CN105803261B - 高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：5.3‑6.5%的Al、1.65‑2.45%的Sn、2.3‑3.2%的Mo、1.8‑2.2%的Nb、1.7‑2.4%的Zr、0.95‑1.95%的Cr、0.55‑0.85%的Ni、0.08‑0.14%的Fe、0.003‑0.007%的C、0.01‑0.04%的N、0.008‑0.014%的H、0.09‑0.14%的O，余量为Ti。藉此，通过采用本发明配方的铸造钛合金材料制得的高尔夫球头，其室温屈服强度大于1100MPa、抗拉强度大于1200MPa、延伸率大于8%、断面收缩率大于15%，同时具备高强、高韧、高损伤容限等优点，产品使用性能更优，利于延长产品使用寿命，可焊性好，并且浇铸成品率高，为生产制作带来方便。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金材料领域技术，尤其是指一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料。
背景技术
高尔夫球运动是一种流行的休闲健身方式。而对于初学者除了练习基本的球技之外还要懂得选择合适的球杆。球杆由球头、杆身与握把三部分组成 ,其长度约0.91-1.29米之间。根据击球远近不同的需要，每个选手最多可带14根各种类型的球杆进场。这14根球杆以如下配置最为合适：4根木杆、9根铁杆和1根推杆。对初学者而言，只要取其中的奇数杆就足够了。
目前，球头一般是金属制成采用钨合金配重元件。这些配重元件通常做成螺钉状便于拆装与更换。对于不同的初学者来说，对球头的重量选择各不相同，主要看自身的力量大小。钨合金配重是一种高密度合金，在重量和体积上较其他金属有很大的优势，再加上钨合金这种材质的环保性，更是得到了广泛的运用。然而，目前的该种高尔夫球头存在着韧性和强度不足，使用寿命短等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其能有效解决现有之高尔夫球头韧性和强度不足、使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：5.3-6.5%的Al、1.65-2.45%的Sn、2.3-3.2%的Mo、1.8-2.2%的Nb、1.7-2.4%的Zr、0.95-1.95%的Cr、0.55-0.85%的Ni、0.08-0.14%的Fe、0.003-0.007%的C、0.01-0.04%的N、0.008-0.014%的H、0.09-0.14%的O，余量为Ti。
作为一种优选方案，其化学组成以质量百分比计含有：5.5%的Al、1.91%的Sn、2.3%的Mo、2.2%的Nb、1.7%的Zr、0.95%的Cr、0.75%的Ni、0.12%的Fe、0.005%的C、0.02%的N、0.013%的H、0.09%的O，余量为Ti。
作为一种优选方案，其化学组成以质量百分比计含有：5.7%的Al、2.18%的Sn、2.8%的Mo、2.2%的Nb、2.2%的Zr、1.67%的Cr、0.82%的Ni、0.1%的Fe、0.007%的C、0.04%的N、0.012%的H、0.10%的O，余量为Ti。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
通过采用本发明配方的铸造钛合金材料制得的高尔夫球头，其室温屈服强度大于1100MPa、抗拉强度大于1200MPa、延伸率大于8%、断面收缩率大于15%，同时具备高强、高韧、高损伤容限等优点，产品使用性能更优，利于延长产品使用寿命，可焊性好，并且浇铸成品率高，为生产制作带来方便。
具体实施方式
本发明揭示一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：5.3-6.5%的Al、1.65-2.45%的Sn、2.3-3.2%的Mo、1.8-2.2%的Nb、1.7-2.4%的Zr、0.95-1.95%的Cr、0.55-0.85%的Ni、0.08-0.14%的Fe、0.003-0.007%的C、0.01-0.04%的N、0.008-0.014%的H、0.09-0.14%的O，余量为Ti。
制备母合金所采用的金属原料均为纯度大于 99.9％的纯金属单质元素，根据合金的化学组成配料，合金的熔炼设备采用高真空电弧熔炼炉，抽真空高于5×10-3 Pa，在氩气保护气氛下进行电弧熔炼，待母合金熔化后，控制C含量为0.003-0.007%、N含量为0.01-0.04%，H含量为0.008-0.014%，O含量为0.09-0.14%，然后，将熔融钛合金浇注高尔夫球头模壳。
下面以多个实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：5.3%的Al、1.75%的Sn、2.5%的Mo、1.8%的Nb、2.1%的Zr、1.95%的Cr、0.55%的Ni、0.08%的Fe、0.004%的C、0.04%的N、0.014%的H、0.12%的O，余量为Ti。
