，例如在約5微米到約80微米之間，例如在約10微米到約60微米之間，例如在約15微米到約50微米之間，例如在約15微米到約45微米之間，例如在約20微米到約40微米之間，例如在約25微米到約35微米之間。例如，在一個實施例中，微粒的平均直徑在約25微米到約44微米之間。在一些實施例中，可使用更小的顆粒，例如納米范圍內(nèi)的顆粒，或者更大的顆粒，例如大于100微米的顆粒。

合金樣品或試樣還可以有大得多的尺寸。例如，它可以是塊體結(jié)構(gòu)的部件(例如鑄錠)，電子設(shè)備的外殼/殼體，甚至是具有毫米、厘米或米范圍尺寸的結(jié)構(gòu)部件的一部分。

固溶液

術(shù)語“固溶液”是指固體形式的溶液。術(shù)語“溶液”是指兩種或多種物質(zhì)的混合物，它可以是固體、液體、氣體或這些物質(zhì)的組合。該混合物可以是同質(zhì)的或者異質(zhì)的。術(shù)語“混合物”是彼此組合并且通常能夠分離的兩種或多種物質(zhì)的組合物。通常，兩種或多種物質(zhì)化學(xué)上不會彼此組合。

合金

在一些實施例中，此處所述的合金組合物可被完全合金化。在一個實施例中，“合金”是指兩種或多種金屬的同質(zhì)混合物或固溶液，一種金屬的原子取代或占用另外的金屬的原子之間的間隙位置，例如黃銅是鋅和銅的合金。和復(fù)合物相比，合金可以指金屬基質(zhì)中一種或多種元素的部分或完整的固溶液(例如金屬基質(zhì)中的一種或多種化合物)。術(shù)語合金在此處可以指可給出單一固相微觀結(jié)構(gòu)的完整固溶液合金和可給兩個或兩個以上相的部分溶液。此處所述的合金組合物可以指包括合金的組合物或包括含有合金組合物的組合物。

因此，完全合金化的合金可具有組分的同質(zhì)分布，無論它是固溶液相、化合物相或兩者兼而有之。此處所用的術(shù)語“完全合金化”能夠解釋容差范圍內(nèi)的較小變化。例如，它可以指至少90％的合金化，例如至少95％的合金化，例如至少99％的合金化，例如至少99.5％的合金化，例如至少為99.9％的合金化。此處的百分比可以指體積百分比或重量百分比，這取決于上下文?？捎呻s質(zhì)平衡這些百分比，雜質(zhì)可以是并非合金的一部分的化合物或相的形式。

非晶或非結(jié)晶固體

“非晶態(tài)”或“非結(jié)晶固體”是缺少晶格周期性的固體，晶格周期性是晶體的特征。正如此處所使用，“非晶態(tài)固體”包括“玻璃”，玻璃是加熱時通過玻璃轉(zhuǎn)變而軟化并轉(zhuǎn)換成像液體狀態(tài)的非晶態(tài)固體。通常，非晶態(tài)材料缺乏晶體的長程有序特征，雖然它們在原子長度尺度上由于化學(xué)鍵的特性而具有一些短程有序。可基于通過結(jié)構(gòu)表征技術(shù)(例如x-射線衍射和透射電子顯微鏡)確定的晶格周期性來對非晶態(tài)固體和結(jié)晶固體加以區(qū)別。

術(shù)語“有序”和“無序”指定多粒子系統(tǒng)中某些對稱或相關(guān)性的存在或不存在。術(shù)語“長程有序”和“短程有序”可基于長度尺度來區(qū)分材料中的有序。

固體中有序的最嚴(yán)格形式是晶格周期性：一再重復(fù)某一模式(單位單元中原子的排列)以形成平移不變的空間平鋪。這是晶體的定義特性?？赡艿膶ΨQ性已被分類為14種布拉維晶格和230種空間群。

晶格周期性意味著長程有序。如果只有一個單位單元是已知的，則憑借平移對稱性，有可能精確地預(yù)測在任意距離處的所有原子位置。反過來通常是真的，除了(例如)在準(zhǔn)晶體中，準(zhǔn)晶體具有完全確定的平鋪但并不具有晶格周期性。

長程有序以物理系統(tǒng)為特征，在該物理系統(tǒng)中相同樣品的遠(yuǎn)程部分展示出相關(guān)的行為。這可表示為相關(guān)函數(shù)，即自旋-自旋相關(guān)函數(shù)：G(x，x')＝＜s(x)，s(x')＞。

在上面的函數(shù)中，s為自旋量子數(shù)，而x是特定系統(tǒng)內(nèi)的距離函數(shù)。此函數(shù)在x＝x'時等于一，并隨距離|x-x'|的增加而減少。典型地，在長距離處它呈指數(shù)衰減到零，并且該系統(tǒng)被認(rèn)為是無序的。然而，如果相關(guān)函數(shù)在大的|x-x'|處衰減到恒定值，則可以說系統(tǒng)具有長程有序。如果以距離的冪衰減到零，則它可被稱為準(zhǔn)長程有序。注意的是，構(gòu)成大的|x-x'|值的是相對的。

當(dāng)定義系統(tǒng)行為的一些參數(shù)是不隨時間演變的隨機(jī)變量(即它們被淬火或凝固)時，可以說系統(tǒng)呈現(xiàn)淬火無序-例如，自旋玻璃。它與退火無序相反，其中允許隨機(jī)變量自我演變。此處的實施例包括含有淬火無序的系統(tǒng)。

此處所述的合金可以是結(jié)晶、部分結(jié)晶、非晶態(tài)或基本上非晶態(tài)。例如，合金樣品/試樣可包括至少一些結(jié)晶性，而微粒/晶體具有納米和/或微米范圍的尺寸?？商鎿Q地，合金可以是基本上非晶態(tài)，例如完全非晶。在一個實施例中，該合金組合物至少基本上不是非晶，例如基本上是結(jié)晶的，例如完全結(jié)晶的。

在一個實施例中，在另外非晶態(tài)合金中晶體或多個晶體的存在可被解釋為其中的“結(jié)晶相”。合金的結(jié)晶度程度(或在一些實施例中簡稱“結(jié)晶度”)可以指存在于合金中的結(jié)晶相的量。程度例如可以指合金中存在的晶體的分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)可以指體積分?jǐn)?shù)或重量分?jǐn)?shù)，這取決于上下文。非晶態(tài)合金“非晶”到什么程度的度量可以是非晶度。可在結(jié)晶度程度方面測量非晶度。例如，在一個實施例中，可以說具有低結(jié)晶度程度的合金具有高的非晶度程度。在一個實施例中，例如具有60％(體積百分比)的結(jié)晶相的合金可具有40％(體積百分比)的非晶相。

非晶態(tài)合金或非晶態(tài)金屬

“非晶態(tài)合金”是具有非晶成分超過50％(體積百分比)的合金，所述非晶成分優(yōu)選是超過90％(體積百分比)的非晶成分，更優(yōu)選大于95％(體積百分比)的非晶成分，并且最優(yōu)選超過99％至幾乎達(dá)到100％(體積百分比)的非晶成分。注意的是，如上所述，高非晶度的合金等效于低的結(jié)晶度程度?！胺蔷B(tài)金屬”是具有無序的原子尺度結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)金屬材料。和結(jié)晶的并因此具有高度有序的原子排列的大多數(shù)金屬相比，非晶態(tài)合金為非結(jié)晶的。冷卻期間在其中直接從液態(tài)產(chǎn)生這種無序結(jié)構(gòu)的材料有時被稱為“玻璃”。因此，非晶態(tài)金屬通常被稱為“金屬玻璃”或“玻璃金屬”。在一個實施例中，塊體金屬玻璃(BMG)可指其微觀結(jié)構(gòu)至少部分是非晶態(tài)的合金。然而，除了極其快速冷卻外，還有幾種方法生產(chǎn)非晶態(tài)金屬，包括物理氣相沉積、固態(tài)反應(yīng)、離子輻照、熔化旋壓(spinning)和機(jī)械合金化。非晶態(tài)合金可以是單一的材料類型，而不管如何準(zhǔn)備它們。

