CN1175955C - 高尔夫钎焊焊材 - Google Patents

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Abstract

一种高尔夫钎焊焊材，包含有下列组成成分：15.5-18.5wt%的铬、0.9-1.5wt%的硼、1.4-2.2wt%的硅、0.7-1.7wt%的铁、至多0.05wt%的碳以及5.5-7.5wt%的磷，其余为镍。

Description

高尔夫钎焊焊材
技术领域
本发明关于一种高尔夫球杆的焊材，特别是关于一种具有高强度及耐腐蚀的高尔夫钎焊焊材。
背景技术
一般用于高尔夫球杆的钎焊焊材，尤其是在杆头(head)与击球面(face)之间的钎焊(brazing)，由于考虑到焊接温度不得高于母材的熔点(一般球头的材料为不锈钢以及钛合金)；因此，业界普遍使用的是镍系焊材，如BNi-2以及BNi-7等；但不同的焊材因其成份的不同各具有不同的优缺点，如：BNi-2硬度较大，但较容易产生锈蚀，且其流动性较差，适合填补较大的缝隙(0.03mm-0.1mm)，对于小缝隙则否；而BNi-7的硬度较低，但其流动性佳，适合填补小缝隙(＜0.03mm)，反而对于大缝隙则较难填补；也就是说目前并没有一种兼具高耐腐蚀性，高强度以及较适当流动性等特性，适用于高尔夫杆头钎焊用的焊材。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高尔夫钎焊焊材，同时具备较高的焊接强度、较适当的流动性以及较高的耐腐蚀性。
为达成上述目的，依据本发明所提供的高尔夫钎焊焊材，包含有以下的组成成分：15.5-18.5wt％的铬(Cr)、0.9-1.5wt％的硼(B)、1.4-2.2wt％的硅(Si)、0.7-1.7wt％的铁(Fe)、至多0.05wt％的碳(C)以及5.5-7.5wt％的磷(P)，其余为镍(Ni)。
其中还包含有预定测量的其他元素，该等其他元素包含有至多0.05wt％的铝(Al)、至多0.05wt％的钛(Ti)、至多0.05wt％的锆(Zr)以及至多0.10wt％的钴(Co)。
其中该等其余元素的总含量低于总量的0.05wt％。
其中将该钎焊焊材的各成分熔合，以充分混合，并成形为微细颗粒状的合金。
本发明与现有技术相比具备较高的焊接强度、较适当的流动性以及较高的耐腐蚀性。
具体实施方式
为进一步说明本发明的特征，以下兹举一较佳实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施例所提供的高尔夫钎焊焊材，包含有下列成分：18.0wt％的铬(Cr)、1.2wt％的硼(B)、1.8wt％的硅(Si)、1.2wt％的铁(Fe)、0.024wt％的碳(C)、6.0wt％的磷(P)，以及其他元素，其余为镍(Ni)；该等其他元素包含有至多0.05wt％的铝(Al)、至多0.05wt％的钛(Ti)、至多0.05wt％的锆(Zr)以及至多0.10wt％的钴(Co)，且该等其余元素的总含量低于总量的0.05wt％。将上述成分加热熔融，以充分混合，再将其成形为细微颗粒状的合金；此举除便于本发明的钎焊焊材与焊剂充分混合，此外亦可使焊接后的焊道具有均匀的结构，使焊道各处的强度、耐蚀性以及其他材料特性均相同。
请参阅表一
表一三种焊材的基本性质
种类                                  化学成分(wt％)   固相线温度(℃)  液相线温度(℃)    钎焊温度范围(℃)   建议钎焊温度(℃)
 Cr  B  Si  Fe  C  P Ni 其他元素
BNi-2  14.0  3.0  4.5  4.5  0.06  - 余量     ＜0.5     970   1000   1010-1175     1040
BNi-7  14.0  -  -  -  0.06  10.0 余量     ＜0.5     890   890   980-1095     1065
本发明  18.0  1.2  1.8  1.2  0.024  6.0 余量     ＜0.5     938   956   990-1130     1050
其中显示二种习用钎焊焊材(BNi-2以及BNi-7)以及本发明的钎焊焊材的组成成分以及基本性质。在本发明实施例所提供的高尔夫钎焊焊材中，加入18wt％的Cr的目的在于增加焊材的耐腐蚀性(一般不锈钢的定义为Cr含量在14wt％以上)；而6wt％的P以及1.8wt％的Si的添加使得本发明的钎焊焊材具有适中的流动性，易于填补较大以及较小的缝隙(缝隙大小由0-0.1mm均可)；为同时考虑增强焊材的延展性以及降低合金化现象，因此本发明的钎焊焊材添加了1.2wt％的B。
