CN207024547U - 共锻高尔夫球杆头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共锻高尔夫球杆头。该锻造的高尔夫球杆面具有包住由第二材料制成的至少一个内层的第一材料的连续外层。这些材料可以具有例如杨氏模量、密度以及强度性质等的不同的性质。通过将不同的材料结合到外层和内层中，在不牺牲耐久性的情况下高尔夫球杆面的恢复系数(COR)得到改善。球杆面由具有至少一个整体装入的内层的预成型坯料锻造。

Description

共锻高尔夫球杆头

优先权要求

本申请要求美国专利申请No.14/963,070的优先权。

相关申请

美国专利申请No.14/963,070是2015年1月5日提交的申请号为No.14/589,079的美国专利申请的部分继续申请，该美国专利申请是2011年11月28日提交的申请号为No.13/305,087的美国专利申请的分案申请(现在的美国专利No.8,926,451)，其公开内容通过引用整体并入本文。在适当的程度上，对每个上述申请进行优先权的要求。

技术领域

本实用新型总体上涉及由两种或更多种材料形成的共锻高尔夫球杆头以及这种高尔夫球杆头的制造方法。更具体地说，本实用新型涉及从在实际锻造过程之前已经包含两种或更多种材料的预成型坯料制造铁型高尔夫球杆头；使得多材料高尔夫球杆头不需要例如机械加工、焊接、型锻、胶合等的任何后制造操作。

背景技术

高尔夫球很难！当普通高尔夫球手挥动高尔夫球杆时，他或她可能在挥动高尔夫挥杆时会出现意料不到的变化，导致许多偏心击球，这导致与直接中心击球相比性能降低。然而，为了使普通高尔夫球手更好地享受这种非常困难的游戏，高尔夫球杆设计者已经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苛刻现实。

在一个早期示例中，Igarashi的美国专利No.4,523,759公开了一种具有泡沫芯的周边加重的中空高尔夫球铁，其具有朝向力矩中心集中的有效击球区，以试图帮助使高尔夫球比赛更容易。将高尔夫球杆的重量分布到周边允许高尔夫球杆头的转动惯量(MOI)增加，从而减少在撞击高尔夫球时高尔夫球杆的不期望的扭曲。

Doran等人的美国专利NO.4,809,977示出了通过在高尔夫球杆头的跟部和趾部部分处放置附加的重量来增加高尔夫球杆头的转动惯量的尝试的另一示例。通过增加的跟部和趾部权重可实现的高尔夫球杆头的转动惯量的这种增加可进一步防止高尔夫球杆在跟部和趾部方向上扭转，这减轻了将高尔夫球发送离开预期轨迹的不期望的效果。

尽管增加高尔夫球杆对于普通高尔夫球手的包容性和可玩性的初始尝试是令人满意的，但是它没有利用可以通过使用不同的材料来形成高尔夫球杆头的不同部分而实现的极度包容性。在一个示例中，Takeda的美国专利No.5,885,170显示了使用多材料来产生质量性质的更极端调节的优点。更具体地说，美国专利No.5,885,170教导了一种具有由一种材料形成的面而插鞘由具有与头部本体的比重不同的比重的另一种材料形成的本体。Helmstetter等人的美国专利No.6,434,811示出了使用多种材料以通过向高尔夫球杆头提供在整个高尔夫球杆头已经形成之后并入的配重系统来改善高尔夫球杆头的性能的另一示例。

最近，将多种材料合并到高尔夫球杆头中的改进通过将空腔加工到高尔夫球杆头中来合并不同特性的多种材料已经显著地成熟。更具体地说，Cole等人的美国专利No.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，其中该空腔从跟部区域延伸到趾部区域；沿高尔夫球杆头的背面的下部延伸；与击打面大致平行地延伸；并且关于在跟部区域和趾部区域之间使高尔夫球杆头二等分的中心线大致对称。

然而，由于多种材料在主体完成之后被引入到高尔夫球杆中，所以不同材料之间的界面的公差可能潜在地引起改变高尔夫球杆头的手感的不期望的副作用。Hettinger等人的美国专利No.6,095,931通过使用多种不同的部件来识别牺牲触感的这种具体的不期望的副作用。美国专利No.6,095,931通过在高尔夫球杆头和包括击打前部的主体部之间提供隔离层来解决这个问题。

Kubota的美国专利No.7,828,674认识到该问题的严重性，其描述了具有粘弹性元件的中空高尔夫球杆头对于更好的高尔夫球手感觉轻且中空，因此他们不喜欢这样的高尔夫球杆。美国专利No.7,828,674通过合并要嵌入和/或压配合到金属中形成的凹部中的镁块以仅用金属盖密封来解决这种多材料高尔夫球杆的缺陷。