可通過各種快速冷卻方法生產(chǎn)非晶態(tài)金屬。例如，可通過濺射熔融金屬到旋轉(zhuǎn)的金屬盤上而生產(chǎn)非晶態(tài)金屬。在一秒數(shù)百萬度級別的快速冷卻太快以至于不能形成晶體，因此材料被“鎖定”在玻璃態(tài)。此外，可用足夠低的臨界冷卻速率生產(chǎn)非晶態(tài)金屬/合金，以允許在厚層中非晶結(jié)構(gòu)(例如塊體金屬玻璃)的形成。

此處交替使用術(shù)語“塊體金屬玻璃”(BMG)、塊體非晶態(tài)合金(“BAA”)以及塊體凝固非晶態(tài)合金。它們是指具有至少在毫米范圍的最小尺寸的非晶態(tài)合金。例如，尺寸可至少為約0.5mm，例如至少約1mm，例如至少約2mm，例如至少約4mm，例如至少約5mm，例如至少約6mm，例如至少約8mm，例如至少約10mm，例如至少約12mm。依賴于幾何形狀，尺寸可以指直徑、半徑、厚度、寬度、長度等。BMG還可以是金屬玻璃，該金屬玻璃具有在厘米范圍的至少一個尺寸，例如至少約1.0cm，如至少約2.0cm，例如至少約5.0cm，例如至少約10.0cm。在一些實施例中，BMG可具有在米范圍的至少一個尺寸。BMG可采取上述關(guān)于金屬玻璃的任意形狀或形式。因此，在一些實施例中，此處所述的BMG在一個重要方面不同于通過常規(guī)淀積技術(shù)制造的薄膜-前者可以有比后者大得多的尺寸。

非晶態(tài)金屬可以是合金而不是純金屬。合金可能含有顯著地不同大小的原子，導(dǎo)致在熔融態(tài)的低自由體積(并因此具有數(shù)量級高于其他金屬和合金的粘度)。粘度阻止原子移動到足以形成有序的晶格。該材料結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致冷卻期間的低收縮和抗塑性變形能力。晶界缺失，在一些情況下，結(jié)晶材料的弱點例如可能導(dǎo)致更好的耐磨損和耐腐蝕。在一個實施例中，非晶態(tài)金屬同時是技術(shù)上的玻璃可能比氧化物玻璃和陶瓷更堅韌、更不脆。

非晶材料的熱導(dǎo)率可能低于其結(jié)晶對等物的熱導(dǎo)率。為了即使在較慢冷卻期間獲得非晶結(jié)構(gòu)的形成，合金可由三種或三種以上的成分組成，導(dǎo)致具有較高勢能和較低形成概率的復(fù)雜晶體單元。非晶態(tài)合金的形成可依賴于幾個因素：合金成分的組成；成分的原子半徑(優(yōu)選是具有超過12％的顯著差異以獲得高組裝密度和低自由體積)；混合成分組合的負(fù)熱，抑制晶體成核并延長熔融金屬保持在過度冷卻狀態(tài)的時間。然而，由于非晶態(tài)合金的形成是基于許多不同的變量，可能難于做出合金組合物是否將形成非晶態(tài)合金的事先確定。

例如，硼、硅、磷和具有磁性金屬(鐵、鈷、鎳)的其它玻璃形成物的非晶態(tài)合金可以是有磁性的，具有低的矯頑力和高電阻。當(dāng)受到交變磁場時，高電阻導(dǎo)致低的渦流損失，例如作為變壓器磁芯的有用特性。

非晶態(tài)合金可具有各種各樣的潛在有用特性。特別是，它們往往強(qiáng)于相似化學(xué)成分的結(jié)晶合金，并且它們能夠比結(jié)晶合金承受更強(qiáng)的可逆(“彈性”)變形。非晶態(tài)金屬的它們的強(qiáng)度直接源自它們的非結(jié)晶結(jié)構(gòu)，它不具有限制結(jié)晶合金強(qiáng)度的任何缺陷(例如位錯)。例如，一種現(xiàn)代非晶態(tài)金屬(被認(rèn)為是為Vitreloy^TM)具有幾乎二倍于高品位鈦的拉伸強(qiáng)度。在一些實施例中，當(dāng)在張力下負(fù)荷時，室溫下的金屬玻璃不是韌性的，往往突然失敗，這限制了在可靠性關(guān)鍵應(yīng)用中的材料適用性，因為即將發(fā)生的故障并不明顯。因此，為了克服這個挑戰(zhàn)，可使用具有金屬玻璃基質(zhì)的金屬基質(zhì)復(fù)合材料，所述金屬玻璃基質(zhì)含有韌性結(jié)晶金屬的枝狀顆?；蚶w維?？商鎿Q地，可使用低含量的往往會導(dǎo)致脆化的元素(例如Ni)的BMG。例如，無Ni BMG可用于改善BMG的延展性。

塊體非晶態(tài)合金的另一個有用特性是它們可以是真正的玻璃；換句話說，在加熱時它們可以軟化和流動。這可允許以和聚合物幾乎一樣方式的簡易加工，例如通過注模。結(jié)果，非晶態(tài)合金可用于制造運動器材、醫(yī)療設(shè)備、電子部件及設(shè)備以及薄膜。通過高速氧燃料技術(shù)，非晶態(tài)金屬的薄膜可被淀積為保護(hù)涂層。

材料可具有非晶相、結(jié)晶相或兩者兼而有之。非晶和結(jié)晶相可具有相同的化學(xué)成分，不同之處僅在于微觀結(jié)構(gòu)——即一種是非晶而另外一個是結(jié)晶。在一個實施例中，微觀結(jié)構(gòu)是指由25X放大倍數(shù)或更高放大倍數(shù)的顯微鏡顯示的材料結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，這兩個相可具有不同的化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)。例如，組合物可以是部分非晶、基本上非晶或完全非晶。

如上所述，非晶度程度(和結(jié)晶度程度相反)可由存在于合金中的晶體分?jǐn)?shù)測量。該程度可以指存在于合金中的結(jié)晶相的體積分?jǐn)?shù)或者重量分?jǐn)?shù)。部分非晶組合物可以指至少約5％(體積百分比)非晶相的組合物，例如至少為10％(體積百分比)，例如至少約20％(體積百分比)，例如至少約40％(體積百分比)，例如至少約60％(體積百分比)，例如至少約80％(體積百分比)，例如至少約90％(體積百分比)。已在此申請中的其他地方定義術(shù)語“基本上”和“關(guān)于”。因此，至少基本上是非晶的組合物可以指至少約90％(體積百分比)是非晶的組合物，例如至少約95％(體積百分比)，例如至少約98％(體積百分比)，例如至少約99％(體積百分比)，例如至少約99.5％(體積百分比)，例如至少約99.8％(體積百分比)，例如至少約99.9％(體積百分比)。在一個實施例中，基本上非晶的組合物可具有存在于其中的一些附帶的無關(guān)緊要數(shù)量的結(jié)晶相。

在一個實施例中，非晶態(tài)合金組合物關(guān)于非晶相可以是同質(zhì)的。成分均勻的物質(zhì)是同質(zhì)的。這和異質(zhì)的物質(zhì)成對比。術(shù)語“成分”是指物質(zhì)的化學(xué)成分和/或微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)物質(zhì)的體積被分為兩半而這兩半都具有基本上相同的成分時，物質(zhì)是同質(zhì)的。例如，當(dāng)顆粒懸浮液被分為兩半時而這兩半都具有基本上相同的顆粒體積時，顆粒懸浮液是同質(zhì)的。然而，在顯微鏡下可能看到各單個顆粒。同質(zhì)物質(zhì)的另一個實例是空氣，其中不同的成分均勻懸浮，雖然可單獨分析或從空氣中分離地分析空氣中顆粒、氣體和液體。

