CN101654763A

CN101654763A - 高尔夫杆头构件的制造方法

Info

Publication number: CN101654763A
Application number: CN200810145783A
Authority: CN
Inventors: 蒋铭瑞; 张钧富
Original assignee: Fusheng Co Ltd
Current assignee: Fu Sheng Industrial Co Ltd; Fusheng Co Ltd
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-02-24

Abstract

一种高尔夫杆头构件的制造方法，其包含下列步骤：首先，选用铬当量介于14.9至30.8，镍当量介于8.3至18.2的不锈钢材料预制一个杆头构件；然后，加热该杆头构件至一临界温度，并使该杆头构件的温度维持在该临界温度以上至少超过一恒温时间；再后，以水冷方式急速冷却该杆头构件；最后，将该杆头构件加热至一个热处理温度，该热处理温度介于460℃至538℃，并恒温2小时至4小时后冷却该杆头构件，借此以提升高尔夫杆头的机械强度。

Description

高尔夫杆头构件的制造方法

技术领域

本发明关于一种高尔夫杆头构件的制造方法，特别是关于利用水冷方式急速冷却不锈钢材料，以便后续可制成机械强度较强的高尔夫杆头构件的制造方法。

背景技术

现有高尔夫杆头通常是以铸造、锻造或其他机械加工方式制成至少一杆头构件(例如：打击面板或杆头本体等)，以不锈钢材质所制成的杆头构件的热处理冷却方式为例，其预先加热该杆头构件至开始产生麻田散体组织(martensite)的一临界温度以上，再利用“气冷”方式进行冷却(例如：采用氮气加压冷却等)；其次，加热该杆头构件至一热处理温度，使该杆头构件的温度维持在该热处理温度至少超过一预定时间，最后冷却该杆头构件至室温，以完成该杆头构件的制作，进而可利用该杆头构件制成一高尔夫杆头。

前述以不锈钢材质制成的杆头构件中，当加热该杆头构件至该临界温度以上后，一般是采用“气冷”方式冷却该杆头构件。然而，由于“气冷”比较不容易急速冷却不锈钢材质所制成的该杆头构件，会导致高温的γ相不易转变为麻田散体组织(martensite)，造成后续所制成的该杆头构件的机械强度无法得到有效提升。基于上述原因，有必要进一步改进上述现有高尔夫杆头构件的制造方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种高尔夫杆头构件的制造方法，以便制成机械强度较强的杆头构件。

为达到前述发明目的，本发明高尔夫杆头构件的制造方法包含以下步骤：选用铬当量介于14.9至30.8，镍当量介于8.3至18.2的不锈钢材料预制一个杆头构件；加热该杆头构件至开始产生麻田散体组织(martensite)的一临界温度以上，并使该杆头构件的温度维持在该临界温度以上至少超过一恒温时间；以水冷方式急速冷却该杆头构件；将该杆头构件加热至一个热处理温度，该热处理温度介于460℃至538℃，并恒温2小时至4小时后冷却该杆头构件。

借此，可利用前述“水冷”方式来加速急速冷却的速度，以便在完成后续制程后，可达到有效提升该杆头构件机械强度的有益效果。

附图说明

图1：本发明高尔夫杆头构件的制造方法的流程方块图。

主要元件符号说明：

S1 固溶步骤 S2 急速冷却步骤 S3 时效步骤

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

请参照图1所示，本发明高尔夫杆头构件的制造方法主要是选用不锈钢材质制成一杆头构件，并采用“水冷”方式加速急速冷却的速度，以便后续制程可更容易获得具有较强强度的杆头构件。该制造方法至少包含一固溶步骤S1、一急速冷却步骤S2及一时效步骤S3。借此，以有效提升该杆头构件成品的机械强度。

该固溶步骤S1是预先以不锈钢材料制成一杆头构件，该杆头构件最好选自于打击面板或杆头本体等各种高尔夫杆头的部位，在本实施例中，该杆头构件为打击面板，且该杆头构件选用铬当量介于14.9至30.8，镍当量介于8.3至18.2的不锈钢材料，其中该铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式如下：