尽管所有上述尝试都在改进高尔夫球杆头的性能，同时试图使高尔夫球杆的触感的牺牲最小化，但是所有方法都需要在球杆头中制作空腔和凹部用于要合并的辅助材料的大量的后制造操作。这些类型的辅助操作不仅昂贵，而且在各种部件之间保持足够紧密的公差和结合的能力使得难以保持通常与一体成型的高尔夫球杆头相关联的牢固感觉。

因此，从上面可以看出，尽管有在不牺牲与传统球杆头相关联的触感的情况下制作更宽容的高尔夫球杆头的这些研发，但是当前技术不能在不使用造成较差触感的后制造加工的情况下制作这样的球杆。

实用新型内容

在本实用新型的一个方面中，锻造的高尔夫球杆头包括具有由第一材料制成的击打表面的主体部和由第二材料制成的装入在主体部内的至少一个重量调节部；其中所述至少一个重量调节部在没有任何辅助附接操作的情况下整体装入在所述高尔夫球杆头的主体部内。

在本实用新型的另一方面中，一种锻造高尔夫球杆头的方法，包括以下步骤：由第一材料制作圆柱形坯料，在所述圆柱形坯料内加工一个或多个空腔，用第二材料部分填充所述一个或多个空腔以制作重量调节部，用所述第一材料填充所述一个或多个空腔的剩余空间以包住所述重量调节部，以及锻造所述圆柱形坯料以制作所述高尔夫球杆头的主体部；其中所述主体部在没有任何辅助附接操作的情况下将所述重量调节部整体装入在所述高尔夫球杆头的主体内。

在本实用新型的另一方面中，一种锻造的高尔夫球杆头，包括具有由第一材料制成的击打表面的主体部和由第二材料制成的装入在主体部内的至少一个重量调节部；其中所述至少一个重量调节部在没有任何辅助附接操作的情况下整体装入在所述主体部内。第一材料在第一锻造温度下具有第一流动应力，并且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似，并且第一锻造温度和第二锻造温度基本上彼此相似。第一材料具有第一热膨胀系数，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。

参考以下附图、说明书以及权利要求，本实用新型的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。

附图说明

本实用新型的前述和其它特征和优点将从如附图所示的本实用新型的以下描述中是明显的。并入本文并形成说明书一部分的附图进一步用于解释本实用新型的原理并使相关领域的技术人员能够制造和使用本实用新型。

附图中的图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的共锻高尔夫球杆头的透视图；

图2A-2C示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于制作图2D所示的高尔夫球杆头的预成型坯料的透视图；

图3A-3C示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于制作图3D所示的高尔夫球杆头的预成型坯料的透视图；

图4A-4C示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于制作图4D所示的高尔夫球杆头的预成型坯料的透视图；以及

图5A-5C示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于制作图5D所示的高尔夫球杆头的预成型坯料的透视图。

图6A示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆头的预成型坯料的透视图。

图6B示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆头的锻造面的透视图。

图7A示出了根据本技术的发球杆(driver)的透视图。

图7B示出了根据本技术的图7A的发球杆的分解透视图。

图8示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆头的预成型坯料的一部分的透视图。

图9A示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆的预成型坯料的透视图。

图9B示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆头的锻造面的透视图。

具体实施方式

以下详细描述是实现本实用新型的最佳当前预期模式。该描述不应被视为限制性的，而是仅用于说明本实用新型的一般原理的目的，因为本实用新型的范围由所附的权利要求来最佳限定。

下面描述了各种实用新型特征，其可以彼此独立地使用或与其他特征组合使用。然而，任何单个实用新型特征可能不解决上面讨论的任何或全部问题，或者可能仅解决上面讨论的问题之一。此外，上面讨论的问题中的一个或多个可能不由下面描述的任何特征完全解决。

附图中的图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的高尔夫球杆头100的透视图。图1所示的高尔夫球杆头100通常包括高尔夫球杆主体部102和插鞘(hosel)部104，其中主体部102具有多个可单独区分的部件，例如顶部部分106、底部部分108、跟部部分110以及趾部部分112。根据本实用新型的示例性实施例的高尔夫球杆杆头100通常可以包括被装入高尔夫球杆头100的主体部102内的至少一个重量调节部。在优选实施例中，在不脱离本实用新型的范围和内容的情况下，重量调节部可以是整体装入主体部102内，以确保重量调节部固定在主体部102内。因为重量调节部整体装入高尔夫球杆头100的主体部102内，所以这些重量调节部在附图的图1中是不可见的。然而，当呈现各种不同的视图时，这些重量调节部将在后面的图中更详细地示出。

