CN104248833B - 共锻高尔夫球杆头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共锻的铁型高尔夫球球杆。更具体地说，本发明公开了一种共锻的铁型高尔夫球球杆，其具有由第一材料制成的本体部分和至少一个重量调整部分，该重量调整部分在不需要辅助连接或机械加工的情况下被一体地装入到共锻铁型的高尔夫球球杆的本体部分内。本发明由预成型坯料制造铁型高尔夫球球杆头，该坯料在实际锻造工艺之前已经包含两种或两种以上的材料，其结果是形成多种混合材料的高尔夫球杆头，不需要任何后续制造工艺，例如机械加工、焊接、型锻、粘接等。

Description

共锻高尔夫球杆头及其制造方法

交叉引用相关申请

本申请是2011年11月28日提交的申请号为13/305,087美国专利的部分继续申请，该申请公开的内容以全文引用的方式包含在本申请内。

技术领域

本发明总体上涉及一种由两种或两种以上的材料制成的共锻高尔夫球杆头和制造这种高尔夫球杆头的方法。更具体地说，本发明涉及由预成型坯料制造铁型高尔夫球杆头，该坯料在实际锻造工艺之前已经包含两种或两种以上的材料，其结果是形成多种混合材料的高尔夫球杆头，不需要任何后续制造工艺，例如机械加工、焊接、型锻、粘接等。

背景技术

高尔夫球很难！当普通水平的球员挥动高尔夫球杆时，他或她在挥动高尔夫球杆时会出现意料不到的变化，导致众多偏心击打，这与直接中心击打相比导致成绩的降低。然而，在试图使普通水平的球员更加享受这项十分困难的运动，高尔夫球杆设计者提出了独特的高尔夫球杆设计，其能够减轻不完美的高尔夫挥杆的严酷事实。

在一个早先的实例中，Igarashi的美国专利4,523,759公开了一种周边加重的空心高尔夫铁杆，其具有泡沫芯，该泡沫芯具有向矩心集中的有效击球区，力图使高尔夫运动更容易。将高尔夫球杆的重量分布在周边使高尔夫球杆头的转动惯量（MOI）增强，减少当高尔夫球杆撞击高尔夫球时，高尔夫球杆的不良扭转。

Doran等人的美国专利4,809,977示出了另一个实施例，其试图通过在高尔夫球杆头的跟部和趾部设置额外的重量来增加高尔夫球杆头的转动惯量。通过增加跟部和趾部的重量来实现高尔夫球杆头的转动惯量的增加，可以进一步防止高尔夫球杆在跟部和趾部方向上的扭转，这减轻了将高尔夫球偏离期望轨道的不良效果。

虽然为普通水平的球员增加高尔夫球杆的包容性和可玩性的初步尝试是值得赞赏的，但它没有通过使用不同材料来形成高尔夫球杆头的不同部分而获得极限的包容性。在一个实施例中，Takeda的美国专利5,885,170展示了使用多种材料来更极限地调整质量特性的优点。更确切的说，美国专利5,885,170教导了一种本体，其具有表面和插鞘，该表面由一种材料形成，而插鞘由与杆头本体的比重不同的另一种材料形成。Helmstetter等人的美国专利6,434,811展示了另一种利用多种材料来改进高尔夫球杆头性能的实施例，其通过在高尔夫球杆头上设置配重系统来实现，该配重系统在整体的高尔夫球杆头形成后与其结合。

最近，将多种材料结合到高尔夫球杆头的改进已显著成熟，通过使用机械加工腔将多种不同特性的复合材料结合到高尔夫球杆头中。更确切地说，Cole等人的美国专利7,938,739公开了一种具有与高尔夫球杆头集成的空腔的高尔夫球杆头，其中，该空腔由跟部区域向趾部区域延伸，沿着高尔夫球杆头的背面的下部延伸，大致平行于击打面延伸，并且关于在跟部区域和趾部区域之间的横贯高尔夫球杆头的中心线大致对称。

然而，因为在本体已经完成后将多种材料引入到高尔夫球杆，在不同材料之间的界面的公差可能导致改变高尔夫球杆头的触感产生不良的副作用。Hettinger等人的美国专利6,095,931证实了这种通过使用多种不同成分而牺牲触感的不良副作用。美国专利6,095,931通过在高尔夫球杆头和包括击打前部的主体部分之间提供隔离层解决了这个问题。

Kubota的美国专利7,828,674认识到这个问题的严重性，其描述了具有粘弹性元素的空心高尔夫球杆头会让水平更好的球员感觉轻且中空，因此他们不喜欢这种高尔夫球杆。美国专利7,828,674通过结合嵌入和/或压入仅使用金属罩密封的金属形成的凹部的镁块解决了这种复合材料的高尔夫球杆的缺陷。

