CN111481897B - 非晶合金球拍管材及其制备方法 - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
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Abstract
本发明属于体育用品技术领域,尤其涉及一种非晶合金球拍管材及其制备方法,该非晶合金球拍管材包括碳纤维内芯、非晶合金件和碳纤维层,非晶合金件套设于碳纤维内芯外并沿碳纤维内芯的周向螺旋分布;碳纤维层包覆于非晶合金件的外周壁上。该非晶合金球拍管材内的碳纤维内芯与碳纤维层之间设有螺旋状的非晶合金件,改善采用该非晶合金球拍管材制作而成的球拍脆性以及提升其反弹性能,有效地改善球拍的脆性;另外,非晶合金件沿碳纤维内芯的周向螺旋分布;这样非晶合金件在碳纤维内芯和碳纤维层之间的位移自由度更低,加热固化时的偏移风险更低,从而有效地解决了球拍存在反弹性能、软硬度等性能存在各向异性的问题,提高了球拍的一致性。
Description
技术领域
本发明属于体育用品技术领域,尤其涉及一种非晶合金球拍管材及其制备方法。
背景技术
目前,球拍主要以碳纤维聚合物复合材料来制备,然而,碳纤维的弹性模量超过200GPa,且呈现脆性断裂,因此也导致了球拍具有弹性不够、脆性较大等不足,为了改善上述的缺陷,人们提出利用非晶合金的性能特点来对碳纤维复合材料的不足进行改性、优化;即在碳纤维碳纱层内加入非晶合金丝或者非晶合金带材,可以有效的改善碳纤维羽毛球拍的脆性及提升其反弹性能;但是,这两个方案均是采用额外在碳纱层外贴非晶合金的工艺,由于丝状、条带状非晶合金在碳纤维夹层中各自分散,相互间没有约束而位移自由度高,导致丝状或者条带状的非晶合金在成型阶段的位置偏移、错位,进而造成球拍的反弹性能、软硬度等性能存在各向异性的问题,球拍的一致性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非晶合金球拍管材及其制备方法,旨在解决现有技术中的球拍存在球拍的反弹性能、软硬度等性能存在各向异性的问题以及球拍的一致性较差的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种非晶合金球拍管材,包括碳纤维内芯、非晶合金件和碳纤维层,所述非晶合金件套设于所述碳纤维内芯外并沿所述碳纤维内芯的周向螺旋分布;所述碳纤维层包覆于所述非晶合金件的外周壁上。
可选地,所述非晶合金件沿所述碳纤维内芯的周向等距螺旋分布。
可选地,所述非晶合金件包括一根第一非晶合金丝,所述第一非晶合金丝包括至少两个非晶合金丝段,各所述非晶合金丝段依次叠层螺旋绕设于所述碳纤维内芯,相邻的两个所述非晶合金丝段的螺旋方向相反设置。
可选地,相邻的两个所述非晶合金丝段均等距螺旋分布,且相邻的两个所述非晶合金丝段螺旋分布的螺距相等。
可选地,所述非晶合金件包括至少两根第二非晶合金丝,各所述第二非晶合金丝依次叠层螺旋绕设于所述碳纤维内芯,相邻的两个所述第二非晶合金丝的螺旋方向相反设置。
本发明提供的非晶合金球拍管材中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一:由于该非晶合金球拍管材内的碳纤维内芯与碳纤维层之间设有螺旋状的非晶合金件,这样可以充分利用非晶合金件具有的弹性储能高、强度高、韧性好、耐疲劳等的特点,改善采用该非晶合金球拍管材制作而成的球拍脆性以及提升其反弹性能,有效地改善球拍的脆性,也能明显提高球拍的反弹性能、使用寿命以及强度;另外,非晶合金件沿所述碳纤维内芯的周向螺旋分布;这样非晶合金件在碳纤维内芯和碳纤维层之间的位移自由度更低,加热固化时的偏移风险更低,这样非晶合金件在成型阶段的不易出现移动、错位的问题,从而有效地解决了球拍存在反弹性能、软硬度等性能存在各向异性的问题,提高了球拍的一致性。