在参考随后的附图之前，这里值得强调的是，当前的高尔夫球杆头100使用锻造处理来制作，并且这些重量在不进行任何后精加工操作的情况下被合并。这是一个重要的区别，因为整体装入重量调节部的相同结果非常难以使用替代的制造工艺(例如铸造)来实现。如本专利申请中提及的“整体装入”通常可以定义为将特定内部部件装入单独的外部部件内，并且在成品中没有接合处或接缝。关于本实用新型，具有“整体装入”在高尔夫球杆头100的主体部102内的重量调节部通常可以指将重量调节部设置在高尔夫球杆头的主体部102内并且没有通常由例如铣削、焊接、铜焊、胶合或型锻的后续制造工艺所需要的接合处或接缝的能力。在示例中，本文的装入技术导致在杆面外部的单一材料，这也允许更均匀的表面调节处理，例如镀铬。例如，对单一材料镀铬比试图对两种不同材料镀铬更可行。虽然单个材料能够被镀铬，但是不同的材料通常需要在单独的操作中被电镀。例如物理气相沉积(PVD)涂覆和纹理化的其它表面处理工艺也受益于具有均匀外形的杆面。

这里，还应该注意的是，在不脱离本实用新型的范围和内容的情况下，在本实用新型的当前定义中“整体装入”的重量可能具有暴露在成品中的内部重量的某一方面，以说明重量调节部的存在。更具体地说，“整体装入”是指用于产生如上所述的最终产品的方法，并且未必限于视觉上隐藏重量调节构件。

图2A-2D示出了根据本实用新型的示例性实施例的用于制作共锻高尔夫球杆头200的方法。更具体地说，图2A-2D示出了将高尔夫球杆头从其原始坯料201形状锻造成高尔夫球杆头200的最终产品所涉及的步骤。

图2A示出了根据本实用新型的示例性实施例的预成型坯料201。如从图2A可以看出，预成型坯料201通常可以作为由第一材料形成的圆柱形杆而开始，如其与高尔夫球杆头200的锻造一样。为了制作能够整体装入在高尔夫球杆头200的主体部202的重量调节部215，在预成型坯料201内部加工出一个或多个空腔216。如图2A所示，在预成型坯料201的端部内加工出两个空腔216。预成型坯料201内的空腔216的位置和几何形状是重要的，因为在锻造后它与高尔夫球杆头200中的重量调节部215的最终位置直接相关。

参见图2B，可以看出，一旦加工出空腔216，则空腔216部分地填充有与第一材料的密度不同的密度的第二材料，以便制作重量调节部215。与以上讨论类似，重量调节部215的位置、尺寸及形状与空腔216的位置、尺寸及形状一样重要，因为预成型坯料201内的重量调节部215与高尔夫球杆头中的重量调节部215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，当空腔216的剩余空间被填充有第一材料并且通过传统的接合方法(例如焊接、铜焊和型锻)来密封。密封空腔216允许重量调节部215整体装入在预成型坯料201的主体内，这将允许相同的重量调节部215在锻造处理后整体装入在高尔夫球杆头200的主体202中。在空腔216被填充后，预成型坯料201经受与高尔夫球杆头200的锻造相关联的正常锻造处理。尽管锻造高尔夫球杆头200所涉及的基本步骤对于理解当前的实用新型是重要的，但是它涉及相对陈旧和既定的技术，本申请将不会详细讨论之。关于在没有整体装入的重量调节部的基本高尔夫球杆头的锻造中涉及的步骤的更多信息可以在Cornell的美国专利No.3,825,991和Iwata等人的美国专利No.6,666,779中找到，其公开内容全部通过引用并入本文。

尽管关于通过引用并入的高尔夫球杆的锻造的以上讨论在描述实际锻造处理方面做得很好，但是其未能解决当前实用新型的共同锻造处理的额外的问题，其中在该锻造处理中涉及两种不同的材料。更具体地说，因为重量调节部215由第二材料制成，该第二材料可以不同于用于制作预成型坯料201的剩余部分的第一材料，必须特别注意确保不同的材料可以被锻造在一起以形成高尔夫球杆头200。因此，为了选择能够共锻在一起的两种粘结材料，第一材料和第二材料通常必须具有关于它们的流动应力及其热膨胀系数的非常特定的材料性质要求。尽管最优选的是两种材料具有在锻造中产生一致性的相同的材料特性，但是相同材料的使用不能提供本实用新型的基础所需的任何重量调整优点。