尽管上述所有的为了改进高尔夫球杆头性能的尝试都试图同时使高尔夫球杆触感的牺牲最小化，所有的这些方法都需要大量的后续制造工艺，这些后续制造工艺在杆头中产生用于结合第二种材料的空腔和凹槽。这些类型的辅助工艺不仅昂贵，而且在多种成分之间保持足够紧密的公差来确保一体成型的高尔夫球杆头通常具有的坚实的触感是十分困难的。

因此，可以从上内容看出，尽管触感所有制备高尔夫球杆头的改进都可以在不牺牲传统球杆头具有的触感的情况下使其包容性更好，但是在不使用会导致不良触感的后续工艺的情况下，现有技术不能触感制造出这样的球杆。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种锻造的高尔夫球杆头，其包括由第一材料制成的具有击打面的本体部分，和由第二材料制成的装在本体部分内的至少一个重量调整部分，其中至少一个重量调整部分在没有任何辅助连接操作的情况下被一体地装入高尔夫球杆头的本体部分内。

本发明的另一个方面涉及一种锻造的高尔夫球杆头的方法，该方法包括以下步骤：用第一材料制备圆柱型坯料；在圆柱形坯料中加工出一个或多个空腔；使用第二材料部分填充一个或多个空腔来制造重量调整部分；使用第一材料填充一个或多个空腔剩余的空间来封装重量调整部分；并且锻造圆柱形坯料以制造高尔夫球杆头的本体部分；其中本体部分在没有任何辅助连接操作的情况下，将重量调整部分装入高尔夫球杆头的本体内。

本发明的另一个方面涉及一种锻造的高尔夫球杆头，其包括由第一材料制成的具有击打面的本体部分，和装入本体部分中的由第二材料制成的至少一个重量调整部分，其中，所述至少一个重量调整部分在没有任何辅助连接操作的情况下，一体地装入本体部分内。该第一材料在第一锻造温度下具有第一流动应力，第二材料在第二锻造温度下具有第二流动应力，其中第一流动应力和第二流动应力基本上彼此相同，第一锻造温度和第二锻造温度基本上彼此相同。该第一材料具有第一热膨胀系数，该第二材料具有第二热膨胀系数，其中第一热膨胀系数大于或等于第二热膨胀系数。

本发明的这些和其他特征、方面和优势将通过参考下述附图、说明和权利要求更好地理解。

附图说明

下面根据附图描述本发明，本发明的前述和其他特征及优势将更加明显。这些附图在此引入并构成本说明书的一部分，进一步用于解释本发明的 原理，并且使得相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。

附图的图1示出根据本发明示例性的实施例的共锻高尔夫球杆头的透视图；

图2A-2D示出了根据本发明示例性的实施例的用于制造高尔夫球杆头的预成型坯料透视图；

图3A-3D示出了根据本发明示例性的实施例的用于制造高尔夫球杆头的预成型坯料透视图；

图4A-4D示出了根据本发明示例性的实施例的用于制造高尔夫球杆头的预成型坯料透视图；

图5A-5D示出了根据本发明示例性的实施例的用于制造高尔夫球杆头的预成型坯料透视图；

图6示出了使用根据本发明的进一步可选的实施例的多步骤共锻方法制造的高尔夫球杆头的分解的后透视图；

图7示出了使用根据本发明的进一步可选的实施例的多步骤共锻方法制造的高尔夫球杆头的分解的前透视图；

图8示出了根据本发明的可选的实施例，在制造高尔夫球杆头的多步骤共锻方法中使用的预成型坯料；

图9示出了根据本发明的可选的实施例，在多步骤共锻过程的一个步骤中的弯曲预成型坯料；

图10A和10B示出了根据本发明的可选的实施例，在多步骤共锻过程的一个步骤中的高尔夫球杆头的后视和前视图；

图11A和11B示出了根据本发明的可选的实施例，在多步骤共锻过程的一个步骤中的高尔夫球杆头的后视和前视图；

图12A和12B示出了根据本发明的可选的实施例，在多步骤共锻过程的一个步骤中的高尔夫球杆头的后视分解图和前视分解图；

图13A和13B示出了根据本发明的可选的实施例，在多步骤共锻过程的一个步骤中的高尔夫球杆头的后视和前视图；和

图14A和14B示出了根据本发明的可选的实施例，在多步骤共锻之后完成的高尔夫球杆头的后视和前视图。

具体实施方式

下面的详细描述是目前实施本发明的最佳预期模式。该描述不应被视为是限制意义的，而是仅仅用于说明本发明的一般原理的目的，因为本发明的范围是由所附的权利要求最佳限定的。