關(guān)于非晶態(tài)合金是同質(zhì)的組合物可以指具有在其整個微觀結(jié)構(gòu)中基本上均勻分布的非晶相的組合物。換句話說，該組合物宏觀上包括在整個組合物中基本上均勻分布的非晶態(tài)合金。在可替換的實施例中，組合物可以是具有非晶相的復(fù)合物，所述非晶相在其中具有非-非晶相。非-非晶相可以是晶體或多個晶體。該晶體可以是任何形狀的微粒形式，例如球形、橢球形、線狀、棒狀、薄片狀、鱗片狀或不規(guī)則形狀。在一個實施例中，它可具有枝狀形式。例如，至少部分非晶的復(fù)合組合物可具有在非晶相基質(zhì)中分散的枝狀的結(jié)晶相；分散可以是均勻或不均勻的，非晶相和結(jié)晶相可具有相同或不同的化學(xué)成分。在一個實施例中，它們具有基本上相同的化學(xué)成分。在另一個實施例中，結(jié)晶相可比BMG相更加韌性。

此處所述的方法可適用于任意類型的非晶態(tài)合金。同樣地，此處被描述為組合物或物品成分的非晶態(tài)合金可以是任何類型。非晶態(tài)合金可包括元素Zr、Hf、Ti、Cu、Ni、Pt、Pd、Fe、Mg、Au、La、Ag、Al、Mo、Nb、Be或它們的組合。即，該合金可包括這些元素在其化學(xué)式或化學(xué)組合物中的任意組合。這些元素可以不同的重量或體積百分比存在。例如，鐵“基”合金可以指其中具有非無足輕重的鐵重量百分比的合金，重量百分比例如可以是至少約20％(重量百分比)，例如至少約40％(重量百分比)，例如至少約50％(重量百分比)，例如至少約60％(重量百分比)，例如至少約80％(重量百分比)?？商鎿Q地，在一個實施例中，上述百分比可以是體積百分比而不是重量百分比。因此，非晶態(tài)合金可以是鋯基、鈦基、鉑基、鈀基、金基、銀基、銅基、鐵基、鎳基、鋁基、鉬基等。合金也可以無上述任意元素，以適應(yīng)特定的目的。例如，在一些實施例中，合金或包括合金的組合物可以基本上不含鎳、鋁、鈦、鈹或其組合。在一個實施例中，合金或復(fù)合物完全沒有鎳、鋁、鈦、鈹或其組合。

例如，非晶態(tài)合金具有分子式(Zr,Ti)_a(Ni,Cu,Fe)_b(Be,Al,Si,B)_c，其中a、b和c分別表示重量或原子百分比。在一個實施例中，a在30～75的原子百分比范圍內(nèi)，b在5～60的原子百分比范圍內(nèi)，c在0～50的原子百分比范圍內(nèi)?？商鎿Q地，非晶態(tài)合金可具有分子式(Zr,Ti)_a(Ni,Cu)_b(Be)_c，其中a、b和c分別表示重量或原子百分比。在一個實施例中，a在40～75的原子百分比范圍內(nèi)，b在5～50的原子百分比范圍內(nèi)，c在5～50的原子百分比范圍內(nèi)。該合金還具有分子式(Zr,Ti)_a(Ni,Cu)_b(Be)_c，其中a、b和c分別表示重量或原子百分比。在一個實施例中，a在45～65的原子百分比范圍內(nèi)，b在7.5～35的原子百分比范圍內(nèi)，c在10～37.5的原子百分比范圍內(nèi)?？商鎿Q地，該合金還具有分子式(Zr)_a(Nb,Ti)_b(Ni,Cu)_c(Al)_d，其中a、b、c和d分別表示重量或原子百分比。在一個實施例中，a在45～65的原子百分比范圍內(nèi)，b在0～10的原子百分比范圍內(nèi)，c在20～40的原子百分比范圍內(nèi)，而d在7.5～15的原子百分比范圍內(nèi)。前述合金系統(tǒng)的一個示例性實施例是使用商品名Vitreloy^TM的Zr-Ti-Ni-Cu-Be基的非晶態(tài)合金，例如由美國加州Liquidmetal Technologies制造的Vitreloy-1和Vitreloy-101。表1和表2中提供了不同系統(tǒng)的非晶態(tài)合金的一些實例。

表1.示例性的非晶態(tài)合金組合物

表2.額外的示例性的非晶態(tài)合金組合物(原子百分比)

其他示例性的含鐵金屬基合金包括組合物，例如在公開號2007/0079907和2008/0305387的美國專利申請中公開的那些組合物。這些組合物包括Fe(Mn,Co,Ni,Cu)(C,Si,B,P,Al)系統(tǒng)，其中Fe含量為60～75的原子百分比，(Mn,Co,Ni,Cu)總共為5～25的原子百分比范圍，(C,Si,B,P,Al)總共為8～20的原子百分比范圍，以及示例性的組合物Fe48Cr15Mo14Y2C15B6。它們還包括由Fe-Cr-Mo-(Y,Ln)-C-B，Co-Cr-Mo-Ln-C-B，F(xiàn)e-Mn-Cr-Mo-(Y,Ln)-C-B，(Fe,Cr,Co)-(Mo,Mn)-(C,B)-Y，F(xiàn)e-(Co,Ni)-(Zr,Nb,Ta)-(Mo,W)-B，F(xiàn)e-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)，F(xiàn)e-(Co,Cr,Mo,Ga,Sb)-P-B-C，(Fe,Co)-B-Si-Nb合金和Fe-(Cr-Mo)-(C,B)-Tm所述的合金系統(tǒng)，其中Ln表示鑭系元素而Tm表示過渡金屬元素。此外，非晶態(tài)合金還可以是公開號2010/0300148的美國專利申請中所述的示例性組合物Fe80P12.5C5B2.5，F(xiàn)e80P11C5B2.5Si1.5，F(xiàn)e74.5Mo5.5P12.5C5B2.5，F(xiàn)e74.5Mo5.5P11C5B2.5Si1.5，F(xiàn)e70Mo5Ni5P12.5C5B2.5，F(xiàn)e70Mo5Ni5P11C5B2.5Si1.5，F(xiàn)e68Mo5Ni5Cr2P12.5C5B2.5和Fe68Mo5Ni5Cr2P11C5B2.5Si1.5中的一種。

非晶態(tài)合金還可以是鐵合金，例如(Fe,Ni,Co)基合金。在號碼為6325868、5288344、5368659、5618359和5735975的美國專利中，Inoue等、Appl.Phys.Lett.、71卷、464頁(1997)，Shenet等、Mater.Trans.、Jim、42卷、2136頁(2001)，以及號碼為200126277(公開號為2001303218A)的日本專利申請中公開了這種組合物的實例。一個示例性的組合物是Fe₇₂Al₅Ga₂P₁₁C₆B₄。另一個實例是Fe₇₂Al₇Zr₁₀Mo₅W₂B₁₅。公開號碼為2010/0084052的美國專利申請中公開了可在此處用于涂層的另一種鐵基合金系統(tǒng)，其中非晶態(tài)金屬例如包含在括號中給出成分范圍的錳(1～3％(原子百分比))、釔(0.1～10％(原子百分比))、硅(0.3～3.1％(原子百分比))；其包含在括號中給出指定成分范圍的下列元素：鉻(15～20％(原子百分比))、鉬(2～15％(原子百分比))、鎢(1～3％(原子百分比))、硼(5～16％(原子百分比))、碳(3～16％(原子百分比))，其余為鐵。

非晶態(tài)合金還可以是由公開號為2008/0135136、2009/0162629和2010/0230012的美國專利申請中所述的Pt基合金或Pd基合金之一。示例性組合物包括Pd44.48Cu32.35Co4.05P19.11、Pd77.5Ag6Si9P7.5和Pt74.7Cu1.5Ag0.3P18B4Si1.5。