在此要补充说明所谓的合金化现象：不锈钢能防止锈蚀的原理为Cr与空气接触而在金属表面产生一Cr2O3保护层，但B的加入，易于与母材产生合金置换，而形成Cr2B、FeB与TiB2等化合物，破坏该Cr2O3保护层，反而使焊道产生锈蚀；所以本发明实施例中仅加入1.2wt％的B(BNi-2的B含量为3.1wt％)，除可提高本发明的焊材的延展性，也不致产生严重的合金化现象。
接着发明人同样以上述二种习用钎焊焊材(BNi-2以及BNi-7)，与本发明的钎焊焊材进行压力测试；其测试方式为：将一15mm厚×40mm宽×75mm长的析出硬化不锈钢CUSTOM 465(为美国CARPENTER TECHNOLOGY CORPORATOIN的产品名称)的击球面板以及一SUS 630(Ocr17Ni4Cu4Nb)所制成的球头，以1050℃经60分钟的真空钎焊结合后，再以一直径42mm的高尔夫球在击球面板的中央部位施压约0.5秒，以测试其结合强度，其结果如表二所示；
表二压力试验结果
    压力(kg)     状态
    BNi-2     1600     局部脱离
    BNi-7     1300     局部脱离
    本发明     2000     局部脱离
在表二中，我们发现以本发明的焊材在2000kg的压力下才产生局部脱离的强度最高，其次为BNi-2(1600kg)，最后为BNi-7(1300kg)。
接着发明人再进行耐腐蚀试验，其方式是将三种试料浸泡于20％Nacl+80％水的试液中，其结果如表三所示；
表三耐腐蚀试验结果
    浸泡时间(小时)     状态
    BNi-2     72     于结合处产生局部锈蚀
    BNi-7     72     结合处无锈蚀现象
    本发明     72     结合处无锈蚀现象
其结果显示BNi-2经72小时的浸泡后，于接合处已产生局部锈蚀现象，而本发明以及BNi-7则无锈蚀现象产生。
最后我们将上述试验结果，以及三种杆材(BNi-2、BNi-7以及本发明)的其他相关特性，整理于表四；
表四三种钎焊焊材特性的综合整理
 钎焊温度  硬度(HRC)   耐压强度   耐腐蚀性   流动性 填补缝隙范围
 BNi-2   1040℃     50-60     中     低   低 0.03-0.1mm
 BNi-7   1065℃     40-45     低     高   高 小于0.03mm
 本发明   1050℃     45-50     高     高   适中 0-0.1mm
表中一些于前文中已论及的特性容不赘述。首先，本发明的钎焊焊料的焊接温度为1050℃，介于BNi-2(1040℃)以及BNi-7(1065℃)之间，适合于高尔夫球杆各材料间的焊接；其次，由表四中关于三种焊料的硬度与耐压强度之间的关系显示，以BNi-2的硬度最高(约50-60HRC)，但是太过于硬脆，因此其耐压强度反而降低(1600kg)；BNi-7的硬度最小(约40-50HRC)，其耐压强度也最低(1300kg)；而本发明的硬度约45-50HRC，为一兼具弹性、韧性的硬度范围，因此本发明的耐压强度为最高(2000kg)。此外，在流动性方面，也是以本发明的焊材的流动性最适中，使其可填补的缝隙范围最大0-0.1mm。

Claims (4)

1.一种高尔夫钎焊焊材，其特征在于，包含有以下的组成成分：
15.5-18.5wt％的铬；
0.9-1.5wt％的硼；
1.4-2.2wt％的硅；
0.7-1.7wt％的铁；至多
0.05wt％的碳以及
5.5-7.5wt％的磷，其余为镍。
2.根据权利要求1所述的高尔夫钎焊材料，其特征在于，其中还包含有预定测量的其他元素，该等其他元素包含有至多0.05wt％的铝、至多0.05wt％的钛、至多0.05wt％的锆以及至多0.10wt％的钴。
3.根据权利要求2所述的高尔夫钎焊材料，其特征在于，其中该等其余元素的总含量低于总量的0.05wt％。
4.根据权利要求1所述的高尔夫钎焊材料，其特征在于，其中将该钎焊焊材的各成分熔合，以充分混合，并成形为微细颗粒状的合金。
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