下面描述各种发明的特征，每一个特征都可以彼此独立地使用或与其他特征相结合使用。然而，任何单一的发明的特征可能无法解决上述任意一个问题或全部问题，或者只能解决上述问题之一。进一步地说，通过下述的特征可能无法完全解决上述的一个或多个问题。

根据本发明的示例性的实施例，附图的图1示出了高尔夫球杆头100的透视图。图1中示出的高尔夫球杆头100通常包括本体部分102和插鞘（hosel）部分104，本体部分102具有多个单独可辨认的组件例如顶线（topline）部分106、底部108、跟部110和趾部112。根据本发明的示例性实施例的高尔夫球杆头100通常包括至少一个装在高尔夫球杆头100的本体部分102之中的重量调整部分。在优选的实施例中，在不脱离本发明的范围和内容的情况下，重量调整部分可以一体地装入本体部分102中以确保将重量调整部分固定在本体部分102中。由于重量调整部分被一体地装入高尔夫球杆头100的本体部分102中，这些重量调整部分在附图的图1中是不可见的。但是，当给出不同的视图时，这些重量调整部分将在后面的图中详细示出。

在参考后续的附图之前，值得在此强调的是，目前的高尔夫球杆头100是使用锻造工艺制造的，不需要任何后续精加工操作结合所述重量。这确立了一个重要的特性，由于使用例如铸造等可选的制造工艺来达到与一体地装入重量调整部分相同的效果是十分困难的。如在本发明中所述的“一体地装入”通常定义为将特定的内部组件装入单独的外部组件内，并且在成品中没有接头或接缝。对于本发明，在高尔夫球杆头100的本体部分102中“一体地装入”重量调整部分通常是指将重量调整部分设置在高尔夫球杆头的本体部分102内部并且没有接头或接缝的能力，接头和接缝通常需要后续制造工艺，例如铣削、焊接、钎焊、粘接或型锻等。

这里还值得注意的是，在不脱离本发明范围和内容的情况下，在本发明的当前定义范围内的“一体地装入”的重量可以使在成品中内部重量的某个 方面暴露，以显示出重量调整部分的存在。更为具体地说，“一体地装入”指的是用于制造如上所述的最终产品的方法，并不一定限于视觉上隐藏重量调整构件。

图2A-2D示出了根据本发明的示例实施例的用于制造共锻高尔夫球杆头200的方法。更具体地说，图2A-2D示出了涉及由原坯料201形成成品的高尔夫球杆头200所包含的锻造步骤。

图2A示出了根据本发明的示例实施例的预成型坯料201。如图2A中可以看出，该预成型坯料201通常最初是由第一材料形成的圆柱形杆，因为其常用于高尔夫球杆头200的锻造。为了制造能一体地装入高尔夫球杆头200的本体部分202中的重量调整部分215，在预成型坯料201内部加工出一个或多个空腔216。在图2A中示出的当前示例性实施例中，在预成型坯料201的端部中机加工出两个空腔216。预成型坯料201内部的空腔216的位置和形状是重要的，因为它与锻造后的高尔夫球杆头200内部的重量调整部分215的最终位置直接相关。

参见图2B，可以看出，一旦机加工出空腔216，空腔216部分填充有与第一材料密度不同的第二材料，以制造重量调整部分215。与上面的讨论类似，重量调整部分215的位置、大小和形状与空腔216的位置、大小和形状同样重要，因为在预成型的坯料201中的重量调整部分215与高尔夫球杆头中的重量调整部分的最终静止位置相关。

最后，图2C示出了预成型坯料201的最终阶段，此时，空腔216的剩余空间由第一材料填满并且通过例如焊接、钎焊和型锻的传统连接方法密封。密封空腔216使重量调整部分215能够一体地装入预成型坯料201的本体中，这使得能够将同样的重量调整部分215一体地装入锻造工艺之后的高尔夫球杆头200的本体202中。在填充空腔216之后，预成型坯料201经受了与高尔夫球杆头200的锻造相关的常规锻造工艺。虽然锻造高尔夫球杆头200涉及的基本步骤对理解本发明十分重要，它涉及一种相对陈旧和既定的技术，本申请中不再对此过多深入细节。关于涉及没有一体地装入重量调整部分的基本的高尔夫球杆头的锻造步骤更详细的信息可以在Cornell的美国专利3,825,991和Iwata等人的美国专利6,666,779中找到，这两个专利所公开的内容都通过引用其整体引入。