前述非晶態(tài)合金系統(tǒng)還可包括附加的元素，例如附加的過渡金屬元素，包括Nd、Cr、V和Co。附加的元素可以小于或等于約30％(重量百分比)而存在，例如小于或等于約20％(重量百分比)，例如小于或等于約10％(重量百分比)，例如小于或等于約5％(重量百分比)。在一個實施例中，附加的可選元素是鈷、錳、鋯、鉭、鈮、鎢、釔、鈦、釩、鉿中的至少一種，用以形成碳化物并進(jìn)一步提高耐磨性和耐腐蝕性。另外的可選元素可包括磷、鍺和砷，總共達(dá)到約2％，優(yōu)選是小于1％，用以降低熔點。以其他方式附帶的雜質(zhì)應(yīng)該小于約2％，優(yōu)選是0.5％。

在一些實施例中，具有非晶態(tài)合金的組合物可包括少量的雜質(zhì)。可以有意地添加雜質(zhì)元素以更改組合物的性能，例如改善機(jī)械性能(例如硬度、強(qiáng)度、斷裂機(jī)制等)和/或提高耐腐蝕性。可替換地，雜質(zhì)可以作為不可避免的、附帶的雜質(zhì)存在，例如作為加工和制造副產(chǎn)物得到的那些雜質(zhì)。雜質(zhì)可小于或等于約10％(重量百分比)，例如約5％(重量百分比)，例如約2％(重量百分比)，例如約1％(重量百分比)，例如約0.5％(重量百分比)，例如約0.1％(重量百分比)。在一些實施例中，這些百分比可以是體積百分比，而不是重量百分比。在一個實施例中，該合金樣品/組合物本質(zhì)上由非晶態(tài)合金(只有少量附帶的雜質(zhì))組成。在另一個實施例中，組合物包括非晶態(tài)合金(沒有任何可觀察到的雜質(zhì)跡象)。

在一個實施例中，最終部件超出塊體凝固非晶態(tài)合金的臨界鑄造厚度。

在本發(fā)明實施例中，過度冷卻液體區(qū)域的存在允許超塑成形，在該區(qū)域中，塊體凝固非晶態(tài)合金可作為高粘度液體存在?？色@得大的塑性變形。在過度冷卻液體區(qū)域中承受大的塑性變形的能力用于成形和/或切割工藝。相對于固體，液體塊體凝固合金局部變形，這大大降低了切割和成形所需的能量。容易切割和成形取決于合金的溫度、模具和切割工具。因為溫度越高，粘度越低，因此更容易切割和成形。

例如，此處的實施例可利用熱塑性成形工藝，而在Tx和Tg之間執(zhí)行非晶態(tài)合金。以典型的加熱速率(例如20℃/min)，從標(biāo)準(zhǔn)的DSC測量中確定Tx和Tg作為結(jié)晶溫度的開始和玻璃轉(zhuǎn)變溫度的開始。

非晶態(tài)合金成分可具有臨界鑄造厚度，而最終部件可具有比臨界鑄造厚度厚的厚度。此外，選擇加熱和定形操作的時間和溫度，使得非晶態(tài)合金的彈性應(yīng)變限制可基本上被保留到不小于1.0％，優(yōu)選是不小于1.5％。在此處實施例的上下文中，玻璃轉(zhuǎn)變附近的溫度是指：成形溫度可低于玻璃轉(zhuǎn)變，處于或在玻璃轉(zhuǎn)變附近，以及大于玻璃轉(zhuǎn)變溫度，但優(yōu)選是在低于結(jié)晶溫度T_x的溫度。以和加熱步驟中加熱速率類似的速率執(zhí)行冷卻步驟，優(yōu)選是以大于加熱步驟中加熱速率的速率。優(yōu)選在仍然保持成形和定形載荷時還實現(xiàn)冷卻步驟。

電子設(shè)備

在使用BMG的電子設(shè)備制造中，此處的實施例可能是有價值的。此處的電子設(shè)備可以指本領(lǐng)域中已知的任何電子設(shè)備。例如它可以是電話(例如手機(jī)和/或陸線電話)，或者任意通信設(shè)備(例如智能電話，例如包括iPhone^TM)，以及電子郵件發(fā)送/接收設(shè)備。它可以是顯示器的一部分，例如數(shù)字顯示器、TV監(jiān)視器、電子圖書閱讀器、便攜式Web瀏覽器(例如iPad^TM)和計算機(jī)監(jiān)視器。它還可以是娛樂設(shè)備，包括便攜式DVD播放器、傳統(tǒng)的DVD播放器、藍(lán)光光盤播放器、視頻游戲控制臺、諸如便攜式音樂播放器(例如iPod^TM)的音樂播放器等。它還可以是提供控制的設(shè)備的一部分，例如控制圖像、視頻、聲音(例如Apple TV^TM)流，或者它可以是電子設(shè)備的遙控器。它可以是計算機(jī)或其附件的一部分，例如硬盤驅(qū)動器塔外殼或殼、筆記本電腦外殼、筆記本電腦鍵盤、筆記本電腦軌跡板、臺式機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)和揚聲器。此物品還可應(yīng)用到諸如手表或時鐘的設(shè)備。

根據(jù)此處用于在容器中熔化材料(例如金屬或金屬合金)的實施例的建議解決方案是將熔體或熔融材料牽制在熔化區(qū)內(nèi)。

實施例涉及控制同軸熔化裝置內(nèi)熔融原料的位置和形狀的裝置和方法，工作在比主螺旋熔化線圈低的頻率并且放置在熔化線圈端部附近的線圈用于對后者內(nèi)部包含的熔融合金施加力。由“牽制”線圈生成的拉普拉斯力對抗由熔化線圈生成的拉普拉斯力(往往將合金推出)，而不會大幅降低合金的感應(yīng)加熱。這允許合金熔化并被可控地引入到另一個系統(tǒng)，例如用于隨后成形的冷室壓鑄機(jī)。裝置和方法的優(yōu)點將允許電磁地牽制合金而不使用物理障礙來牽制合金。

圖2A至2D顯示裝置的各種實施例。該裝置可包括容器，該容器被配置為接收材料，例如用于在其中熔化的圖2A至圖2D中所示的鑄錠。實施例中所示的是第一感應(yīng)線圈，被配置為在其中熔化材料；以及第二感應(yīng)線圈，與第一感應(yīng)線圈同軸地放置，其中第二感應(yīng)線圈或第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈的組合被配置為起門或閥的作用，用于將熔融材料的移動牽制在容器內(nèi)的水平方向上。在一個實施例中，第一感應(yīng)線圈是負(fù)載或加熱線圈，而第二感應(yīng)線圈是牽制線圈?？商鎿Q地，在另一個實施例中，第一感應(yīng)線圈是牽制線圈，而第二感應(yīng)線圈是加熱線圈。加熱感應(yīng)線圈可用于調(diào)整頻率，以最大化可熔材料(例如以鑄錠形式)上的熱能生成。牽制感應(yīng)線圈可用于調(diào)整頻率，以最大化施加到熔體的力。

僅僅為了說明的目的，應(yīng)該理解的是，圖2A-2D涉及熔融材料從容器出來從右至左在水平方向上注入到模具中。因此，在這些說明性實施例中，第一感應(yīng)線圈是加熱線圈，而第二感應(yīng)線圈是牽制線圈。然而，移動方向和加熱/牽制線圈分配不意味著限制。

