CN108406232B - 一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺，包括各金属材料层的清理和安装，各金属材料层之间用加压点焊工艺消除各层之间的间隙，加压点焊完成后进行边缘焊接，最后进行加热锻造使之形成一体；本发明缩短了生产周期、简化了生产工序以及降低了高尔夫球头的生产成本；不采用机械结构将各层金属材料层连接起来，通过锻造的方式，消除了相邻材料层之间的间隙，避免击球时产生异常的声音。

Description

一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺

技术领域

本发明属于高尔夫技术领域，具体涉及一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺。

背景技术

随着人们生活水平的提高，高尔夫球运动也迅速发展起来，市场上对高尔夫球具的需求量也迅速增加，在高尔夫球运动中决定高尔夫球能够打击多远的距离和准确性因素中，最关键的因素之一是高尔夫球头打击面的材质选用和结构设计。

为更多的减轻球头重量而把重量作为配重放在高尔夫球头需要的地方，但又要保证打击面有一定的厚度才能有足够强度来承受击球时的打击力；有的高尔夫球头打击面设计成多层，各层采用的材料不同且发挥其相应的作用，从而达到高尔夫球头有更好的击球效果。

现有的高尔夫球头的多层不同金属材料之间的连接方式，尤其中间层选用密度低的钛合金时基本上是采用机械的工艺来实现。但采用机械方式将各层材料连接起来，连接过程加工工序多、成本高以及周期长。

发明内容

本发明的目的在于针对上述高尔夫球头各层不同金属材料之间采用机械的连接方式存在的加工工序多、成本高以及周期长的问题，本发明提供一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺。

本发明采用的技术方案如下：

1.一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺，包括以下步骤：

1)清理需要加压点焊的多层金属材料层的接触面；

2)将步骤1)中得到的需要加压点焊的其中两层金属材料层按照高尔夫球头的安装要求进行装配；

3)采用加压点焊焊接工艺将步骤2)中装配好的两层材料层加压点焊，得到中间产品A；

4)在步骤3)中得到的中间产品A上装配剩余金属材料层中的一层，并在该金属材料层的周边点焊以固定位置，得到中间产品B；

5)对步骤4)中得到的中间产品B施压且压平，消除间隙得到中间产品C；

6)对步骤5)中得到的中间产品C需要点焊的位置做标识；

7)对步骤6)中的中间产品C标识位置进行加压点焊，得到中间产品D；

8)重复步骤4)-步骤7)，对剩余的金属材料层依次焊接，得到中间产品F；

9)对步骤8)中得到的中间产品F的各层材料层接触的周边位置进行焊接形成一体，得到中间产品E；

10)对步骤9)中得到的中间产品E进行加热锻造，得到高尔夫球头粗产品；

11)对步骤10)中的高尔夫球头粗产品进行间隙检测后即得高尔夫球头成品。

进一步限定，所述步骤11)中对高尔夫球头粗产品的间隙检测采用炮击后静音检测方式。

进一步限定，所述步骤7)中的加压点焊采用中频点焊机进行点焊。

进一步限定，所述步骤7)中的加压点焊过程包括预热处理和点焊处理；

预热处理的控制参数包括预压时间、预热电流以及预热时间；点焊处理的控制参数包括焊接电流、焊接时间，加压时间以及压力。

进一步限定，所述步骤10)中的锻造采用的锻造温度为700～900℃，锻造压力为400～630吨。

进一步限定，所述步骤5)中对中间产品B施压的压力均为50～100吨。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明将高尔夫球头的各层金属材料采用加压点焊焊接代替了原有的机械连接，缩短了生产周期、简化了生产工序以及降低了高尔夫球头的生产成本；由于通过加热锻造消除了各层金属材料的间隙，故击球时无异音，高尔夫球头完全是一个整体且发挥了不同金属材料层的功能，击球效果更好；加压点焊焊接也能够用于不能直接焊接的金属层之间的焊接，如铁金属层和钛金属层之间的连接，且该焊接方式不采用焊丝熔化来将各金属层连接形成一个整体。

2.采用炮击后静音检测方式检验产品的异常声音情况，从而来判定各层金属材料之间是否存在间隙，炮击方式作用于高尔夫球头的打击面上的力远大于人的击球力度，故而炮击后高尔夫球头的打击面没有产生异常的声音或没有声音产生，说明各层金属材料之间不存在间隙，则人正常使用时也不会有异常的声音产生；此检测方法简单，且大大提高了出厂的产品的合格率。