虽然上述讨论是关于锻造高尔夫球杆，通过引用很好的描述了实际的锻造工艺，它也没有解决与当前发明有关的共锻工艺附带的问题，其中在锻造工艺中涉及两种不同材料。更为特别地，因为重量调整部分215是由第二材料制成的，所述第二材料与用于制造预成型坯料201的剩余部分的第一材料不同，所以必须特别注意确保不同的材料能够锻造在一起形成高尔夫球杆头200。因此，为了选择能够共锻在一起的两种聚合材料，该第一材料和第二材料通常要求具有与流动应力和其热膨胀系数有关的特殊的材料特性。虽然最优选的是这两种材料为保持锻造一致性而具有相同的材料特性，但使用相同的材料不能提供本发明的原理所需的任何重量调节效用。

首先，为了使金属材料具有能够共锻在一起的能力，需要适当地考虑每种材料各自的流动应力。材料的流动应力通常可以定义为使材料持续变形（即保持金属流动）所需的瞬时值，由两种不同材料制造结合锻造部件需要当它们经受锻造工艺时的应力以相对相同的速度流动。众所周知的是，材料的流动应力通常是屈服强度的函数，材料的流动应力通常概括为以下的公式（1）：

Y_f＝Keⁿ 方程式（1）

其中

Y_f=流动应力（MPa）

K=应变系数（MPa）

N=应变硬化指数

除上述方程式之外，值得在此提及的是，材料的流动应力可以不解释为在真空中的流动应力，更确切的说是材料锻造温度的函数。因此，本发明的当前示例性实施例中，第一材料在其第一锻造温度下的第一流动应力与第二材料的在其第二锻造温度下的第二流动应力大致相当但不相同，第一锻造温度和第二锻造温度大致相当。更为特别地，在更详细的实施例中，第一材料可以是1025钢，其在大约1200℃的锻造温度下具有大约10ksi（千磅每平方英寸）的第一流动应力，同时第二材料可以是铌材料，其在大约1100℃的锻造温度下具有大约12ksi的第二流动应力。

虽然在本发明上述的示例性实施例中，第一材料可以是1025钢，第二材料可以是铌材料，但是在不超出本发明的范围和内容的情况下，只要是在 类似的锻造温度下具有类似的流动应力的其他多种材料也可以使用。或者说，只要第二流动应力不高于或者不低于第一流动应力的20%，那么任何两种材料都可以用于当前的工锻工艺中。

如前述，除了流动应力之外，第一和第二材料的热膨胀系数也对适当地共锻两种不同材料十分重要。更确切地说，第一材料的第一热膨胀系数通常要大于或者至少等于第二材料的第二热膨胀系数。因为热膨胀系数也涉及锻造之后的材料收缩，重要的是，一体地封装第二材料的第一材料具有高热膨胀系数用于防止在材料的界面部分形成空隙。在本发明的更为详细的实施例中，第一材料可以是1025不锈钢，其具有大约8.0μin/in°F热膨胀系数，同时第二材料可以是铌，其具有大约3.94μin/in°F第二热膨胀系数。

值得注意的是，尽管在上述示例性实施例中，第二热膨胀系数小于第一热膨胀系数，但是在不脱离本发明范围和内容的情况下，该数据可以是相同的，以实现两种材料的完美配合。事实上，在本发明的示例性实施例中，优选第一材料和第二材料具有同样的热膨胀系数，因为外部材料在内部材料上的过度收缩可能会导致两种材料的界面部分产生额外的应力。

可选地，尝试提供不同的重量特征，第二材料可以由6-4钛材料制成，以降低重量调整部分215的重量。钛材料在大约1100℃的锻造温度下通常具有大约10ksi的流动应力和大约6.1μin/in°F热膨胀系数。

现在，对锻造工艺和涉及不同材料共锻特别关注的问题已经进行讨论，附图的图2D示出了使用上述共锻工艺制造完成的高尔夫球杆头200的透视图，其中高尔夫球杆头200在本体部分202中一体地装入至少一个重量调整部分215。更为特别地，在本发明的当前示例性实施例中，重量调整部分215位于高尔夫球杆头200的跟部210和趾部212附近。将重量调整部分215设置为在跟部210和趾部212的附近使得高尔夫球杆头200在不需要任何辅助连接操作的情况下具有增加的转动惯量（MOI），这将导致在击打高尔夫球时产生更为一致的触感。

在进行涉及本发明不同实施例的讨论之前，在此值得注意的是，高尔夫球杆头200的本体部分202内的重量调整部分215的确切位置在每个不同的高尔夫球杆头中稍有不同，这是本发明共锻工艺包含不同材料的结果。更为特别地，重量调整部分215的确切位置在每个高尔夫球杆200中也不同，因 为第一材料和第二材料的流动应力会帮助确定重量调整部分215的最终位置。除了以上所述，值得注意的是，在高尔夫球杆头200的重量调整部分215和本体部分202之间的界面通常可以是不规则界面，其具有锯齿状边界以表明整个高尔夫球杆头200经过共锻。这明显不同于通过例如铣削和钻削的后续加工辅助操作制造的空腔，通过后续加工辅助操作制造的空腔通常具有两种不同材料的清楚的分界线。