在任意的這些實施例中，用于熔化的材料可包括BMG原料，并且該裝置被配置為將材料模制為BMG部件。

在兩個示例性實施例中，第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈是單個感應(yīng)線圈的一部分(如圖2B所示)或兩個不同的感應(yīng)線圈(如圖2A所示)。線圈用于通過RF功率控制熔體。例如，可能在左邊提供第二線圈(例如牽制線圈)，而在右邊提供第一線圈(例如加熱線圈)。它們可連接并被配置為在相同的頻率下操作。因此，圖2B顯示執(zhí)行加熱和牽制功能兩者的線圈的配置。在操作中，熔體溫度和攪拌在第一和第二線圈之間的區(qū)域保持相對均勻。

第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈的頻率可能不同。如果使用單個線圈執(zhí)行兩種功能，即加熱和牽制，則只有一個頻率可以運行。這導(dǎo)致選定的頻率是在用于加熱材料的頻率和用于優(yōu)化施加到熔體的力的頻率之間的折衷。根據(jù)實施例，第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈是其中具有電抽頭(圖2C所示)的單個感應(yīng)線圈的一部分，該電抽頭被配置為獨立控制第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈。電抽頭允許獨立控制一個或兩個線圈，以便可以快速改變磁場。在其中第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈是單個線圈的一部分的實施例中，電抽頭可以允許控制單個線圈的至少一部分或一側(cè)。

可選地，第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈中的一個或兩個可包括圖2A-2D中的錐形形狀或圓筒形狀。

如圖2D所示，第二感應(yīng)線圈可被纏繞在第一感應(yīng)線圈周圍，或反之亦然。根據(jù)實施例，圖2D中顯示去耦第一(例如加熱)和第二(例如牽制)感應(yīng)線圈的一個實例，其中第二線圈使用如上所述的類似原則。第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈可以具有不同的頻率。例如，第二感應(yīng)線圈一般具有比第一感應(yīng)線圈低的RF頻率。

此外，在可熔材料的熔化期間，還可以想象的是，系統(tǒng)的柱塞(例如系統(tǒng)300的柱塞桿330)可被配置為協(xié)助牽制容器內(nèi)的可熔材料。例如，在其中柱塞被配置為在水平方向上從右至左移動以將材料注入到模具中(因此從容器中噴射熔融材料)的實施例中，可放置柱塞以從右側(cè)(鄰近第一感應(yīng)線圈)牽制熔體，用以阻止熔融物質(zhì)從錯誤側(cè)噴射?？稍O(shè)計線圈配置以在導(dǎo)致模制的相對側(cè)(左側(cè))上牽制熔體。在實施例中，柱塞可與和/或除了圖2A、2B、2C或2D中所示的任意線圈配置一起使用。

在實施例中，可由水冷式船形器皿、容器或容納器在其底上包含可熔材料，其可能包括或可能不包括具有基本上為U形的通道。

可沿著第一感應(yīng)線圈或第二感應(yīng)的水平軸放置容器(圖2A至圖2D中未示出，而是顯示容器內(nèi)的鑄錠)，使得容器中材料的移動是在沿著容器噴射路徑的水平方向。例如可在容器噴射端的附近放置第二感應(yīng)線圈，如圖2B中所示。

裝置還可包括位于容器噴射端或容器噴射端相反側(cè)的額外感應(yīng)線圈。圖2A至圖2D中未示出額外感應(yīng)線圈。容器還可包括一個或多個溫度調(diào)節(jié)通道(圖2A至圖2D中未示出)，該通道被配置為在其中流動流體，用于在材料熔化期間調(diào)節(jié)容器的溫度。該裝置還包括被配置為從容器接收熔體并將熔體模制成BMG部件的模具(在圖2A至圖2D中未示出)。在圖2A至圖2D中，第二感應(yīng)線圈或第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈的組合被配置為起閥的作用，用以控制從容器通過注入路徑向模具(圖2A至2D中未示出)的熔體移動。

根據(jù)各種實施例，提供了一種裝置。該裝置可包括：被配置為在其中接收用于熔化的材料的容器；鄰近該容器放置以在其中熔化材料的負(fù)載感應(yīng)線圈；以及和負(fù)載感應(yīng)線圈同軸地放置的牽制感應(yīng)線圈。牽制感應(yīng)線圈被配置為將熔體牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈內(nèi)。

根據(jù)各種實施例，提供了一種使用裝置的熔化方法。該裝置可包括：被配置為在其中接收用于熔化的材料的容器；鄰近該容器放置以在其中熔化材料的負(fù)載感應(yīng)線圈；以及和負(fù)載感應(yīng)線圈同軸地放置的牽制感應(yīng)線圈?？赏ㄟ^在第一RF頻率下操作負(fù)載感應(yīng)線圈而加熱容器中的材料以形成熔融材料。當(dāng)熔體被加熱和/或維持在期望的溫度時，可在第二RF頻率下操作牽制感應(yīng)線圈以將熔融材料牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈內(nèi)。

根據(jù)各種實施例，提供了一種使用裝置的熔化方法。該裝置可包括：被配置為在其中接收用于熔化的材料的容器；鄰近該容器放置以在其中熔化材料的負(fù)載感應(yīng)線圈；以及和負(fù)載感應(yīng)線圈同軸地放置的牽制感應(yīng)線圈?？赏ㄟ^在第一RF頻率下操作負(fù)載感應(yīng)線圈而加熱容器中的材料以形成熔融材料。當(dāng)加熱時，可在第二RF頻率下操作牽制感應(yīng)線圈以將熔融材料牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈內(nèi)。一旦為熔融材料達(dá)到并保持在期望的溫度，可停止?fàn)恐聘袘?yīng)線圈的操作，并將熔融材料通過噴射路徑從容器噴射到模具中。

此處示出的方法、技術(shù)和設(shè)備并不旨在限于示出的實施例。正如此處所公開，裝置或系統(tǒng)(或設(shè)備或機(jī)器)被配置為執(zhí)行材料(例如非晶態(tài)合金)的熔化和注模。該裝置被配置為：在將熔融材料注入到模具中用于模制之前，通過以較高熔化溫度熔化而處理這種材料或合金。如下進(jìn)一步所述，彼此同軸地放置裝置的部件。根據(jù)一些實施例，在水平軸上對準(zhǔn)該裝置的部件(或向那里的通道)。下列實施例僅作說明用途，并不意味著限制。

圖3示出了這種示例性裝置的示意圖。更具體地，圖3示出注模裝置300。根據(jù)實施例，注模系統(tǒng)300可包括：被配置為熔化在其中接收的可熔材料305的熔化區(qū)310，和被配置為將熔融材料305從熔化區(qū)310噴射到模具340的至少一個柱塞桿330。在實施例中，同軸地并在水平軸(例如X軸)上至少提供柱塞桿330和熔化區(qū)310，使得柱塞桿330在水平方向上(例如沿X軸)實質(zhì)上通過熔化區(qū)310移動，用以將熔融材料305移動到模具340。該模具可被放置在鄰近熔化區(qū)。

可在熔化區(qū)以任意數(shù)量的形式接收可熔材料。例如，可以鑄錠(固態(tài))、半固態(tài)、預(yù)熱的漿料、粉末、球粒等形式將可熔材料提供到熔化區(qū)310。在一些實施例中，裝載端口(例如鑄錠裝載端口318的圖解實例)可被提供為注模裝置300的一部分。裝載端口318可以是機(jī)器內(nèi)在任意數(shù)量的地方提供的單獨開口或區(qū)域。在實施例中，裝載端口318可以是通過一個或多個機(jī)器部件的路徑。例如，可由柱塞330在水平方向上將材料(例如鑄錠)插入到容器312中，或者可在水平方向上從注入裝置300的模具側(cè)(例如通過模具340和/或通過傳遞套筒350到容器312中)插入。在其它實施例中，可以其他方式和/或使用其它設(shè)備(例如通過注入裝置的相對端)提供可熔材料到熔化區(qū)310。