本发明采用的另一技术方案是:一种非晶合金球拍管材制备方法,包括以下步骤:
S10:提供芯棒、非晶合金件、第一碳纤维预浸布和第二碳纤维预浸布;
S20:所述第一碳纤维预浸布包覆于所述芯棒外;
S30:所述非晶合金件套设于所述碳纤维内芯外并沿所述碳纤维内芯的周向螺旋分布;
S40:所述第二碳纤维预浸布包覆于所述非晶合金件外而制得碳纤维预成型件;
S50:所述碳纤维预成型件进行固化定型,得到所述非晶合金球拍管材。
可选地,在所述步骤S10中的所述非晶合金件的制作方法如下:
S11:提供模具和非晶合金丝,所述模具的外周壁上开设有相交设置的第一螺旋槽和第二螺旋槽,所述第一螺旋槽的螺旋方向与所述第二螺旋槽的螺旋方向相反设置;
S12:所述非晶合金丝沿所述第一螺旋槽正向绕设在所述模具上,当所述非晶合金丝绕设到预定位置时,所述非晶合金丝反折后再沿所述第二螺旋槽反向绕设在所述模具外,并依次往复缠绕以制得所述非晶合金件。
可选地,在所述步骤S11中,所述第一螺旋槽与所述第二螺旋槽关于所述模具的轴线对称设置。
可选地,在所述步骤S11中,所述模具内设有加热装置,在所述非晶合金丝绕设在所述模具上的同时,所述加热装置对所述非晶合金丝加热定型。
可选地,若所述非晶合金丝的加热温度为T,满足以下关系式:T1≤T≤T2,其中,T1所述非晶合金丝的转变温度,T2为所述非晶合金丝的结晶温度。
本发明的非晶合金球拍管材的制作方法,在制作时,先将第一碳纤维预浸布包覆在在芯棒上,然后再将非晶合金件套设在第一碳纤维预浸布外,最后,再将第二碳纤维预浸布包覆在非晶合金件上,从而实现了非晶合金件嵌入碳纤维预浸布层内,该方法与现有的手工贴片方式相比,无需大量的人力资源,生产效率高、制作成本低,并且,该非晶合金球拍管材品质控制容易,可控性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的非晶合金球拍管材的结构示意图。
图2为沿图1中A-A线的剖切视图。
图3为图1所示的非晶合金球拍管材隐藏碳纤维层后的结构示意图。
图4为本发明另一实施例提供的球拍的结构示意图。
图5为本发明另一实施例提供的非晶合金球拍管材的制作方法的流程图。
图6为本发明另一实施例提供的非晶合金球拍管材中非晶合金件的制作方法的流程图。
其中,图中各附图标记:
10—非晶合金球拍管材 11—碳纤维内芯 12—非晶合金件
13—碳纤维层 20—球拍 21—球拍拍框
22—球拍中杆 121—第一非晶合金丝 1211—非晶合金丝段。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1~6描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1~3所示,在本发明的一个实施例中,提供一种非晶合金球拍管材10,适用于制作羽毛球拍或者网球拍,该非晶合金球拍管材10包括碳纤维内芯11、非晶合金件12和碳纤维层13,非晶合金件12套设于碳纤维内芯11外并沿碳纤维内芯11的周向螺旋分布;碳纤维层13包覆于非晶合金件12的外周壁上。