3.中频点焊机具有速度快、分析数据准确、溶核稳定的、且焊接初级阶段电流呈自然递增、焊点表面质量好以及节能的优点。

4.预热处理用于对中间产品C进行预热处理，使得中间产品C在温度上达到一定的要求，便于后续的加压点焊处理，最终得到质量高的焊点。

5.锻造采用的锻造温度为700～900℃，提高高尔夫球头的各层金属材料的延展性，在用400～630吨的力锻压，用于将高尔夫球头的各层金属材料产生塑性变形从而使得各层金属材料层之间无间隙，彻底消除了击球时的异声。

6.对中间产品B施压的压力为50～100吨，消除任意相邻材料层之间的间隙为点焊做准备。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，

图1是实施例一中高尔夫球头的各层散件图；

图2是实施例一中高尔夫球头点焊焊接点的示意图；

图3是实施例一中点焊焊接过程图；

其中：1-球头本体；2-过渡层；3-打击面层；4-正电极；5-负电极；6-标识点。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本发明的技术方案为：一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺，包括以下步骤：

1)清理需要加压点焊的多层金属材料层的接触面；

2)将步骤1)中得到的需要加压点焊的其中两层金属材料层按照高尔夫球头的安装要求进行装配；

3)采用加压点焊焊接工艺将步骤2)中装配好的两层材料层加压点焊，得到中间产品A；

4)在步骤3)中得到的中间产品A上装配剩余金属材料层中的一层，并在该金属材料层的周边点焊以固定位置，得到中间产品B；

5)对步骤4)中得到的中间产品B施压且压平，消除间隙得到中间产品C；

6)对步骤5)中得到的中间产品C需要点焊的位置做标识；

7)对步骤6)中的中间产品C标识位置进行加压点焊，得到中间产品D；

8)重复步骤4)-步骤7)，对剩余的金属材料层依次焊接，得到中间产品F；

9)对步骤8)中得到的中间产品F的各层材料层接触的周边位置进行焊接形成一体，得到中间产品E；

10)对步骤9)中得到的中间产品E进行加热锻造，得到高尔夫球头粗产品；

11)对步骤10)中的高尔夫球头粗产品进行间隙检测。

基于上述技术方案，下面结合具体的实施例进行详细的阐述。

实施例一

本实施例以3层金属材料层为例，如图1-3所示，高尔夫球头由从上到下依次设置的球头本体1、过渡层2和打击面层3组成，分别为前述的3层金属层，其中，球头本体1和打击面层3由碳钢制成，过渡层2采用钛合金，由于钛合金的密度低，能够减轻高尔夫球头的重量，从而将减轻的重量以配重的形式加在高尔夫球头需要加重的位置。具体的制备工艺过程如下；

1)将球头本体1、过渡层2和打击面层3中各自的相互接触面进行抛光处理；

2)将经过抛光处理的球头本体1和过渡层2按球头工艺要求装配在一起；

3)将装配好的球头本体1和过渡层2在中频点焊机上加压点焊，得到中间产品A；

4)在得到的中间产品A上装配打击面层3，并于周边焊4-5个固定点以保持中间产品A和打击面层3的位置不变，得到中间产品B；

5)对得到的中间产品B在油压机上施加压力，压平且消除中间产品A和打击面层3之间的间隙，得到中间产品C，便于后续点焊工序的顺利进行；

6)将得到的中间产品C上对需要焊接的位置做标识，得到6个标识点；

7)对步骤5)中所标识的6个焊接点依次进行点焊处理，具体的将点焊所使用的正极和负极分别与球头本体1和打击面层3上的焊接点接触，加压并通电且使得正极和负极电极具有一定的压力分别作用于球头本体1和打击面层3上，由于球头本体1和打击面层3各自具有一定的电阻，故而电流通过球头本体1和打击面层3时会发热，从而使得球头本体1和打击面层3与电极正对的接触面上的点被熔化形成溶核，当停止通电流时但不停止正电极和负电极作用于球头本体1和打击面层3上的压力，球头本体1和打击面层3不持续发热且球头本体1和打击面层3上的溶核冷却形成一体，从而完成了一个焊接点的焊接，采用同样的方式对其余的焊接点进行点焊，得到中间产品D；

8)对得到的中间产品D周边进行焊接成一个整体，得到中间产品E；

13)将中间产品E先进行预热，然后在摩擦压力机上进行加热锻造，形成一个各层之间完全无间隙的整体高尔夫球头粗产品；

14)对高尔夫球头粗产品进行间隙检测，保证出厂产品的合格率在规定的范围内。

15)对炮击后的高尔夫球头产品，用敲击打击面方法进行静音检验有无异音，保证出厂合格率100％。

实施例二

本实施例以2层金属材料层为例，高尔夫球头由从上到下依次设置的球头本体和打击面层组成，分别为前述的2层金属材料层，其中，球头本体和打击面层由碳钢制成。具体的制备工艺过程如下；