铬当量＝％Cr+1.5(％Mo)+2(％Si)+1.75(％Nb)+5(％V)+5.5(％Al)+1.5(％Ti)+0.75(％W)；

镍当量＝％Ni+30(％C)+0.5(％Mn)+30(％N)+0.3(％Cu)+％Co。

然后，加热该杆头构件至开始产生麻田散体组织(martensite)的一临界温度以上，该临界温度最好介于980℃至1040℃，并使该杆头构件的温度维持在该临界温度以上至少超过一恒温时间。另外，前述不锈钢材料最好选用美国钢铁协会(AISI)编号15-7型不锈钢、ES230型不锈钢(1770型不锈钢)、17-7型不锈钢、275型不锈钢、350型不锈钢、355型不锈钢、465型不锈钢或475型不锈钢等，其中各种不同型式的不锈钢材料的成份及相关固溶条件如下：

当该杆头构件选用15-7型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.09％以下、硅1％以下、锰1％以下、磷0.035％以下、硫0.03％以下、镍6.5％至7.5％、铬14％至16％、铝0.75％至1.5％及钼2.3％至3.0％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量介于23.1至30.8，以及镍当量介于9.7至10.7的15-7型不锈钢材料。又，本实施例所使用的15-7型不锈钢材料的临界温度为1040℃，恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

当该杆头构件选用ES230型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.042％、硅1.53％、锰0.3％、磷0.025％以下、硫0.004％以下、镍7.21％、铬14.7％、铜0.7％、钛0.39％及氮0.009％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量为18.3，以及镍当量为9.1的ES230型不锈钢材料。又，本实施例所使用的ES230型不锈钢材料的临界温度为1040℃，恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

当该杆头构件选用17-7型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.09％以下、硅1％以下、锰1％以下、磷0.04％以下、硫0.03％以下、镍6.5％至7.75％、铬16％至18％及铝0.75％至1.5％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量介于22.1至28.3，以及镍当量介于9.7至11的17-7型不锈钢材料。又，本实施例所使用的17-7型不锈钢材料的临界温度为1040℃，恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

当该杆头构件选用275型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.02％以下、硅0.25％以下、磷0.015％以下、硫0.01％以下、锰0.25％以下、镍10.75％至11.25％、钛1.55至1.80％、铌0.15％至0.3％、钼0.75％至1.25％及铬11.0％至12.5％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量介于15.2至18.1，以及镍当量介于11.5至12的275型不锈钢材料。又，本实施例所使用的275型不锈钢材料的临界温度为980℃，且恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

当该杆头构件选用350型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.07％至0.11％、硅0.5％以下、磷0.04％以下、硫0.03％以下、锰0.5％至1.25％、镍4.0％至5.0％、氮0.07％至0.13％、钼2.50％至3.25％及铬16.0％至17.0％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量介于20.8至22.9，以及镍当量介于8.5至12.8的350型不锈钢材料。又，本实施例所使用的350型不锈钢材料的临界温度为1040℃，恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

当该杆头构件选用355型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.08％至0.15％、硅0.75％以下、磷0.04％以下、硫0.03％以下、镍3.5％至5.0％、铬14.5％至16.0％、氮0.07％至0.13％、钼2.50％至3.25％及锰0.5％至1.25％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量介于19至22.4，以及镍当量介于8.3至14的355型不锈钢材料。又，本实施例所使用的355型不锈钢材料的临界温度为1040℃，恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

当该杆头构件选用465型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.02％以下、硅0.25％以下、磷0.015％以下、硫0.010％以下、锰0.25％以下、镍10.75％至11.25％、钛1.50％至1.80％、钼0.75％至1.25％及铬11.0％至12.5％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量介于14.9至17.6，以及镍当量介于11.5至12的465型不锈钢材料。又，本实施例所使用的465型不锈钢材料的临界温度为980℃，恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

当该杆头构件选用475型不锈钢材料时，其合金的组成比例(以重量百分比wt％计)符合下列条件：碳0.015％以下、硅0.5％以下、磷0.015％以下、硫0.01％以下、锰0.5％以下、镍7.5％至8.5％、钴8.0％至9.0％、铝1.0至1.5％、钼4.5％至5.5％及铬10.5％至11.5％，其余比例则为铁。另依照前述铬当量(Cr equivalent)及镍当量(Ni equivalent)的计算式，也可进一步求得该杆头构件选用铬当量介于23.8至29，以及镍当量介于16.2至18.2的475型不锈钢材料。又，本实施例所使用的475型不锈钢材料的临界温度为1012℃至1040℃，恒温时间控制在40分钟至80分钟，且最好控制在60分钟。