具体地,本发明实施例的非晶合金球拍管材10,碳纤维内芯11与碳纤维层13之间设有螺旋状的非晶合金件12,这样可以充分利用非晶合金件12具有的弹性储能高、强度高、韧性好、耐疲劳等的特点,改善采用该非晶合金球拍管材10制作而成的球拍20脆性以及提升其反弹性能,有效地改善球拍20的脆性,也能明显提高球拍20的反弹性能、使用寿命以及强度;另外,非晶合金件12沿碳纤维内芯11的周向螺旋分布;这样非晶合金件12在碳纤维内芯11和碳纤维层13之间的位移自由度更低,加热固化时的偏移风险更低,这样非晶合金件在成型阶段的不易出现移动、错位的问题,从而有效地解决了球拍20存在反弹性能、软硬度等性能存在各向异性的问题,提高了球拍20的一致性。
可选地,参阅图2所示,内芯11的内部中空,有利于降低整个球拍20的质量,球拍20的使用更为轻便。
进一步地,需要说明的是,非晶合金件12采用非晶态合金制成,非晶合金是有别于传统金属的新型合金,具有长程无序、短程有序的结构特征,其拉伸强度是传统金属的4~8倍,可以达到1800MPa~4000MPa甚至更高,而其弹性模量大约70GPa~80GPa左右;更重要的是,其弹性储能(弹性比功)将超过2.3*107J/m3,而且弹性极限可达2%,断裂韧性超过50MPa.m1/2,因此具有极佳的弹性及韧性。除此以外,非晶合金还具有非常好的耐疲劳性、对应力切口不敏感这一特殊。这些性能特点,使得非晶合金成为新型的弹性备选材料。
可选地,非晶态合金件12可以选择弹性储能较好的锆基体系材料,例如:该锆基体系材料中的元素按原子百分比计,其包括:30%~70%的Zr、5%~40%的Cu、5%~30%的Ni、0%~20%的Al以及0%~10%的过渡金属元素;当然其他的铜基、钛基非晶体系,也可以作为非晶态合金的候选成分体系,在具体的使用过程中,可以根据实际性能需要进行成分选择,在此不作限定。
本实施例中,非晶合金件直接套设在碳纤维内芯11上,其制作方式简单,与现有的采用手工粘贴的模式相比,节约了人力资源,提高了生产效率、降低成本,且球拍20制作品质的可控性好。
在本发明的另一个实施例中,参阅图3所示,提供的该非晶合金球拍管材10的非晶合金件12沿碳纤维内芯11的周向等距螺旋分布。
具体地,非晶合金件12均匀地分布碳纤维内芯11上,使得该非晶合金球拍管材10上各个部位均具有相同的性能,该非晶合金球拍管材10一致性好,可以提高球拍20的一致性。
在本发明的另一个实施例中,参阅图3所示,提供的该非晶合金球拍管材10的非晶合金件12包括一根第一非晶合金丝121,第一非晶合金丝121沿其长度方向分为若干非晶合金丝段1211,各非晶合金丝段1211依次叠层螺旋绕设于碳纤维内芯,相邻的两个非晶合金丝段1211的螺旋方向相反设置。
具体地,非晶合金件12采用一根第一非晶合金丝121来回正反地螺旋绕设于碳纤维内芯11外而成,即前一个非晶合金丝段1211正向绕设完成后,后一个非晶合金丝段1211在反向绕设在前一个非晶合金丝段1211上,依次往复绕设从而形成一个叠层结构,采用一根第一非晶合金丝121制作非晶合金件12的制作方式简单,且后一个非晶合金丝段1211捆绑在前一个非晶合金丝段1211上,且各层非晶合金丝段1211之间相互连接在一起,那么第一非晶合金丝121在碳纤维内芯11和碳纤维层13之间作为一个整体存在,其的位移自由度更低,加热固化时的偏移风险更低,这些都有利于实现品质的一致性,可以满足高端羽毛球拍的严格要求。
在本发明的另一个实施例中,参阅图3所示,提供的该非晶合金球拍管材10的相邻的两个非晶合金丝段1211均等距螺旋分布,且相邻的两个非晶合金丝段1211螺旋分布的螺距相等。