1)将球头本体和打击面层中各自的相互接触面进行抛光处理；

2)将经过抛光处理的球头本体和打击面层按球头工艺要求装配在一起；

3)将装配好的球头本体和打击面层在中频点焊机上加压点焊，得到中间产品A；

4)对得到的中间产品A在油压机上施加压力，压平且消除球头本体和打击面层之间的间隙，得到中间产品H，便于后续点焊工序的顺利进行；

6)将得到的中间产品H上对需要焊接的位置做标识，得到6个标识点；

7)对步骤5)中所标识的6个焊接点依次进行点焊处理，具体的将点焊所使用的正极和负极分别与球头本体和打击面层上的焊接点接触，加压并通电且使得正极和负极电极具有一定的压力分别作用于球头本体和打击面层上，由于球头本体和打击面层各自具有一定的电阻，故而电流通过球头本体和打击面层时会发热，从而使得球头本体和打击面层与电极正对的接触面上的点被熔化形成溶核，当停止通电流时但不停止正电极和负电极作用于球头本体和打击面层上的压力，球头本体和打击面层不持续发热且球头本体和打击面层上的溶核冷却形成一体，从而完成了一个焊接点的焊接，采用同样的方式对其余的焊接点进行点焊，得到中间产品I；

8)对得到的中间产品I周边，即球头本体和打击面层的接触边缘位置进行焊接成一个整体，得到中间产品J；

13)将中间产品J先进行预热，然后在摩擦压力机上进行加热锻造，形成一个各层之间完全无间隙的整体高尔夫球头粗产品；

14)对高尔夫球头粗产品进行间隙检测，保证出厂产品的合格率在规定的范围内。

15)对炮击后的高尔夫球头产品，用敲击打击面方法进行静音检验有无异音，保证出厂合格率100％。

实施例三

本实施例以4层金属材料层为例，高尔夫球头由从上到下依次设置的球头本体、2层过渡层和打击面层组成，分别为前述的4层金属材料层，其中，球头本体和打击面层由碳钢制成，2层过渡层均采用钛合金，由于钛合金的密度低，能够减轻高尔夫球头的重量，从而将减轻的重量以配重的形式加在高尔夫球头需要加重的位置。具体的制备工艺过程如下；

1)将球头本体、2层过渡层和打击面层中各自的相互接触面进行抛光处理；

2)将经过抛光处理的球头本体和其中一层过渡层按球头工艺要求装配在一起；

3)将装配好的球头本体和一层过渡层在中频点焊机上加压点焊，得到中间产品M；

4)在得到的中间产品M上装配另一层过渡层，并于周边焊4-5个固定点以保持中间产品M和另一层过渡层的位置不变，得到中间产品N；

5)对得到的中间产品N在油压机上施加压力，压平且消除中间产品M和另一层过渡层之间的间隙，得到中间产品O，便于后续点焊工序的顺利进行；

6)将得到的中间产品O上对需要焊接的位置做标识，得到6个标识点；

7)对步骤5)中所标识的6个焊接点依次进行点焊处理，具体的将点焊所使用的正极和负极分别与球头本体和另一层过渡层上的焊接点接触，加压并通电且使得正极和负极电极具有一定的压力分别作用于球头本体和另一层过渡层上，由于球头本体和另一层过渡层各自具有一定的电阻，故而电流通过球头本体和另一层过渡层时会发热，从而使得球头本体和另一层过渡层与电极正对的接触面上的点被熔化形成溶核，当停止通电流时但不停止正电极和负电极作用于球头本体和另一层过渡层上的压力，球头本体和另一层过渡层不持续发热且球头本体和另一层过渡层上的溶核冷却形成一体，从而完成了一个焊接点的焊接，采用同样的方式对其余的焊接点进行点焊，得到中间产品P；

8)重复步骤4)～7)对打击面层进行焊接，得到中间产品Q；

9)对得到的中间产品Q的周边进行焊接成一个整体，得到中间产品R；

13)将中间产品R先进行预热，然后在摩擦压力机上进行加热锻造，形成一个各层之间完全无间隙的整体高尔夫球头粗产品；

14)对高尔夫球头粗产品进行间隙检测，保证出厂产品的合格率在规定的范围内。

15)对炮击后的高尔夫球头产品，用敲击打击面方法进行静音检验有无异音，保证出厂合格率100％。

实施例四

在实施例一的基础上，所述步骤14)中对高尔夫球头粗产品的间隙检测采用炮击后静音检测方式。

炮击方式作用于高尔夫球头的打击面上的力远大于人的击球力度，故而炮击方式下高尔夫球头的打击面没有产生异常的声音，则人正常使用时也不会有异常的声音产生；此检测方法简单，且大大提高了出厂的产品的合格率。

