具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，习用的MIM模具基本上分形面7上是没有绝对的气密，模具所有动件与镶件的间隙都会导致空气进入意味着无法保证没有氧气，这样对于钛与钛合金的注射成形上有很大的风险，氧气可能和高温的钛与钛合金喂料局部接触发生急速氧化产生爆炸，许多高校实验室和量产单位都曾经发生这样的事故。

实施例1

请一并参阅图2至图9，现对本发明提供的一种具有气体保护的注射成形模具的一种具体实施方式进行说明。该种具有气体保护的注射成形模具包括前模主体1、后模主体2、顶推组件3和充气组件4，其中前模主体1包括第一模穴111、与第一模穴111连通的进料腔112、与进料腔112远离第一模穴111的一端连接的进料口121；后模主体2与前模主体1可拆卸连接，包括与第一模穴111适配的第二模穴211；顶推组件3与后模主体2滑动连接，用于将成型的生坯5推出第二模穴211，顶推组件3与后模主体2之间设有间隙；充气组件4包括用于输送保护气体6的输气管路41，输气管路41贯穿前模主体1与进料腔112连通。

为方便说明，请参阅图2，以空间任一点为原点，以顶推件32的运动方向为Z轴，以与Z轴垂直的方向为X轴，建立直角坐标系，其中，X轴指示方向为左右，即水平方向，Z轴指示方向为上下，即竖直方向。

前模主体1上与后模主体2接触的表面为分形面7，后模主体2上与前模主体1接触的表面为分形面7；前模主体1与后模主体2连接后，第一模穴111和第二模穴211组成的腔体为模穴，模穴根据需要的工件的形状设置。进料口121与注射口8抵接，原料通过注射口8注射入模穴内。输气管路41与储气箱连通，储气箱内存储有保护气体6。该装置工作过程中输气管路41始终输送保护气体6至进料腔112。保护气体6的正压压力可以为1.5-1.8大气压，过大的压力需要更多气流量，造成气体资源的浪费，注射压力一般为60Mpa，即600大气压，故保护气体6采用大于1大气压的正压压力，既有效避免空气回流，又可最大限度利用气体资源，避免资源浪费。

该种注射成形模具的使用方法包括：

S1、将前模主体1与后模主体2连接形成完整模穴，向进料腔112内注入保护气体6，保护气体6通过输气管路41进入进料腔112即模穴的进胶位置，并朝压力低的进料口121即灌注口流动，并不往模穴内流动，此时第一模穴111和第二模穴211内充满空气；

S1中保护气体6的压力大于一大气压、且小于注射原料的注射压力；保护气体6注入过程中的流速为0.1～10L/分钟。

S2、与原料存储设备连通的注射口8顶住进料口121，尚未进行注射，此时保护气体6改变流动方向，填满第一模穴111和第二模穴211并将空气排出,其中空气藉由上下两个分形面7之间的间隙、顶推件32与后模镶件21之间的间隙排出，保护气体6压力大于一大气压并小于注射压力，因此可以保证空气不会回流到模穴；

S3、空气排出后注射开始，向第一模穴111和第二模穴211内注射原料，并排出保护气体6，注射压力大即钛与钛合金喂料注射压力大，所以可以顺利排出保护气体6，输气管路41与进料腔112连接的一端为进气口，进气口可以为直径0.005mm-0.015mm的圆口，示例性的，为0.01mm的圆口，由于进气口的直径很小注射的原料不会流入，保护气体6则往上下两个分形面7之间的间隙、顶推件32与后模镶件21之间的间隙排出保护气体6；

S4、注射结束后，原料凝固成为生坯5，示例性的，钛与钛合金喂料凝固成为生坯5，由于保护气体6持续不断的注入，故该过程不会有空气进入；

S5、停止保护气体6的注入，将前模主体1与后模主体2分离，控制顶推组件3顶出生坯5，完成一次注射准备下一模次。

与现有技术相比，该种具有气体保护的注射成形模具对模穴中施以正压压力低于注射压力的微量保护气体6气流，确保注射成形喂料填充模穴后冷却定形之前不接触含氧的气氛，保证工作的安全。通过充气组件4保证模穴内充满保护气体6，注射过程中相当于在原料周围形成一层气体保护膜，有效避免原料与氧气反应产生爆炸的问题，同时用于钛及钛合金的工件制作时通过该气体保护膜的保护可以有效避免氧化，生产效率高、成本低，生产成品质量更佳。

实施例2

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图2至图9，本实施例提供的一种具有气体保护的注射成形模具的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于前模主体1包括前模镶件11和前模具架12，其中前模镶件11与后模主体2抵接，前模镶件11上设有第一凹槽113，第一凹槽113内设有第一密封件13，第一模穴111和进料腔112均设置于前模镶件11上；前模具架12同时与前模镶件11和后模主体2连接，前模具架12上设有与前模镶件11适配的第一容纳槽，进料口121设置于前模具架12上，输气管路41依次贯穿前模具架12和前模镶件11设置。输气管路41可以与进料腔112呈90度设置，或输气管路41与进料腔112呈锐角设置，即输气管路41斜向下方向设置，该种设置可以有效避免原料倒灌入输气管路41内，避免输气管路41阻塞，保证其长期的使用效果。