具体地,这样相邻的两个非晶合金丝段1211在碳纤维内芯11上呈八字状且对称分布,即非晶合金球拍管材10内部的非晶合金件的结构呈现出对称性的特点,这样可以显著提高拍框的承载能力和反弹力,大幅提高反弹力40%以上,并在提升反弹性能的基础上,还能确保球拍拍框21力学性能的各向同性,改善球拍20拍面击球时的稳定性,有利于选手对落点的精准控制,可以满足在高端球拍20领域内,选手对球拍20的稳定性及一致性要求非常高,以满足对击球落点的精确控制。
在本发明的另一个实施例中,提供的该非晶合金球拍管材10的非晶合金件12包括至少两根第二非晶合金丝(图为示),各第二非晶合金丝依次叠层螺旋绕设于碳纤维内芯11,相邻的两个第二非晶合金丝的螺旋方向相反设置。
具体地,在非晶合金件12制作的过程中,前一个第二非晶合金丝正向绕设在碳纤维内芯11上,后一个第二非晶合金丝反向绕设在前一个第二非晶合金丝上,依次往复绕设,从而形成一个叠层结构,并且,后一个第二非晶合金丝还可以起到对前一个第二非晶合金丝起到捆绑限位的作用,这样使得各层第二非晶合金丝之间难以移动,进一步地,使得非晶合金件12在碳纤维内芯11和碳纤维层13之间难以移动,在加热固化时也难以偏移,这些都有利于实现品质的一致性,满足高端羽毛球拍的严格要求。
羽毛球拍在本发明的另一个实施例中,提供的该非晶合金球拍管材10的非晶合金丝121的直径范围为100nm~2mm。
具体地,非晶合金丝121的直径可以为100nm、1000nm、10000nm、1mm、1.5mm或者2mm,位于上述范围的非晶合金丝121可以满足大部分球拍20的制作需求,保证该球拍20具有良好的反弹等性能。
在本发明的另一个实施例中,提供的该非晶合金球拍管材10的非晶合金件12的直径范围为2mm~8mm。
具体地,非晶合金件12的直径可以为2mm、4mm、6mm或者8mm,位于上述范围内的非晶合金件可以满足羽毛球球拍的制作需求,保证羽毛球球拍具有良好的反弹性能。
在本发明的另一个实施例中,提供的该非晶合金球拍管材10的碳纤维内芯11采用碳纤维预浸布缠绕包覆在芯棒上制成。
具体地,芯棒作为用于制作碳纤维内芯11的工具,通过碳纤维预浸布缠绕包覆在芯棒制成呈中空状态的碳纤维内芯11,其制作方式简单,方便快捷,有效地降低了非晶合金球拍管材10的制作成本。
在本发明的另一个实施例中,提供的该非晶合金球拍管材10的碳纤维层13采用碳纤维预浸布缠绕包覆在非晶合金件12的外周壁制成。
具体地,碳纤维预浸布缠绕包覆在非晶合金件12的外周壁上而制成碳纤维层13,采用缠绕包覆的方式,其可以将非晶合金件12稳定地绑付在碳纤维内芯11上,使得非晶合金件12在碳纤维内芯11和碳纤维层13之间固定更为可靠,可以保证非晶合金件在成型阶段的不会出现移动、错位的问题,进一步地,提高了球拍20的反弹性能、软硬度等性能存在各向异性,提高了球拍20的一致性。
在本发明的另一个实施例中,参阅图4所示,提供了一种球拍20,球拍20采用上述的非晶合金球拍管材10制作而成。
具体地,本发明实施例的球拍20,采用上述的非晶合金球拍管材10制作而成,改善采用该非晶合金球拍管材10制作而成的球拍20脆性以及提升其反弹性能,有效地改善球拍20的脆性,也能明显提高球拍20的反弹性能、使用寿命以及强度;另外,非晶合金件12沿碳纤维内芯11的周向螺旋分布;非晶合金件12整体地分布在碳纤维内芯11与碳纤维层13之间,而不是零散分段分布,这样非晶合金件在成型阶段的不易出现移动、错位的问题,从而有效地解决了球拍20存在反弹性能、软硬度等性能存在各向异性的问题,提高了球拍20的一致性。