附图的图3A-3D示出了本发明的可选实施例，其中两个单独的重量调整部分314和315位于预成型坯料301的不同部分以制造具有不同性能标准的高尔夫球杆头300。更为特别地，在图3D中示出的高尔夫球杆头300在高尔夫球杆头300的顶线部分306附近具有轻的重量调整部分314，在高尔夫球杆头300的底部308附近具有重的重量调整部分315，以帮助降低高尔夫球杆头300的重心（CG）从而有助于当前发明的高尔夫球杆头300的击球和旋转的特性。

与前面类似，图3A-3C示出了本发明高尔夫球杆头300的构造过程，该过程由预成型坯料301开始。更具体地，图3A示出了根据本发明的示例性实施例的预成型坯料301的透视图，其中，在坯料301的关键位置钻出多个空腔316。值得注意的是，在当前示例性实施例中，在预成型坯料301的上部和下部附近钻出多个空腔316，而不是在每个末端钻出空腔316，因为这种具体实施例关注于通过将重量从高尔夫球杆头300的顶线部分306向高尔夫球杆头300的底部308移动来降低高尔夫球杆头300的重心。

附图的图3B示出了两个位于图3A制成的空腔316中的重量调节部分314和315。虽然，当希望降低重心时，通常希望高尔夫球杆头300上部附近的重量最小化，但是本发明的当前实施例的上部空腔316也不能是完全空的，因为全部预成型坯料301将最终锻造成高尔夫球杆头300的形状，这会造成任意的空的空腔316的倒塌。因此，在本发明的当前示例性实施例中，上部空腔316填充有轻的重量调整部分314，同时下部空腔316填充有重的重量调整部分315。轻的重量调整部分314通常由具有第三密度的第三材料制成，其中重的重量调整部分315通常由具有第二密度的第二材料制成。在本发明的示例性实施例中，第三密度通常小于7.0g/cc，其中第二密度通常大于7.8g/cc；同时用于形成高尔夫球杆头300的本体部分302的第一材料 通常具有大约7.8g/cc的第一密度。

附图的图3C示出了预成型坯料301的最终阶段，其在预成型坯料301的内部空腔316中一体地装入重量调整部分314和315。更为特别地，图3C示出的预成型坯料的制造涉及在空腔316的剩余空间填充第一材料以将重量调整部分315和316装入预成型坯料301中。与前述讨论类似，在图3D中示出预成型坯料301随后被锻造生产高尔夫球杆头300，其中重量调整部分314和315一体地装入在高尔夫球杆头300的本体部分302。

与上述方法类似，在第一材料中生产的空腔中的第三材料的共锻，第三材料通常需要具有与第一材料的第一流动应力类似的第三流动应力，并且第三热膨胀系数小于第一材料的第一热膨胀系数。更为特别地，在本发明的示例性实施例中，第三材料可以是6-4钛材料，其在约1100℃的锻造温度下具有大约10ksi的第三流动应力，并且具有大约6.1μin/in°F的第三热膨胀系数。

虽然图2A-2D和图3A-3D示出了本发明不同的实施例，分别用于获得更高的MOI和更低CG，但是这些特征也不是彼此相互排斥的。事实上，如图4A-4D示出的本发明的进一步可选的实施例，不超出本发明的范围和内容的情况下，特征可以取自上述讨论的实施例，以制造具有更高MOI和更低CG的共锻高尔夫球杆头。更具体地，图4A-4D示出了在高尔夫球杆400的上部406附近结合轻的重量调整部分414并且在高尔夫球杆头400的趾部412和跟部410附近结合两种或更多种重的重量调整部分415，以生产具有更高MOI和更低CG的高尔夫球杆所需的步骤。

附图的图5A-5D示出了本发明进一步可选实施例，其中，高尔夫球杆头500的本体部分502可以包括一体地装入的重量调整部分514。在本发明的当前示例性实施例中，重量调整部分515可以具有相对大的尺寸，当锻造工艺完成时，使其能够替代高尔夫球杆头500的本体部分502的大部分。在本发明的当前可选示例性实施例中，一体地装入的重量调整部分514通常可以由具有第三密度的第三材料制成，该第三密度显著低于用于形成高尔夫球杆头500本体部分502的第一材料的第一密度，使重量从高尔夫球杆头500本体部分502中移除。因为用于形成重量调整部分514的轻的第三材料与第一材料相比通常相对较软，因此一般将重量调整部分514一体地装入高尔夫球杆头500的内部本体，在不牺牲触感的情况下达到重量的显著减轻。