在本实施例中，后模主体2包括后模镶件21和后模具架22，其中后模镶件21与前模镶件11抵接、且与顶推组件3滑动连接，后模镶件21上设有与第一凹槽113适配的第二凹槽212，第二凹槽212内设有与第一密封件13抵接的第二密封件23，第二模穴211设置于后模镶件21上；后模具架22同时与前模具架12和后模镶件21连接，后模具架22上设有与后模镶件21适配的第二容纳槽、用于容纳顶推组件3的安装孔221，安装孔221与顶推组件3之间设有空隙。后模主体2上设有用于获取第一模穴111和第二模穴211内气压信息的压力监测器，压力监测器可以为用于获取模穴内压力信息的压力传感器，通过控制输气管路41内保护气体6的流量控制模穴内压力始终大于1大气压，避免空气进入模穴。在此，只要能够实现上述压力监测器相关性能作用的均在本申请文件保护的范围之内。

在本实施例中，第一凹槽113为设置于第一模穴111外侧的封闭环形凹槽，或为位于分形面7的沿模穴周边设置的局部密封槽，第一密封件13的形状与第一凹槽113的形状适配。第一密封件13和第二密封件23均可以为密封胶圈，用于阻止保护气体6往分形面7流去，减少保护气体6的损失，第一密封件13和第二密封件23作为模穴的排气口，使材料填充时能够合理的填满模穴，避免模穴内气体对生坯5形成形状造成影响。当第一密封件13和第二密封件23均为沿模穴周边设置的封闭环形结构时，若模穴内填入材料导致残留气体内压过高，高过输入的保护气体6的气体压力，示例性的，高于1.8大气压，气体挤压第一密封件13和第二密封件23，在第一密封件13和第二密封件23之间形成排气通道，并有排气通道排出，以此确保模穴内压力的稳定。由于模穴内保护气体6的压力大于大气压、且第一密封件13和第二密封件23的开启条件为模穴内压过高，故第一密封件13和第二密封件23在使用过程中仅单向开启，有效防止外部气体尤其是空气的回流。在此，只要能够实现上述第一密封件13和第二密封件23相关性能作用的均在本申请文件保护的范围之内。

在本实施例中，顶推组件3包括顶推板31和顶推件32，其中顶推板31与后模具架22连接、且设置于安装孔221内；顶推件32与顶推板31连接、且与后模镶件21滑动连接，顶推件32贯穿后模镶件21与生坯5抵接。顶推件32可以为气缸，生坯5成型后，顶推件32启动，将生坯5顶出；顶推件32可以为顶针，顶推板31为用于固定顶推件32的支撑板，顶推板31与后模具架22滑动连接，即顶推件32在安装孔221内，沿竖直方向上下滑动，带动顶推件32上下移动，实现将生坯5顶出的功能。需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实施例中，输气管路41上设有与压力监测器电连接的压力表42、用于获取保护气体6流量信息的流量表43。通过压力监测器获取的模穴内的压力信息控制输气管路41内保护气体6的压力与流速，压力表42对获取的压力信息进行显示，便于工作人员实时观察。保护气体6为氮气、氩气、氦气中的一种或多种，还可以为其余混合得到的惰性气体；保护气体6为氧含量低于1000PPM的高纯气体。

将后模主体2放置于工作平台上，后模主体2与工作平台之间形成极小缝隙，堵住进料口121后，通过输气管路41向模穴内填充保护气体6，模穴内充满保护气体6后，向模穴内注射原料，原料将保护气体6挤压出模穴，一部分从第一密封件13和第二密封件23之间挤出，另一部分挤压入安装孔221内，同时将安装孔221内的空气挤出，安装孔221内充满保护气体6，第一密封件13和第二密封件23为单向气体出口的结构，有效保证成型过程中原料不与空气接触，保障成型过程的安全。

与现有技术相比，该装置应用于钛与钛合金粉末注射成形时，将前模主体1与后模主体2连接形成完整模穴，在分形面7上设置的第一凹槽113和第二凹槽212，并装填第一密封件13和第二密封件23，在每一次进行注射钛与钛合金喂料前，向模穴内灌注保护气体6并维持一定压力，使得钛与钛合金喂料填充模穴过程是在无氧环境下进行，保护气体6压力远小于注射压力，因此可以顺利的将保护气体6经第一密封件13和第二密封件23单向排出模穴，该装置有效保障钛与钛合金注射成形过程的安全。

该种注射成形模具的使用方法包括：

S1、将前模主体1与后模主体2连接形成完整模穴，第一密封件13与第二密封件23抵接，向进料腔112内注入保护气体6，由于在分形面7上第一密封件13和第二密封件23的阻挡，保护气体6通过输气管路41进入进料腔112即模穴的进胶位置，并朝压力低的进料口121即灌注口流动，并不往模穴内流动，此时第一模穴111和第二模穴211内充满空气；

S2、与原料存储设备连通的注射口8顶住进料口121，尚未进行注射，此时保护气体6改变流动方向，填满第一模穴111和第二模穴211并将空气排出,其中空气藉由第一密封件13与第二密封件23之间形成的排气通道、上下两个分形面7之间的间隙、顶推件32与后模镶件21之间的间隙排出，保护气体6压力大于一大气压并小于注射压力，因此可以保证空气不会回流到模穴；

S3、空气排出后注射开始，向第一模穴111和第二模穴211内注射原料，并排出保护气体6，注射压力大即钛与钛合金喂料注射压力大，所以可以顺利排出保护气体6，保护气体6则往第一密封件13与第二密封件23之间形成的排气通道、上下两个分形面7之间的间隙、顶推件32与后模镶件21之间的间隙排出保护气体6；

S4、注射结束后，原料凝固成为生坯5，由于保护气体6持续不断的注入，故该过程不会有空气进入；

S5、停止保护气体6的注入，将前模主体1与后模主体2分离，控制顶推组件3顶出生坯5，完成一次注射准备下一模次。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。