在本发明的另一个实施例中,参阅图5所示,提供了一种非晶合金球拍管材10制备方法,包括以下步骤:
S10:提供芯棒、非晶合金件12、第一碳纤维预浸布和第二碳纤维预浸布;
S20:第一碳纤维预浸布包覆于芯棒外;
S30:非晶合金件12套设于碳纤维内芯11外并沿碳纤维内芯11的周向螺旋分布;
S40:第二碳纤维预浸布包覆于非晶合金件12外而制得碳纤维预成型件;
S50:碳纤维预成型件进行固化定型,得到非晶合金球拍管材10。其中,第一碳纤维预浸布固化成型后形成碳纤维内芯11,第二碳纤维预浸布固化成型后形成碳纤维层13。
具体地,该非晶合金球拍管材10的制作方法,在制作时,先将第一碳纤维预浸布包覆在在芯棒上,然后再将非晶合金件12套设在第一碳纤维预浸布外,最后,再将第二碳纤维预浸布包覆在非晶合金件12上,从而实现了非晶合金件12嵌入碳纤维预浸布层内,该方法与现有的手工贴片方式相比,无需大量的人力资源,生产效率高、制作成本低,并且,该非晶合金球拍管材10品质控制容易,可控性高。
可选地,该非晶合金球拍管材10制作球拍中杆22制备方式如下:
先在芯棒上包覆所需厚度的第一碳纤维预浸布作为碳纤维内芯11,然后非晶合金件12套入指定位置,其中,加入的非晶合金件12的长度及添加位置根据球拍20的实际设计而定,一般攻击性的球拍20可以添加长度较长的非晶合金件12,而防守型的球拍20则可以只需在球拍20形变最大区域添加合适长度的非晶合金件12;然后,再在非晶合金件12外围继续包裹第二碳纤维预浸布作为非晶合金球拍管材10的碳纤维层13,最后制得碳纤维预成型件。其中,非晶合金件12、芯棒、碳纤维层13以及碳纤维内芯11等的尺寸,均按照设计确定。最后,根据需要确定后续的固化工艺。
进一步地,如果采用缠绕固化成型工艺,则直接在第二碳纤维预浸布外缠绕OPP(Oriented polypropylene;聚丙烯)塑料带进行固定,再将OPP塑料固定好的碳纤维预成型件放入马弗炉、烘箱等加热设备内,加热到130℃~150℃并保温20min~30min,冷却后便可得到内埋有非晶合金件12的加强型非晶合金球拍管材10。
进一步地,如果采用吹气或者发泡剂等内膨胀成型工艺,则需要将芯棒抽离,再碳纤维内芯11内插入密封塑料封管或者填入内膨胀剂,再将其置入钢制模具内,在提供内膨胀力的同时将模具加热到130℃~150℃并保温20min~30min,冷却后便可得到内埋有非晶合金件12的加强型非晶合金球拍管材10。
更进一步地,球拍中杆22内置非晶合金件12,可以充分利用非晶合金具有的弹性储能高、强度高、韧性好、耐疲劳等的特点,球拍20的反弹性能提高40%以上,使用寿命提高20%以上,强度也有明显改善。
可选地,该非晶合金球拍管材10制作球拍拍框21制备方式如下:
先在呈环状的芯棒上包覆所需厚度的第一碳纤维预浸布作为碳纤维内芯11,然后再将非晶合金件12套入拍框上受力最大的两侧位置,其中,加入的非晶合金件12的长度及添加位置根据球拍20的实际设计而定,一般攻击性的球拍20可以添加长度较长的非晶合金件12,而防守型的球拍20则可以只需在球拍20形变最大区域添加合适长度的非晶合金件12;然后,再在外围继续包裹第二碳纤维预浸布作为碳纤维层13。其中,非晶合金件12、芯棒、碳纤维层13以及碳纤维内芯11等的尺寸,均按照设计确定。最后,根据需要确定后续的固化工艺。如果采用吹气或者发泡剂等内膨胀成型工艺,则需要将芯棒抽离,再碳纤维内芯11内插入密封塑料封管或者填入内膨胀剂,再将其置入钢制模具内,在提供内膨胀力的同时将模具加热到130℃~150℃并保温20min~30min,冷却后便可得到内埋有非晶合金件12的加强型非晶合金球拍管材10。