熔化區(qū)310包括熔化機(jī)制，該熔化機(jī)制被配置為接收可熔材料并隨著加熱材料到熔融狀態(tài)而保持材料。熔化機(jī)制例如可以是容器312的形式，容器312具有用于接收可熔材料并被配置為在其中熔化材料的主體。整個本公開中所用的容器是由用于加熱物質(zhì)到高溫的材料制成的容納器。例如，在實施例中，容器可能是熔爐，例如船式熔爐或凝殼爐。在實施例中，容器312是被配置為在真空條件下(例如在真空端口332處由真空設(shè)備或泵施加)用于可熔材料的冷爐床熔煉設(shè)備。在下面進(jìn)一步描述的一個實施例中，容器是溫度調(diào)節(jié)的容器。

容器312還可具有用于輸入材料(例如原料)到其主體的接收或熔化部分314的入口。在圖中所示的實施例中，容器312的主體可包括基本上U形的結(jié)構(gòu)。然而，該所示的形狀并不意在限制。容器312可包括任何數(shù)量的形狀或配置。容器的主體具有長度并且可在縱向和橫向方向上延伸，使得使用柱塞330從中去除熔融材料。例如，主體可包括具有從其上垂直延伸的側(cè)壁的基座?？稍谌萜鞯娜刍糠?14接收用于加熱或熔化的材料。熔化部分314被配置為接收在其中熔化的可熔材料。例如，熔化部分314具有用于接收材料的表面。容器312可在它的熔化部分314中使用用于遞送的注入裝置(例如裝載端口和柱塞)的一個或多個設(shè)備而接收材料(例如以鑄錠的形式)。

在實施例中，主體和/或其熔化部分314可包括基本上圓形的和/或平滑的表面。例如，可以將熔化部分314的表面形成為圓弧狀。然而，主體的形狀和/或表面并不意味著限制。主體可以是一體結(jié)構(gòu)，或由結(jié)合或機(jī)加工在一起的分離部件形成。容器312的主體可以由任意數(shù)量的材料(例如銅、銀)形成，包括一個或多個涂層和/或配置或設(shè)計。例如，一個或多個表面可在其中具有凹部或槽。

容器312的主體可被配置為在水平方向上由此接收柱塞桿，用以移動熔融材料。也就是說，在實施例中，熔化機(jī)制和柱塞桿在相同的軸上，而主體可被配置和/或測定大小以接收柱塞桿的至少一部分。因此，柱塞桿330可被配置為：通過基本上通過容器312移動，將熔融材料(在加熱/熔化后)從容器中移動到模具340。例如引用圖3的裝置300的所示實施例，柱塞桿330將在水平方向上從右向左移動，通過容器312，朝著模具340移動和推動熔融材料并進(jìn)入模具340。

為了加熱熔化區(qū)310并熔化容器312中接收的可熔材料，注入裝置300還包括用于加熱和熔化可熔材料的熱源。

如果基本上不是整個主體本身，至少容器的熔化部分314被配置為被加熱，使得在其中接收的材料被熔化。例如使用位于熔化區(qū)310內(nèi)的感應(yīng)源320L來完成加熱，所述熔化區(qū)310被配置為熔化可熔材料。在實施例中，感應(yīng)源320L和容器312相鄰地放置。例如，感應(yīng)源320L可能以線圈的形式，以螺旋狀的形式基本上圍繞容器本體的長度而放置所述線圈。因此，容器312可被配置為：通過使用電源或源325供電到感應(yīng)源/線圈320L，感應(yīng)地熔化在熔化部分314內(nèi)的可熔材料(例如插入的鑄錠)。因此，熔化區(qū)310可包括感應(yīng)區(qū)。感應(yīng)線圈320L被配置為加熱和熔化可由容器312包含的任何材料而不熔化和弄濕容器312。感應(yīng)線圈320L朝容器312發(fā)射射頻(RF)波。正如所示，圍繞容器312的線圈320L和主體可被配置為在水平方向上沿水平軸(例如X軸)放置。

在一個實施例中，容器312是溫度調(diào)節(jié)的容器。這種容器可包括一個或多個溫度調(diào)節(jié)通道，該通道被配置為：在容器中所接收的材料熔化期間，在其中流動氣體或液體(例如水、油或其它流體)，用于調(diào)節(jié)容器312的主體的溫度(例如強(qiáng)制冷卻容器)。也可在和柱塞桿相同的軸線上提供這種強(qiáng)制冷卻的熔爐。冷卻通道可以協(xié)助阻止過度加熱和熔化容器312的主體本身。冷卻通道可連接到冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)被配置為在容器中引起氣體或液體的流動。冷卻通道可包括一個或多個入口和出口，用于流體通過其流動?？梢匀我鈹?shù)量的方式配置冷卻通道的入口和出口，并且不意味著限制。例如可相對于熔化部分314放置冷卻通道，使得熔化其上的材料并調(diào)節(jié)容器溫度(即，熱量被吸收，而容器被冷卻)。冷卻通道的數(shù)量、位置和/或方向不應(yīng)被限制。當(dāng)感應(yīng)源320L被供電時，冷卻液體或流體可被配置為在熔化可熔材料期間通過冷卻通道流動。

在容器312中熔化了材料后，柱塞330可用于將熔融材料從容器312塞進(jìn)模具340中，用于模制成物體、部件或塊。在可熔材料是合金(例如非晶態(tài)合金)的情況下，模具340被配置以形成模制的塊體非晶態(tài)合金物體、部件或塊。模具340具有通過其接收熔融材料的入口?？梢酝S地并在水平軸上提供容器312的輸出和模具340的入口，使得通過容器的主體22在水平方向上移動柱塞桿330，用以噴射熔融材料并通過其入口進(jìn)入模具340。

如前所指出，當(dāng)將熔融材料塞進(jìn)模具或模腔時，諸如用于模制例如金屬或合金的材料的注模系統(tǒng)300的系統(tǒng)可實現(xiàn)真空。注模系統(tǒng)300還可包括至少一個真空源或泵，該真空源或泵被配置為在真空端口312處將真空壓力至少施加到熔化區(qū)310和模具340。真空壓力可被施加到用于在其中熔化、移動或轉(zhuǎn)移以及模制材料的注模系統(tǒng)300的至少部分中。例如，容器312、傳遞套筒350和柱塞桿330都可能在真空壓力下和/或封閉在真空腔中。

在實施例中，模具340是真空模具，該真空模具是被配置為在模制材料時在其中調(diào)節(jié)真空壓力的封閉結(jié)構(gòu)。例如，在實施例中，真空模具340包括第一平板(還被稱為“A”模具或“A”平板)、相對于彼此鄰近放置(分別)的第二平板(還被稱為“B”模具或“B”平板)。第一平板和第二平板一般都具有與其相關(guān)聯(lián)的用于在其間模制熔化材料的模具腔。腔被配置為：通過注入套筒或傳送套筒350，模制其間接收的熔融材料。模具腔可包括用于在其中成形和模制部件的部件腔。

通常，第一平板可連接到傳遞套筒350。根據(jù)實施例，柱塞桿330被配置為：將熔融材料從容器312通過傳遞套筒350移動到模具340中?？稍谌刍瘏^(qū)310和模具340之間提供套筒350(本領(lǐng)域和此處有時也被稱為發(fā)射套筒、冷套筒或注入套筒)。傳遞套筒350具有開口，該開口被配置為接收并允許通過其中傳遞熔融材料并進(jìn)入模具340(使用柱塞330)中?？稍谒椒较蛏涎厮捷S(例如X軸)提供其開口。傳遞套筒不必是冷腔。在實施例中，同軸地和在水平軸上至少提供柱塞桿330、容器312(例如它的接收或熔化部分)、傳遞套筒350的開口，使得可在水平方向上通過容器312移動柱塞桿330，以便將熔融材料移動到(并且隨后通過)傳遞套筒350的開口。