首先，为了使金属材料具有共锻在一起的能力，需要适当地考虑每种材料的相应的流动应力。材料的流动应力通常可以定义为材料的连续变形(即，保持金属流动)所需的应力的瞬时值；并且从两种不同材料制作粘结锻造部件将需要它们在受到锻造处理的应力时以相对相同的速度流动。通常已知的是，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可以由等式(1)总结。

Y_f＝Keⁿ 公式(1)

其中

Y_f＝流动应力(MPa)

K＝应变系数(MPa)

n＝应变硬化指数

除了上述等式之外，这里值得提及的是，材料的流动应力可以不被解释为在真空中的流动应力，而是它也是材料的锻造温度的函数。因此，在本实用新型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基本上类似于但不等于第二材料在其第二锻造温度下的第二流动应力；其中第一锻造温度和第二锻造温度基本相似。更具体地说，在更详细的实施例中，第一材料可以是在约1,200℃的锻造温度下具有约10ksi(千磅/平方英寸)的第一流动应力的1025钢，而第二材料可以包括在约1,100℃的锻造温度下具有也大约12ksi的第二流动应力的铌材料。

尽管在上述本实用新型的示例性实施例中，第一材料可以是1025钢，第二材料可以是铌材料，但是在不脱离本实用新型的范围和内容的情况下也可以使用各种其他材料，只要它们的流动应力在类似的锻造温度下相似。替换地，只要第二流动应力比第一流动应力不大于20％或不小于20％，则在当前的共锻处理中可以使用任何两种材料。

如前所述，除了流动应力之外，第一材料和第二材料的热膨胀系数对于两种不同材料的适当共锻也是重要的。更具体地说，第一材料的第一热膨胀系数通常需要大于或至少等于第二材料的第二热膨胀系数。因为热膨胀系数还与锻造后材料的收缩有关，重要的是，整体装入第二材料的第一材料具有更高的热膨胀系数，以防止在材料的界面部分处形成空隙。在本实用新型的更详细的实施例中，第一材料可以是具有约8.0μin/in°F的热膨胀系数的1025钢，而第二材料可以是具有约3.94μin/in°F的第二热膨胀系数的铌。

应当注意的是，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，但是在不脱离本实用新型的范围和内容的情况下，这些数字可以是相同的，以实现两种材料的完美匹配。事实上，在本实用新型的一个示例性实施例中，优选地，第一材料和第二材料具有相同的热膨胀系数，因为外部材料在内部材料上的过度收缩可能潜在地在这两种材料的界面部分处产生额外的应力。

替换地，为了提供不同的加重特性，第二材料可以由6-4钛材料制成以减小重量调节部215的重量。钛材料在约1,100℃的锻造温度下通常可以具有约10ksi的流动应力，热膨胀系数为约6.1μin/in°F。

现在已经讨论了锻造处理和涉及不同材料的共锻具体顾虑，附图的图2D示出了使用上述共锻处理制作的成品高尔夫球杆头200的透视图，其中高尔夫球杆头200将至少一个重量调节部215整体装入在主体部202内。更具体地说，在本实用新型的当前示例性实施例中，重量调节部215被放置在高尔夫球杆头200的跟部部分210和趾部部分212附近。重量调节部215靠近跟部部分210和趾部部分212的放置允许高尔夫球杆杆头200具有增加的转动惯量(MOI)，而不需要任何辅助连接操作；这将导致在与高尔夫球撞击时更一致的感觉。

在进入关于本实用新型的不同实施例的讨论之前，值得注意的是，重量调节部215在高尔夫球杆头200的主体部202内的精确位置在每个单独不同的球杆头中略有不同，这是本实用新型的共锻处理的结果涉及不同的材料。更具体地说，由于第一材料和第二材料的流动应力将有助于确定重量调节部215的最终位置，所以重量调节部215的精确位置可以随每个单独的高尔夫球杆200而不同。除了以上之外，应当注意的是，高尔夫球杆头200的重量调节部215和主体部202之间的界面通常可以是不规则的界面，其边界呈锯齿状以指示整个高尔夫球杆头200已经被共锻。这与通过后加工辅助操作(例如铣削和钻孔)制作的空腔明显不同；其通常具有两种不同材料的清楚的分界线。