实施例五

在实施例一的基础上，所述步骤3)和步骤7)中的点焊均采用中频点焊机进行点焊。

中频点焊机具有速度快、分析数据准确、溶核稳定的、不产生飞溅、且焊接初级阶段电流呈自然递增、焊点表面质量好以及节能的优点。

实施例六

在实施例一的基础上，所述步骤3)和步骤7)中的点焊过程均包括预热处理和点焊处理；

预热处理的控制参数包括预压时间、预热电流以及预热时间；点焊处理的控制参数包括焊接电流、焊接时间，加压时间以及压力。

控制预处理过程中的预压时间、预热电流以及预热时间有利于点焊处理前，在焊接点形成塑性金属环，避免点焊处理过程中，熔化的金属液体飞溅，不能形成质量好的焊点；

点焊处理过程中的焊接电流、焊接时间、加压时间以及压力；焊接电流控制球头本体1、和打击面层3的析热，焊接时间是溶核的大小以及熔化的金属液体是否产生飞溅的的因素，压力既影响焊点的接触电阻，又影响电极散热的效果和焊接区塑性变形及核心的致密程度。

实施例七

在实施例一的基础上，所述步骤13)中的锻造采用的温度为750～900℃，在450～600吨的摩擦压力机上锻压，在此温度和压力下能够将中间产品E中的间隙彻底消除，使得打球时无噪音，达到静音效果。

实施例八

在实施例一的基础上，所述步骤5)中对中间产品B施压的压力为60～80吨，能够彻底地消除中间产品B中的间隙，便于步骤6)中的点焊过程顺利进行，且使得点焊效果佳，增加了产品的合格率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种多层金属材料高尔夫球头的制备工艺，其特征在于，高尔夫球头由从上到下依次设置的球头本体（ 1） 、过渡层（ 2） 和打击面层（ 3） 组成，其中，球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 由碳钢制成，过渡层（ 2） 采用钛合金，由于钛合金的密度低，能够减轻高尔夫球头的重量，从而将减轻的重量以配重的形式加在高尔夫球头需要加重的位置；具体的制备工艺过程如下；

1)将球头本体（ 1） 、过渡层（ 2） 和打击面层（ 3） 中各自的相互接触面进行抛光处理；

2)将经过抛光处理的球头本体（ 1） 和过渡层（ 2） 按球头工艺要求装配在一起；

3)将装配好的球头本体（ 1） 和过渡层（ 2） 在中频点焊机上加压点焊，得到中间产品A；

4)在得到的中间产品A上装配打击面层（ 3） ，并于周边焊4-5个固定点以保持中间产品A和打击面层（ 3） 的位置不变，得到中间产品B；

5)对得到的中间产品B在油压机上施加压力，压平且消除中间产品A和打击面层（ 3）之间的间隙，得到中间产品C，便于后续点焊工序的顺利进行；

6)将得到的中间产品C上对需要焊接的位置做标识，得到6个标识点；

7)对步骤5)中所标识的6个焊接点依次进行点焊处理，具体的将点焊所使用的正极和负极分别与球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 上的焊接点接触，加压并通电且使得正极和负极电极具有一定的压力分别作用于球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 上，由于球头本体（ 1）和打击面层（ 3） 各自具有一定的电阻，故而电流通过球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 时会发热，从而使得球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 与电极正对的接触面上的点被熔化形成溶核，当停止通电流时但不停止正电极和负电极作用于球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 上的压力，球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 不持续发热且球头本体（ 1） 和打击面层（ 3） 上的溶核冷却形成一体，从而完成了一个焊接点的焊接，采用同样的方式对其余的焊接点进行点焊，得到中间产品D；

8)对得到的中间产品D周边进行焊接成一个整体，得到中间产品E；

13)将中间产品E先进行预热，然后在摩擦压力机上进行加热锻造，形成一个各层之间完全无间隙的整体高尔夫球头粗产品；

14)对高尔夫球头粗产品进行间隙检测，保证出厂产品的合格率在规定的范围内；

15)对炮击后的高尔夫球头产品，用敲击打击面方法进行静音检验有无异音，保证出厂合格率100％；

所述步骤14)中对高尔夫球头粗产品的间隙检测采用炮击后静音检测方式；

所述步骤3)和步骤7)中的点焊均采用中频点焊机进行点焊；

所述步骤3)和步骤7)中的点焊过程均包括预热处理和点焊处理；

所述预热处理的控制参数包括预压时间、预热电流以及预热时间；所述点焊处理的控制参数包括焊接电流、焊接时间，加压时间以及压力；

所述步骤13)中的锻造采用的温度为750～900℃，在450～600吨的摩擦压力机上锻压；

所述步骤5)中对中间产品B施压的压力为60～80吨。

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