在水平方向上通過傳遞套筒350推動熔融材料，并且通過入口(例如在第一平板中)并在第一平板和第二平板之間推動到模具腔中。在材料模制期間，至少第一平板和第二平板被配置為基本上消除其間材料(例如非晶態(tài)合金)的暴露，例如暴露給氧氣和氮氣。具體而言，施加真空，使得基本上從平板和其腔內(nèi)消除大氣。使用通過真空線332連接的至少一個真空源，將真空壓力施加到真空模具340的內(nèi)部。例如，在熔化和隨后的模制周期期間，系統(tǒng)上的真空壓力或真空度可以保持在1×10^-1到1×10^-4Torr之間。在另一個實施例中，在熔化和模制過程中，真空度保持在1×10^-2和大約1×10^-4Torr之間。當(dāng)然，可使用其他壓力水平或范圍，例如1×10^-9Torr至大約1×10^-3Torr，和/或1×10^-3Torr至大約0.1Torr。噴射器機(jī)制(未示出)被配置為從模具340的第一平板和第二平板之間的模具腔中噴射模制的(非晶態(tài)合金)材料(或模制部件)。噴射機(jī)制與致動機(jī)制(未示出)相關(guān)聯(lián)或相連，所述致動機(jī)制被配置為致動，以便噴射模制的材料或部件(例如，在第一和第二部件后，被水平移動和彼此相對遠(yuǎn)離，至少在平板之間的真空壓力被釋放后)。

可在裝置300中使用任意數(shù)量或類型的模具。例如，可在第一平板和第二平板之間和/或鄰近第一平板和第二平板提供任何數(shù)量的平板以形成模具。例如，可在注模系統(tǒng)/設(shè)備300中實現(xiàn)本領(lǐng)域中已知的“A”系列、“B”系列和/或“X”系列模具的模具。

在這種注模裝置300中待熔化材料的均勻加熱和熔融材料的溫度保持協(xié)助形成均勻的模制部件。僅僅是為了說明起見，在整個此公開中，待熔化的材料被描述和示為鑄錠305的形式，所述鑄錠305是固體原料的形式；然而，應(yīng)該指出的是，可在注模系統(tǒng)或裝置300中以固態(tài)、半固態(tài)、預(yù)熱的漿料、粉末、顆粒等接收待熔化的材料，材料的形式不受限制。此外，僅僅為了說明起見，示出的容器312的視圖是沿U形船/容器的X軸方向的剖視圖。

在同軸地和在水平方向放置以獲得最大功率輸入到熔化材料的注模裝置中，將材料牽制在鄰近感應(yīng)線圈的熔化區(qū)中對于連貫的熔化周期是有效的，而不是(例如)使得熔融材料流向容器的噴射路徑和/或從容器的噴射路徑流出。

圖4描述了被配置為具有一個感應(yīng)線圈420的當(dāng)前注模系統(tǒng)。線圈420可在放置在容器410內(nèi)部用于熔化的材料405(例如金屬/金屬合金)上施加力，并且最終當(dāng)材料405熔融時，感應(yīng)線圈420在線圈420內(nèi)的熔融材料405上施加力。這些力可能用以向內(nèi)擠壓熔融材料到容器的中心，正如所示。同時，當(dāng)由感應(yīng)線圈加熱期間平滑化熔融材料時，這些力可能將熔融材料405從感應(yīng)線圈420中推出，例如在感應(yīng)線圈420的端部。

正如此處所公開，圖3中示例性的注模裝置/系統(tǒng)300包括多個分離的感應(yīng)線圈，例如負(fù)載感應(yīng)線圈320L和牽制感應(yīng)線圈302C。

在實施例中，感應(yīng)線圈320L和302C可朝容器312發(fā)射射頻(RF)波。線圈320L和302C可能是或可能不是錐形。線圈320L和302C例如可包括球形線圈。在實施例中，線圈可以具有相同或不同的形狀，使得能夠調(diào)整生成的RF場，例如根據(jù)希望而更加定向。例如，牽制感應(yīng)線圈320C可以是錐形或圓錐形的線圈，具有從負(fù)載感應(yīng)線圈320L隔開并面對負(fù)載感應(yīng)線圈320L的寬敞區(qū)域。通過使用調(diào)整的RF信息，可由牽制感應(yīng)線圈320C生成更強(qiáng)的力并朝著負(fù)載感應(yīng)線圈320L施加更強(qiáng)的力到熔體中。熔體/熔融材料可被牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈320L內(nèi)。

牽制感應(yīng)線圈302C可被隔開，但與負(fù)載感應(yīng)線圈320L同軸地被配置。牽制感應(yīng)線圈302C可被配置為在熔化區(qū)310的噴射端附近。負(fù)載感應(yīng)線圈320L可被配置用于加熱/熔化被放置在容器310的熔化部分314中用于熔化的材料305。牽制感應(yīng)線圈320C可被配置用于放置和/或牽制加熱/熔化過程期間在負(fù)載感應(yīng)線圈320L內(nèi)的熔體或熔融材料。牽制感應(yīng)線圈302C可以阻止熔體或熔融材料從負(fù)載感應(yīng)線圈320L流出，而容器312中的材料305可保持被加熱和熔融。同樣，熔體/熔融材料可被牽制在裝置/系統(tǒng)300的熔化區(qū)310內(nèi)，而它被平滑化并最小化熱損失。

在實施例中，可在不同頻率下操作牽制感應(yīng)線圈302C和負(fù)載感應(yīng)線圈320L，以便放置/牽制該熔體，例如在熔化溫度。例如，用于加熱/熔化可熔材料的負(fù)載感應(yīng)線圈320L可操作在頻率f_melting，而用于牽制熔體/熔融材料的牽制感應(yīng)線圈302C可操作在不同頻率f_containment。在實施例中，f_melting可能大于f_containment。在較低頻率下操作的牽制感應(yīng)線圈302C可生成熔體/熔融材料上更強(qiáng)的凈力。牽制感應(yīng)線圈302C可施加這種力，例如熔體上的拉普拉斯力，用以對抗由負(fù)載感應(yīng)線圈生成的那些力(這往往將熔體推出)并推回熔體而被牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈320L中。

牽制感應(yīng)線圈320C和負(fù)載感應(yīng)線圈320L被隔開并且頻率不同步地操作。由線圈320C和320L生成的磁場不一定彼此抵消(雖然它們可能以其他方式交互)。通常，當(dāng)兩個線圈具有反轉(zhuǎn)方向或相反方向的線圈匝時，例如螺旋匝，生成的磁場可能會彼此相反并彼此抵消。在相反匝有效的這種區(qū)域中，不可以加熱待熔化的材料，并由于磁場的抵消而可能趨向于凍結(jié)到容器上。

正如此處所公開，通過控制負(fù)載感應(yīng)線圈320C和牽制感應(yīng)線圈320中的一個或兩個的頻率、功率、磁場之間的交互作用，容器312中的材料305可被加熱/熔化并進(jìn)一步牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈320C內(nèi)。

在實施例中，牽制感應(yīng)線圈320c可隨需要而被通電或斷電，用以起從容器312到模具340的熔化噴射路徑中門或閥的作用，和/或控制熔體在噴射路徑中移動到模具340。例如，當(dāng)通過操作負(fù)載感應(yīng)線圈320L而加熱/熔化材料305時，通過打開牽制感應(yīng)線圈320C，加熱的材料/熔體可被牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈320L內(nèi)；通過關(guān)閉牽制感應(yīng)線圈320C，可從負(fù)載感應(yīng)線圈320L中噴射或壓出熔體；和/或通過再次打開牽制感應(yīng)線圈320C，例如作為通過“門區(qū)”或容器312噴射端的一部分熔體，這部分熔體可通過模具340的傳遞套筒(例如冷套筒或發(fā)射套筒)保持移動，同時負(fù)載感應(yīng)線圈320L內(nèi)的熔化部分可被牽制。