更具体地，附图的图5A类似于前面的附图，示出了预成型坯料501。然而，在当前示例性实施例中，在预成型坯料501本身内部的空腔506明显较大。在图5B中，该大的空腔506之后可以用重量调整部分514填充用来调整高尔夫球杆头500的重量、密度和整体触感。在图5C中，类似于上面所述，在整个预成型坯料501经受锻造工艺以制造高尔夫球杆头500之前，空腔516的剩余空间填充了原始第一材料。

在此，值得注意的是，在当前示例性实施例中，高尔夫球杆头500的插鞘部分504特意用常规的第一材料制成，因为用于形成重量调整部分514的第二材料的弯曲特性通常不适合铁型高尔夫球杆头500的弯曲要求。更为特别地，用于形成重量调整部分514的第三材料可以是密度小于7.10g/cc的轻质铁铝材料，优选地小于7.05g/cc，更为优选地小于7.00g/cc，都没有超出本发明的范围和内容。然而，在没有超出本发明的范围和内容的情况下，只要第三材料的密度在上述范围内，许多其他材料也可以作为用于形成重量调整部分514的第三材料。

附图的图6示出了根据本发明的进一步可选的使用多步骤共锻工艺的实施例的高尔夫球杆头600的分解的后透视图。这种多步骤共锻工艺的详细内容将在随后的图8-14中描述，该工艺改善了在高尔夫球杆头600的不同部件内部精确定位不同重量构件的能力。这种精确定位重量构件的能力的提高不仅为多种不同材料锻造在一起提供了可能，在从前由于材料固有的限制这是不可能的，而且还使高尔夫球杆600的性能特点较之从前有了更多改进。

更为特别地，附图的图6示出了使用多步骤共锻工艺制造的共锻高尔夫球杆头600。高尔夫球杆头600对应于其各自的空腔616在高尔夫球杆头600的跟部610和趾部612具有密度更大的重量调整部分615。重量调整部分615与盖617相结合为了使重量调整部分615在共锻工艺过程中与高尔夫球杆头600的本体保持在一起。值得注意的是，当前示例性高尔夫球杆头600使用多步骤共锻工艺来安装重的重量调整部分615而不需要例如焊接、钎焊、型锻或类似的后续加工。如前面提到的，利用这种共锻工艺的好处是材料的均匀性和一致性，其成就了卓越的性能和触感。然而，除了上述阐述的好处，本发明的当前的实施例使重的重量调节部分615放置在高尔夫球杆头600 的末端，进一步改进了高尔夫球杆头600的重心位置以及转动惯量。

如附图的图7示出了根据本发明的进一步可选实施例的高尔夫球杆头700的分解的前透视图。更具体地，在多步骤共锻工艺中，高尔夫球杆头700在高尔夫球杆头700的击打面718部分的后面空腔716的内部结合轻质重量调整部分714。在本发明的当前示例性实施例中，根据前述的精密的共锻工艺，能够更精确的设置轻质重量调整部分714的位置和布局，因此创造了降低高尔夫球杆头700的击打面718部分的重量的机会。为了理解当前多步骤共锻工艺，以下呈现的图8-14详细说明了涉及多步骤共锻工艺的步骤。

附图的图8与之前的图2-5类似，示出了用于生产锻造高尔夫球杆头的预成型坯料801。将这种锻造坯料801弯曲成如图9所示的L型，由为钢模制备坯料901开始所述锻造工艺。图10a和10b示出了高尔夫球杆头1000的前视图和后视图，其经受了多步骤共锻工艺的第一步。在这个预备步骤中，将坯料锻造成型，该形状大致类似于高尔夫球杆头1000。事实上，即使在初期阶段，也可以看出高尔夫球杆头1000的形状，因为其已经具有插鞘部分1004、跟部1010和趾部1012。在图10a示出的高尔夫球杆头1000的后视图中，从高尔夫球杆头的跟部1010和趾部1012已经可以看到空腔1016的初步痕迹，同时在图10b中示出的高尔夫球杆头1000的前视图中也可以在击打面的附近看到空腔1016。

在初始锻造步骤之后，可以从高尔夫球杆头1000上去除附加的装饰（trim）1030，并且随后经受另一个毛坯锻造步骤。在锻造过程中，多余的材料可以从钢模的界限向外流出，导致俗称的“闪光”。可以在各个多锻造步骤之间去除掉这种如前面所述的闪光材料(flash material)，以在后续步骤中促进附着至钢模。

该第二锻造步骤的结果能够从如图11a和11b中示出。如在图11a和11b中能够看到的，在当前状态下的高尔夫球杆头1100开始呈现出更为接近类似于最终产品的形状。除了更加确定整体形状外，空腔1116的边界和形状也开始呈现出各自的形状。在第二锻造步骤之后，在高尔夫球杆头1100经受最终锻造步骤之前，能够将重量调整部分添加到特定的空腔1116中。