可选地,参阅图4所示,采用上述的球拍拍框21和球拍中杆22的制作方式如下:将球拍中杆22利用三角固定件接入球拍拍框21上,并在三角固定件的位置额外裹上适当角度及形状的碳纤维布进行固定补强,然后置入钢制模具内升温至130℃~150℃并保温20min~30min,在此过程中,通过内膨胀剂或者密封塑料封管提供塑性内压力,最后进行冷却,冷却后再经过打磨、喷漆、调整重心、接柄等后续工序后便可得到性能优良的高端球拍20。
在本发明的另一个实施例中,参阅图5所示,提供了一种非晶合金球拍管材10制备方法的在步骤S10中的非晶合金件12的制作方法如下:
S11:提供模具和非晶合金丝,模具的外周壁上开设有相交设置的第一螺旋槽和第二螺旋槽,第一螺旋槽的螺旋方向与第二螺旋槽的螺旋方向相反设置;
S12:非晶合金丝沿第一螺旋槽正向绕设在模具上,当非晶合金丝绕设到预定位置时,非晶合金丝反折后再沿第二螺旋槽反向绕设在模具,并依次往复缠绕以制得非晶合金件12。
具体地,非晶合金件12由非晶合金丝沿着模具上第一螺旋槽和第二螺旋槽绕设而制成,更具体的绕制过程中,模具能够绕其轴线旋转,非晶合金丝从旋转的模具一端缠入第一螺旋槽内,待旋转到指定区域后模具再反向旋转,此时,非晶合金丝反向沿着模具的第二螺旋槽反向绕制,依次往复绕制,最终制得非晶合金件12;第一螺旋槽和第二螺旋槽一方面可以作为非晶丝绕制时的定位导槽,另一方面还能确保在绕制完毕后非晶合金件12可以借助自身的弹性形变特性进行抽芯脱模。
可选地,该非晶合金件12的制作设备可以利用当前的弹簧加工设备平台进行自动化生产,使其具有工艺简单、成本较低、工艺一致性好特点。
在本发明的另一个实施例中,提供了一种非晶合金球拍管材10制备方法的在步骤S11中,第一螺旋槽与第二螺旋槽关于模具的轴线对称设置。
具体地,第一螺旋槽和第二螺旋槽在模具上呈对称八字型,这样非晶合金丝绕设出来的非晶合金件关于其轴线对称设置,具有对称性,从而能显著提高拍框的承载能力和反弹力,大幅提高反弹力40%以上,并在提升反弹性能的基础上,还能确保球拍拍框21力学性能的各向同性,改善球拍20拍面击球时的稳定性,有利于选手对落点的精准控制。
可选地,第一螺旋槽的深度范围和第二螺旋槽的深度范围均为0.2m~0.5mm,具体地,第一螺旋槽的深度和第二螺旋槽的深度均可以0.2m、0.3m、0.4m或者0.5mm。
在本发明的另一个实施例中,提供了一种非晶合金球拍管材10制备方法的在步骤S11中,模具内设有加热装置,在非晶合金丝绕设在模具上的同时,加热装置对非晶合金丝加热定型。
具体地,非晶合金丝在绕制的过程中,还受到加热装置的加热作用,此时非晶合金丝绕设操作简单,易于制作。
可选地,非晶合金件12是由一根非晶合金丝缠绕而成,在碳纤维内芯11和碳纤维层13之间的位移自由度更低,加热固化时的偏移风险更低,这些都有利于实现品质的一致性,满足高端羽毛球拍的严格要求。
在本发明的另一个实施例中,提供了一种非晶合金球拍管材10制备方法的在步骤S13中,若非晶合金丝的加热温度为T,满足以下关系式:T1≤T≤T2,其中,T1非晶合金丝的玻璃化转变温度,T2为非晶合金丝的结晶温度。
具体地,加热温度高于非晶合金丝的玻璃化转变温度,低于非晶合金丝的结晶温度,此时非晶合金丝在其过冷液相区内缠绕而产生固定形变,此时非晶合金丝属于永久变形,这样冷却后获得定形非晶合金件12,非晶合金件12具有优良的储能性能以及抗形变性能;并且,那么在非晶合金件12在该非晶合金球拍管材10的固化过程中,非晶台合金件不具备回弹的趋势,使其在碳纤维内芯11和碳纤维层13之间固定更为稳定可靠,有利于实现品质的一致性,满足高端羽毛球拍的严格要求;