以這種方式，沿水平軸(X軸)放置容器312，使得被引導(dǎo)通過噴射路徑(例如使用柱塞330)時熔融材料/熔體的移動可在水平方向上。至少部分的容器312周圍是負(fù)載感應(yīng)線圈320L，容器312的噴射端附近的至少部分的容器312周圍是牽制感應(yīng)線圈320C，使得材料由負(fù)載感應(yīng)線圈320L加熱/熔化并被牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈320L內(nèi)。

在實施例中，如圖5所示，第二牽制感應(yīng)線圈320C2可被配置為在牽制感應(yīng)線圈320C1的相對端(即在注入路徑的相對側(cè))與負(fù)載感應(yīng)線圈320L一致。第一和第二牽制感應(yīng)線圈320C1-C2可以相同或不同，并且可以被控制為具有相同的或不同的功能。以這種方式，容器312中的熔體305可從其兩端被牽制在負(fù)載感應(yīng)線圈320L內(nèi)。

在實施例中，當(dāng)利用BMG作為注模裝置300/500中的材料時，可形成具有高彈性極限、耐腐蝕和低密度的物品/部件。

根據(jù)使用裝置如圖3和圖5所示的300和/或500的此公開的實施例，圖6示出用于熔化材料和/或模制部件的方法600，然而此處公開的裝置和方法并不以任何方式彼此限制。

在圖6的塊610中，設(shè)計一種裝置，用以(例如)包括：被配置為在其中接收用于熔化的材料305的容器312，鄰近容器放置以在其中熔化材料305的負(fù)載感應(yīng)線圈320L；以及與負(fù)載感應(yīng)線圈線同軸地放置的牽制感應(yīng)線圈320C。通常，可以下列方式操作注模裝置300/500：用于熔化的材料305(例如以單個鑄錠形式的非晶態(tài)合金或BMG)可被裝載到上料機(jī)制(例如裝載端口318)，插入并接收到熔化區(qū)310，進(jìn)入容器312(由負(fù)載感應(yīng)線圈320L包圍)。正如所需，注塑機(jī)的“管嘴”行程(stroke)或柱塞330可用于移動材料進(jìn)入容器312的熔化部分314。

在塊620中，可通過感應(yīng)過程(例如通過經(jīng)由電源325L向負(fù)載感應(yīng)線圈320L提供電源)加熱用于熔化的材料305。在加熱/熔化期間，可激活冷卻系統(tǒng)，用以在容器312的任意冷卻通道316中流動(冷卻)流體。注塑機(jī)通過閉環(huán)或開環(huán)系統(tǒng)控制溫度，這將材料305穩(wěn)定在具體溫度(例如使用溫度傳感器和控制器)。

在塊630中，可在低于負(fù)載感應(yīng)線圈320L的RF頻率下操作牽制感應(yīng)線圈320C，用以控制同軸熔化裝置中熔融材料或熔融原料的位置和形狀。牽制感應(yīng)線圈320C可在熔融材料上施加力，例如拉普拉斯力，以對抗由負(fù)載感應(yīng)線圈生成的那些力(其趨向?qū)⑷廴诓牧贤瞥?，而基本上不降低熔融材料305的感應(yīng)加熱。

在塊640處，一旦為容器312中的熔體達(dá)到和保持在期望的溫度，可通過關(guān)閉牽制感應(yīng)線圈320C而“打開”容器312的噴射路徑，使得隨后可通過噴射路徑(例如傳遞套筒350)從容器到模具340噴射熔體/熔融材料，正如在圖6的塊650中所見。模具340可以是鑄造機(jī)(例如冷室壓鑄機(jī))中的任何模具?？裳刂捷S(X軸)在水平方向(例如圖3和圖5所示的從右到左)執(zhí)行噴射。這可使用柱塞330控制，所述柱塞可被激活，例如使用伺服驅(qū)動的驅(qū)動或液壓驅(qū)動。例如，模具340被配置為通過入口接收熔融材料，并被配置為在真空下模制熔融材料。也就是說，熔融材料被注入到至少第一平板和第二平板之間的真空腔以在模具340中模制部件。正如之前所指出，在一些實施例中，材料可以是用于模制錠體非晶態(tài)合金部件的非晶態(tài)合金材料。一旦模具腔已經(jīng)開始填充，壓力(通過柱塞)可被保持在給定水平以將熔融材料“塞”進(jìn)模具腔內(nèi)的其它空區(qū)域并模制材料。模制過程之后(例如大約10至15秒)，可釋放至少施加到模具340的真空(如果不是整個裝置300/500)。然后打開模具340，而固化的部件暴露在大氣中。在實施例中，致動噴射器機(jī)制，用以通過致動設(shè)備(未示出)從模具340的至少第一和第二平板之間噴射固化的模制物體。此后，該過程可重新開始。然后可關(guān)閉模具340，通過相對于彼此和彼此相向地至少移動至少第一平板和第二平板，使得第一平板和第二平板彼此鄰近。一旦柱塞330已經(jīng)移動到裝載位置，通過真空源將熔化區(qū)310和模具340抽真空，以便插入和熔化更多的材料并模制另一個部件。

雖然沒有非常詳細(xì)地描述，公開的注入系統(tǒng)可包括額外的部件，包括但不限于一個或多個傳感器、流量計等(例如用以監(jiān)測溫度、冷卻水流等)和/或一個或多個控制器。使用此處公開的注入系統(tǒng)的任意實施例模制(和/或熔化)的材料可包括任意數(shù)量的材料，并且不應(yīng)該被限制。在一個實施例中，待模制的材料是如上所述的非晶態(tài)合金。

實施例的應(yīng)用

目前所述的裝置和方法可用于形成各種部件或物品，例如可用于Yankee烘缸輥；汽車和柴油機(jī)活塞環(huán)；泵部件，例如軸、套筒、密封件、葉輪、澆注面、柱塞；Wankel發(fā)動機(jī)部件，例如殼體、端板；以及機(jī)械元件，例如缸套、活塞、閥桿和液壓油缸。在實施例中，裝置和方法可用于形成電子設(shè)備的外殼或其他部件，例如設(shè)備的外殼或殼的一部分或其電互連器。裝置和方法還可用于制造任意消費電子設(shè)備的部分，例如蜂窩電話、臺式計算機(jī)、筆記本電腦和/或便攜式音樂播放器。正如此處所用，“電子設(shè)備”可以指任意電子設(shè)備，例如消費電子設(shè)備。例如它可以是電話(例如手機(jī)和/或陸線電話)，或者任意通信設(shè)備(例如智能電話，例如包括iPhone^TM)，以及電子郵件發(fā)送/接收設(shè)備。它可以是顯示器的一部分，例如數(shù)字顯示器、TV監(jiān)視器、電子圖書閱讀器、便攜式Web瀏覽器(例如iPad^TM)和計算機(jī)監(jiān)視器。它還可以是娛樂設(shè)備，包括便攜式DVD播放器、DVD播放器、藍(lán)光光盤播放器、視頻游戲控制臺、諸如便攜式音樂播放器(例如iPod^TM)的音樂播放器等。它還可以是提供控制的設(shè)備的一部分，例如控制圖像、視頻、聲音(例如Apple TV^TM)流，或者它可以是電子設(shè)備的遙控器。它可以是計算機(jī)或其附件的一部分，例如硬盤驅(qū)動器塔外殼或殼、筆記本電腦外殼、筆記本電腦鍵盤、筆記本電腦軌跡板、臺式機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)和揚聲器。該涂層還可應(yīng)用到諸如手表或時鐘的設(shè)備。

雖然此處在有限數(shù)量的實施例的上下文中描述和示出該發(fā)明，但是可以許多形式體現(xiàn)該發(fā)明而不脫離發(fā)明的本質(zhì)特征的精神。包括此公開摘要所述內(nèi)容的所示和所述實施例因此在所有方面被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。由所附權(quán)利要求而不是由前面的描述指示發(fā)明的范圍，在權(quán)利要求書的等同物的含義和范圍內(nèi)的所有改變旨在包含在其中。