图12a和12b能够更清楚地示出了高尔夫球杆头1100上的空腔1116的重量调整部分之间的关系。在此，从图12a和12b能够看到，可以用重量调 整部分1215填充高尔夫球杆头1200的后部的空腔1216，所述重量调整部分1215通常具有比高尔夫球杆头1200的本体更高的密度。该高密度重量调整部分1215通常可以覆盖有盖1217，该盖1217由与高尔夫球杆头1200类似的材料制成，使得高密度重量调整部分1215保持在空腔1216之内。在高尔夫球杆头1200的前部，空腔1216可以填充比高尔夫球杆头1200的本体部分密度更低的重量调整构件1214。类似于后部，可以将这种重量调整部分1214固定在具有还作为打击面1218的机构的盖的空腔1216中。类似于盖1217，击打面1218可以由与高尔夫球杆头1200的本体类似的材料制成。将盖1217和击打面1218以与高尔夫球杆头1200的本体剩余部分相同的材料制成是有利的，因为其使得可以将这两种组件焊接到高尔夫球杆头1200的本体部分。将这些组件焊接到适当的位置，允许在最终锻造步骤完成当前多步骤共锻工艺之前，将重量调整部分1215固定到其各自的空腔1216。

在本发明的可选实施例中，盖1217甚至不一定需要完全覆盖空腔1216和重量调整构件1214。事实上，在本发明的可选实施例中，盖1217只需要一定程度上部分覆盖重量调整部分1215，这充分防止了重量调整部分1215从高尔夫球杆头1200的本体分离。

这个过程包含的最终锻造过程通常是制造能够认为是“共锻”的高尔夫球杆头1200，因为此时的高尔夫球杆头1200包含能够在最后步骤中锻造在一起的两种或多种不同的材料。图13a和13b示出了高尔夫球杆头1300在其完成最终共锻步骤后的结果。在当前状态下，高尔夫球杆头1300为其最终形状，重量调整构件1316和1314全部通过盖1317和击打面板1318一体地装入其各自的空腔中。即使高尔夫球杆头1300可以采取它们的形状，在高尔夫球杆头1300的周围仍然存在多余的闪光1330，需要在高尔夫球杆头1300成为其最终形状之前对其进行修整。

图14a和14b示出了完成的高尔夫球杆头1400作为共锻工艺的结果。在图14a和14b中可以看出，多余的闪光1330已经经过休整，提高了高尔夫球杆头1400的美感。如前面提到的，由于这种共锻工艺，重量调整部分1416和1418通过盖1417和击打面板1318无缝地且一体地装入高尔夫球杆头1400的本体。如前面讨论的，通过这种共锻工艺将重量调整部分1416无缝地且一体地装入高尔夫球杆头1400的本体中的优点是防止剧烈震动并 改善高尔夫球杆头1400的坚实触感。事实上，利用这种工艺，当前高尔夫球杆头可以达到利用传统锻造方法锻造的单锻高尔夫球杆头无法实现的触感。

换句话说，可以这样讲，当前多步骤共锻方法在位重量调整部分1416和1418其所在的空腔1216（见图12）的之间创建独特的关系。更为特别地，可以说重量调整部分1416的外表面面积通常与空腔1216的内表面面积相同。空腔1216通常可以包括用于完成空腔1216的任意的盖1217或面板1218的表面区域，该空腔1216由粗锻造步骤生产。（参见图12）即使空腔1216和重量调整部分1416之间的对称形状和表面面积可能并不像创新成就，现实的情况是，除非涉及共锻步骤，这种在两种组件之间的无缝界面是无法达到的。考虑到用于高尔夫球杆头不同部件的材料的结合限制，目前创新的共锻方法是仅有的在这些组件之间达成无缝界面的方法。

除以上所述之外，当前多步骤共锻工艺可能与纯共锻工艺不同，其不再需要在不同材料之间的两种材料具有类似的流动应力。材料需要具有类似流动应力的这种限制的消除可能是有利地，因为其允许使用的材料范围更广泛，尤其当其涉及到提供极端重量效用的特殊材料，例如钨。当前多步骤共锻工艺能够在使用最终的盖型材料来填充空腔周围的缝隙以完成在盖型材料内装入重量调整部分之前，通过对重量锻造空腔达成上述效果。尽管取消了材料具有相似流动应力的限制，对第二材料具有比第一材料更小的热膨胀系数的限制仍然存在于这种多步骤共锻工艺中。这种限制仍然存在，因为第二材料，即使通过盖装在空腔中，仍然经受了与外部第一材料一样的锻造温度。第二材料的任何多余的膨胀都会降低盖的结构刚性，导致在结合工艺中潜在的失败。