优选地,非晶合金丝的加热温度为T位于非晶合金丝的结晶温度T2以下20℃~50℃。
以上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 (9)
1.一种非晶合金球拍管材,其特征在于,包括:
碳纤维内芯:
非晶合金件,套设于所述碳纤维内芯外并沿所述碳纤维内芯的周向螺旋分布;以及
碳纤维层,包覆于所述非晶合金件的外周壁上;
其中,所述非晶合金件采用非晶合金丝沿着模具上第一螺旋槽和第二螺旋槽绕设而制成;所述第一螺旋槽的深度范围和所述第二螺旋槽的深度范围均为0.2m~0.5mm。
2.根据权利要求1所述的非晶合金球拍管材,其特征在于:所述非晶合金件沿所述碳纤维内芯的周向等距螺旋分布。
3.根据权利要求1所述的非晶合金球拍管材,其特征在于:所述非晶合金件包括一根第一非晶合金丝,所述第一非晶合金丝包括至少两个非晶合金丝段,各所述非晶合金丝段依次叠层螺旋绕设于所述碳纤维内芯,相邻的两个所述非晶合金丝段的螺旋方向相反设置。
4.根据权利要求3所述的非晶合金球拍管材,其特征在于:相邻的两个所述非晶合金丝段均等距螺旋分布,且相邻的两个所述非晶合金丝段螺旋分布的螺距相等。
5.根据权利要求1所述的非晶合金球拍管材,其特征在于:所述非晶合金件包括至少两根第二非晶合金丝,各所述第二非晶合金丝依次叠层螺旋绕设于所述碳纤维内芯,相邻的两个所述第二非晶合金丝的螺旋方向相反设置。
6.一种非晶合金球拍管材制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S10:提供芯棒、非晶合金件、第一碳纤维预浸布和第二碳纤维预浸布;
S20:所述第一碳纤维预浸布包覆于所述芯棒外,以制得碳纤维内芯;
S30:所述非晶合金件套设于所述碳纤维内芯外并沿所述碳纤维内芯的周向螺旋分布;
S40:所述第二碳纤维预浸布包覆于所述非晶合金件外而制得碳纤维预成型件;
S50:所述碳纤维预成型件进行固化定型,得到所述非晶合金球拍管材;
其中,在所述步骤S10中的所述非晶合金件的制作方法如下:
S11:提供模具和非晶合金丝,所述模具的外周壁上开设有相交设置的第一螺旋槽和第二螺旋槽,所述第一螺旋槽的螺旋方向与所述第二螺旋槽的螺旋方向相反设置;
S12:所述非晶合金丝沿所述第一螺旋槽正向绕设在所述模具上,当所述非晶合金丝绕设到预定位置时,所述非晶合金丝反折后再沿所述第二螺旋槽反向绕设在所述模具外,并依次往复缠绕以制得所述非晶合金件;
其中,所述第一螺旋槽的深度范围和所述第二螺旋槽的深度范围均为0.2m~0.5mm。
7.根据权利要求6所述的非晶合金球拍管材制备方法,其特征在于:在所述步骤S11中,所述第一螺旋槽与所述第二螺旋槽关于所述模具的轴线对称设置。
8.根据权利要求6所述的非晶合金球拍管材制备方法,其特征在于:在所述步骤S11中,所述模具内设有加热装置,在所述非晶合金丝绕设在所述模具上的同时,所述加热装置对所述非晶合金丝加热定型。
9.根据权利要求8所述的非晶合金球拍管材制备方法,其特征在于:若所述非晶合金丝的加热温度为T,满足以下关系式:T1≤T≤T2,其中,T1所述非晶合金丝的转变温度,T2为所述非晶合金丝的结晶温度。
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