本实施例铸造状态下的力学性能、成品率如下所示：
室温屈服强度1150MPa、抗拉强度 1200MPa、延伸率 8.2%、断面收缩率 15.5%、球头的浇注成品率 99.5%。
实施例2
一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：6.5%的Al、1.65%的Sn、2.7%的Mo、1.9%的Nb、2.4%的Zr、1.75%的Cr、0.85%的Ni、0.14%的Fe、0.003%的C、0.01%的N、0.008%的H、0.14%的O，余量为Ti。
本实施例铸造状态下的力学性能、成品率如下所示：
室温屈服强度1160MPa、抗拉强度 1250MPa、延伸率 8.9%、断面收缩率 16.5%、球头的浇注成品率 99.3%。
实施例3
一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：5.5%的Al、1.91%的Sn、2.3%的Mo、2.2%的Nb、1.7%的Zr、0.95%的Cr、0.75%的Ni、0.12%的Fe、0.005%的C、0.02%的N、0.013%的H、0.09%的O，余量为Ti。
本实施例铸造状态下的力学性能、成品率如下所示：
室温屈服强度1120MPa、抗拉强度 1180MPa、延伸率 8.5%、断面收缩率 16.6%、球头的浇注成品率 99.6%。
实施例4
一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：5.8%的Al、2.45%的Sn、3.0%的Mo、2.1%的Nb、1.9%的Zr、1.56%的Cr、0.61%的Ni、0.09%的Fe、0.007%的C、0.03%的N、0.011%的H、0.13%的O，余量为Ti。
本实施例铸造状态下的力学性能、成品率如下所示：
室温屈服强度1260MPa、抗拉强度 1300MPa、延伸率 9.2%、断面收缩率 17.5%、球头的浇注成品率 99.1%。
实施例5
一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：6.2%的Al、2.35%的Sn、3.2%的Mo、2%的Nb、2.3%的Zr、1.48%的Cr、0.72%的Ni、0.13%的Fe、0.006%的C、0.03%的N、0.01%的H、0.11%的O，余量为Ti。
本实施例铸造状态下的力学性能、成品率如下所示：
室温屈服强度1190MPa、抗拉强度 1240MPa、延伸率 9.4%、断面收缩率 17.2%、球头的浇注成品率 99.4%。
实施例6
一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其化学组成以质量百分比计含有：5.7%的Al、2.18%的Sn、2.8%的Mo、2.2%的Nb、2.2%的Zr、1.67%的Cr、0.82%的Ni、0.1%的Fe、0.007%的C、0.04%的N、0.012%的H、0.10%的O，余量为Ti。
本实施例铸造状态下的力学性能、成品率如下所示：
室温屈服强度1170MPa、抗拉强度 1230MPa、延伸率 8.7%、断面收缩率 16.1%、球头的浇注成品率 99.7%。
本发明的设计重点在于：通过采用本发明配方的铸造钛合金材料制得的高尔夫球头，其室温屈服强度大于1100MPa、抗拉强度大于1200MPa、延伸率大于8%、断面收缩率大于15%，同时具备高强、高韧、高损伤容限等优点，产品使用性能更优，利于延长产品使用寿命，可焊性好，并且浇铸成品率高，为生产制作带来方便。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其特征在于：其化学组成以质量百分比计含有：5.3-6.5%的Al、1.65-2.45%的Sn、2.3-3.2%的Mo、1.8-2.2%的Nb、1.7-2.4%的Zr、0.95-1.95%的Cr、0.55-0.85%的Ni、0.08-0.14%的Fe、0.003-0.007%的C、0.01-0.04%的N、0.008-0.014%的H、0.09-0.14%的O，余量为Ti。
2.根据权利要求1所述的高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其特征在于：其化学组成以质量百分比计含有：5.5%的Al、1.91%的Sn、2.3%的Mo、2.2%的Nb、1.7%的Zr、0.95%的Cr、0.75%的Ni、0.12%的Fe、0.005%的C、0.02%的N、0.013%的H、0.09%的O，余量为Ti。
3.根据权利要求1所述的高尔夫球头用的高韧性铸造钛合金材料，其特征在于：其化学组成以质量百分比计含有：5.7%的Al、2.18%的Sn、2.8%的Mo、2.2%的Nb、2.2%的Zr、1.67%的Cr、0.82%的Ni、0.1%的Fe、0.007%的C、0.04%的N、0.012%的H、0.10%的O，余量为Ti。
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