该急速冷却步骤S2是以“水冷”方式急速冷却处于该临界温度以上的杆头构件，其中该“水冷”方式可选择适当的一冷却媒介(例如：液态氮、水、矿物油、植物油或其他流体等)；借此，当利用“水冷”方式急速冷却该杆头构件时，可进一步将高温的γ相保留到室温而不分解为α相，再者，由于急速冷却的速率越快时，可更容易将高温的γ相转变为麻田散体组织(martensite)，进而在后续完成该时效步骤S3后，得到机械强度较强的该杆头构件。

又，当完成该急速冷却步骤S2后，也可先针对该杆头构件进行打弯成型，以有效控制该杆头构件的尺寸精确度，例如：当该杆头构件适用于一打击面板时，即可针对该打击面板进行打弯成型，使该打击面板可更精确的与其他高尔夫杆头部位(如杆头本体)进行装配作业。另外，本发明更可选择适合进行深冷作业的不锈钢材料进行超低温处理，使该杆头构件的温度下降至-73℃，且维持8小时。借此，也可更容易将γ相转变为麻田散体组织(martensite)，以便进行后续该时效步骤S3。该时效步骤S3是再次加热该杆头构件，使冷却后的该杆头本体的温度提升至一热处理温度，该热处理温度介于460℃至538℃，并使该杆头构件的温度维持在该热处理温度至少超过一预定时间，该预定时间最好介于2小时至4小时之间。最后，再选择以自然冷却或利用该冷却媒介的冷却方式，使该杆头构件冷却至室温。另外，15-7型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在482℃；ES230型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在480℃；17-7型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在482℃；275型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在510°至538℃；350型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在482℃；355型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在480℃；465型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在510℃至538℃；475型不锈钢材料所制成的杆头构件的热处理温度最好选择在460℃至538℃。请再参照图1所示，当完成上述本发明较佳实施例的固溶步骤S1、急速冷却步骤S2及时效步骤S3，以制成数个杆头构件后，可进一步选择利用硬焊(brazing)、粘接、嵌设、压合、螺固或其他焊接方式(例如：氩焊、雷射焊接、电子束焊接及电浆焊接)等机械加工方式，将各该杆头构件相互组装结合为一高尔夫杆头成品。

整体而言，本发明高尔夫杆头构件的制造方法主要选用铬当量介于14.9至30.8，镍当量介于8.3至18.2的不锈钢材料制成该杆头构件，并利用“水冷”方式急速冷却该杆头构件，由于“水冷”方式的冷却速度大于“气冷”方式，故可更有效的保留大部分的γ相至室温，以便在完成该时效步骤S3后，可得到机械强度更强的该杆头构件。如表一所示，其为利用“水冷”及“气冷”方式所制成的杆头构件的机械强度对照表(仅以17-4型不锈钢、275型不锈钢、17-7型不锈钢及ES230型不锈钢为例)。显而易见，本发明利用“水冷”方式相对于利用“气冷”方式所制成的杆头构件，在机械强度及硬度上均有明显的提升。

(表一)

如上所述，本发明主要利用“水冷”方式来加速急速冷却的速度，特别是当选用铬当量介于14.9至30.8，镍当量介于8.3至18.2的不锈钢材料时(如表一所列举的275型不锈钢、17-7型不锈钢及ES230型不锈钢等材料)，确实在该急速冷却步骤S2的阶段，可有效的将高温的γ相保留到室温不分解为α相，再进一步转变为麻田散体组织(martensite)，使得完成该时效步骤S3后，所得到的该杆头构件具有较强的机械强度，因此，利用该杆头构件所制成的高尔夫杆头也具有良好的品质。

Claims

1、一种高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：其包含步骤：

选用铬当量介于14.9至30.8，镍当量介于8.3至18.2的不锈钢材料预制一个杆头构件；

加热该杆头构件至开始产生麻田散体组织的一临界温度以上，并使该杆头构件的温度维持在该临界温度以上至少超过一恒温时间；

以水冷方式急速冷却该杆头构件；及

将该杆头构件加热至一个热处理温度，该热处理温度介于460℃至538℃，并恒温2小时至4小时后冷却该杆头构件。

2、依据权利要求1所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：以水冷方式急速冷却该杆头构件后，针对该杆头构件进行打弯成型。