除了在操作实例中，或除非另有明确规定，所有数值范围、数量、值和百分比，例如那些材料的数量、转动惯量、重心位置、球杆面角度、拔模角度、各种性能比和其他在说明书之前的部分可以被解读为前面以术语“大约”开始，甚至即使术语“大约”没明确出现在值、数量或范围中。因此，除非有相反的说明，在前述说明书中阐述的数值参数和附属权利要求是近似值，其根据希望通过本发明获得的性能可能发生变化。起码，本申请并且不试图限制在权利要求范围中等同原则的应用，每个参数值应当至少按照记录的有 效数字和通过应用常规的四舍五入来解释。

尽管用于描述本发明的宽范围的数值范围和参数设置是近似值，但在具体实施例中阐述的数值尽可能记录精确。然而，任何数值，固有地包含一定误差，该误差由其各自的实验测量中形成标准偏差导致。此外，当在此阐述不同范围的数值时，可以预期的是，可以使用包含所描述数值在内的这些数值的任意组合。

当然，可以理解的是，在不超出在下述权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下前述涉及本发明示例性实施例，可以做出修改。

Claims (19)

1.一种锻造的高尔夫球杆头，其包括：

由第一材料制成的本体部分，其具有至少一个空腔；

由第二材料制成的至少一个重量调整部分，该重量调整部分装入所述本体部分中；和

由所述第一材料制成的盖，其至少部分封闭所述空腔，所述盖至少部分覆盖所述重量调整部分；

其中，将所述至少一个重量调整部分一体地装入所述本体部分；并且

其中，所述至少一个重量调整部分的外表面面积等于所述至少一个空腔的内表面面积。

2.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头，其中，所述第二材料的密度比所述第一材料的密度更高。

3.根据权利要求2所述的高尔夫球杆头，其中，所述至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的底部附近。

4.根据权利要求3所述的高尔夫球杆头，其中，所述至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的所述底部的跟部附近。

5.根据权利要求3所述的高尔夫球杆头，其中，所述至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的所述底部的趾部附近。

6.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头，其中，所述第一材料具有第一热膨胀系数，并且第二材料具有第二热膨胀系数；

其中第一热膨胀系数大于或等于所述第二热膨胀系数。

7.一种锻造高尔夫球杆头的方法，其包括以下步骤：

锻造圆柱形坯料来制造所述高尔夫球杆头的本体部分，其中所述高尔夫球杆头的所述本体部分包括一个或多个空腔，由第一材料制成的本体部分；

用第二材料至少部分地填充所述一个或多个空腔，以制造重量调整部分；

提供一种盖，其用于将所述重量调整部分至少部分地装入所述一个或多个空腔中，所述盖至少部分覆盖所述重量调整部分；锻造具有所述重量调整部分的所述杆头的所述本体部分，以制造所述高尔夫球杆头。

8.如权利要求7所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，将所述重量调整部分一体地装入所述本体部分。

9.如权利要求8所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，所述至少一个重量调整部分的外表面面积等于所述至少一个空腔的内表面面积。

10.如权利要求8所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，第一材料具有第一热膨胀系数，并且第二材料具有第二热膨胀系数；

其中所述第一热膨胀系数大于或等于所述第二热膨胀系数。

11.如权利要求8所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，所述第二材料的密度比第一材料的密度更高。

12.如权利要求11所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，所述至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的底部附近。

13.如权利要求11所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，所述至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的底部的跟部附近。

14.如权利要求11所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，所述至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的底部的趾部附近。

15.如权利要求8所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，所述第二材料的密度比第一材料的密度更低。

16.如权利要求15所述的锻造高尔夫球杆头的方法，其中，至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的击打面的后面。

17.一种锻造的高尔夫球杆头，其包括：

由第一材料制成的本体部分；

由第二材料制成的至少一个重量调整部分，其装入所述本体部分；和

由所述第一材料制成的盖，其封闭所述空腔，所述盖至少部分覆盖所述重量调整部分；

其中，所述第二材料的密度高于第一材料的密度，

其中，所述至少一个重量调整部分位于所述高尔夫球杆头的底部附近，并且

其中，所述至少一个重量调整部分一体地装入所述本体部分。

18.根据权利要求17所述的高尔夫球杆头，其中，所述第一材料具有第一热膨胀系数，并且第二材料具有第二热膨胀系数；

其中所述第一热膨胀系数大于或等于所述第二热膨胀系数。

19.根据权利要求18所述的高尔夫球杆头，其中，所述至少一个重量调整部分的外表面面积等于所述至少一个空腔的内表面面积。