3、依据权利要求1所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：以水冷方式急速冷却该杆头构件后，针对该杆头构件进行超低温处理。

4、依据权利要求3所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该超低温处理使该杆头构件的温度下降至-73℃，且维持8小时。

5、依据权利要求1所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件为打击面板。

6、依据权利要求1所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度介于980℃至1040℃。

7、依据权利要求1、2、3、4、5或6所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量介于23.1至30.8，镍当量介于9.7至10.7的15-7型不锈钢材料。

8、依据权利要求7所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该15-7型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.09％以下、硅1％以下、锰1％以下、磷0.035％以下、硫0.03％以下、镍6.5％至7.5％、铬14％至16％、铝0.75％至1.5％及钼2.3％至3.0％，其余比例为铁。

9、依据权利要求8所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度为1040℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟。

10、依据权利要求1、2、3、4、5或6所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量为18.3，镍当量为9.1的ES230型不锈钢材料。

11、依据权利要求10所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该ES230型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.042％、硅1.53％、锰0.3％、磷0.025％以下、硫0.004％以下、镍7.21％、铬14.7％、铜0.7％、钛0.39％及氮0.009％，其余比例为铁。

12、依据权利要求11所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度为1040℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟。

13、依据权利要求1、2、3、4、5或6所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量介于22.1至28.3，镍当量介于9.7至11的17-7型不锈钢材料。

14、依据权利要求13所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该17-7型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.09％以下、硅1％以下、锰1％以下、磷0.04％以下、硫0.03％以下、镍6.5％至7.75％、铬16％至18％及铝0.75％至1.5％，其余比例为铁。

15、依据权利要求14所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度为1040℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟。

16、依据权利要求1、2、3、4、5或6所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量介于15.2至18.1，镍当量介于11.5至12的275型不锈钢材料。

17、依据权利要求16所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该275型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.02％以下、硅0.25％以下、磷0.015％以下、硫0.01％以下、锰0.25％以下、镍10.75％至11.25％、钛1.55至1.80％、铌0.15％至0.3％、钼0.75％至1.25％及铬11.0％至12.5％，其余比例为铁。

18、依据权利要求17所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度为980℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟。

19、依据权利要求1、2、3、4、5或6所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量介于20.8至22.9，镍当量介于8.5至12.8的350型不锈钢材料。

20、依据权利要求19所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该350型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.07％至0.11％、硅0.5％以下、磷0.04％以下、硫0.03％以下、锰0.5％至1.25％、镍4.0％至5.0％、氮0.07％至0.13％、钼2.50％至3.25％及铬16.0％至17.0％，其余比例为铁。

21、依据权利要求20所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度为1040℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟以内。

22、依据权利要求1、2、3、4、5或6项所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量介于19至22.4，镍当量介于8.3至14的355型不锈钢材料。

23、依据权利要求22所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该355型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.08％至0.15％、硅0.75％以下、磷0.04％以下、硫0.03％以下、镍3.5％至5.0％、铬14.5％至16.0％、氮0.07％至0.13％、钼2.50％至3.25％及锰0.5％至1.25％，其余比例为铁。

24、依据权利要求23所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度为1040℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟以内。

25、依据权利要求1、2、3、4、5或6所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量介于14.9至17.6，镍当量介于11.5至12的465型不锈钢材料。

26、依据权利要求25所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该465型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.02％以下、硅0.25％以下、磷0.015％以下、硫0.010％以下、锰0.25％以下、镍10.75％至11.25％、钛1.50％至1.80％、钼0.75％至1.25％及铬11.0％至12.5％，其余比例为铁。

27、依据权利要求26所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度为980℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟。

28、依据权利要求1、2、3、4、5或6所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该杆头构件选用铬当量介于23.8至29，镍当量介于16.2至18.2的475型不锈钢材料。

29、依据权利要求28所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该475型不锈钢材料的组成比例，包含以重量百分比计的碳0.015％以下、硅0.5％以下、磷0.015％以下、硫0.01％以下、锰0.5％以下、镍7.5％至8.5％、钴8.0％至9.0％、铝1.0至1.5％、钼4.5％至5.5％及铬10.5％至11.5％，其余比例为铁。

30、依据权利要求29所述的高尔夫杆头构件的制造方法，其特征在于：该临界温度介于1012℃至1040℃，该恒温时间控制在40分钟至80分钟以内。