附图的图3A-3D示出了本实用新型的替代实施例，其中两个单独的重量调节部314和315被放置在预成型坯料301的不同部分，以制作具有不同性能标准的高尔夫球杆头300。更具体地说，图3D所示的高尔夫球杆头300可以具有在高尔夫球杆头300的顶部部分306附近的轻质重量调节部314和在高尔夫球杆头300的底部308附近的重质重量调节部315，以帮助将高尔夫球球杆头300的重心(Center of Gravity,CG)降低来帮助本实用新型的高尔夫球杆头300的击球和旋转特性。

类似于之前，图3A-3C示出了从预成型坯料301开始的本实用新型的高尔夫球杆头300的形成过程。图3A示出了根据本实用新型的示例性实施例的预成型坯料301的透视图，其中在坯料301内的关键位置处钻出多个空腔316。应当注意的是，在该当前示例性实施例中，多个空腔316在预成型坯料301的顶部和底部附近而不是在每个末端处钻孔，因为该具体实施例集中于通过从高尔夫球杆头300的顶部部分306去除重量并且将其朝向高尔夫球杆头300的底部部分308移动而降低高尔夫球杆头300的CG。

附图的图3B示出了放置在图3A中制作的空腔316内的两个重量调节部314和315。尽管当希望降低CG时，通常期望使高尔夫球杆头300的顶部附近的重量最小化，但是在本实用新型的当前实施例中顶部空腔316不能完全留空，因为整个全部成形坯料301将最终被锻造成高尔夫球杆头300的形状，这会导致任何空腔316自身坍塌。因此，在本实用新型的当前示例性实施例中，顶部空腔316可以填充有轻质的重量调节部314，而下部空腔316可以填充有重质重量调节部315。轻质重量调节部314可以通常由具有第三密度的第三材料制成，其中重质重量调节部315通常可由具有第二密度的第二材料制成。在本实用新型的一个示例性实施例中，第三密度通常可以小于约7.0g/cc，其中第二密度通常可以大于约7.8g/cc；而用于形成高尔夫球杆头300的主体部302的第一材料通常可以具有约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，预成型坯料301将重量调节部314和315整体装入在预成型坯料301的内部空腔316内。更具体地说，图3C中示出的预成型坯料的制作涉及用第一材料填充空腔316的剩余空间，以将重量调节部315和316装入在预成型坯料301内。与上述讨论类似，预成型坯料301随后被锻造以形成如图3D所示的高尔夫球杆头300，其中重量调节部314和315整体装入在高尔夫球杆头300的主体部302内。

与上述方法类似，第三材料在第一材料内制作的空腔内共锻，第三材料通常可能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。更具体地说，在本实用新型的一个示例性实施例中，第三材料可以是在约1,100℃的锻造温度下具有约10ksi的第三流动应力的6-4钛材料，并且第三热膨胀系数约为6.1μin/in°F。

尽管图2A-2D和图3A-3D示出了分别用于实现更高MOI和更低CG的本实用新型的不同实施例，这些特征彼此不相互排斥。事实上，在图4A-4D所示的本实用新型的另一替代实施例中，在不脱离本实用新型的范围和内容的情况下，可以从上述两个实施例中获得特征，以制作具有更高MOI以及更低CG的共锻高尔夫球杆头。更具体地说，在图4A-4D中，需要在高尔夫球杆400的顶部406附近合并轻质重量调节部414以及在高尔夫球杆头400的趾部412和跟部410附近合并两个或更多个重质重量调节部415，以制作具有更高MOI和更低CG的高尔夫球杆的步骤。

附图的图5A-5D示出了本实用新型的另一个替代实施例，其中高尔夫球杆头500的主体部502可以包括整体装入的重量调节部514。在本实用新型的当前示例性实施例中，重量调节部514可以具有相对较大的尺寸，从而一旦锻造处理完成，允许替换高尔夫球杆头500的主体部502的大部分。在本实用新型的该当前示例性实施例中，整体装入的重量调节部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的主体部502的第一材料的第一密度；允许重量从高尔夫球杆头500的主体部502中移除。因为用于形成重量调节部514的轻质第三材料与第一材料相比通常可以相对柔软，所以通常期望将重量调节部514整体装入在高尔夫球杆头500的内部主体内，从而允许在不牺牲手感的情况下实现显著的重量减轻。

更具体地说，附图的图5A示出了与前面附图类似的预成型坯料501。然而，在该当前示例性实施例中，空腔506在预成型坯料501本身内显著较大。这个较大的空腔506然后可以在图5B中用于填充有重量调节部514，以调节高尔夫球杆头500的重量、密度及总体触感。在图5C中，类似于上文所述，在整个预成型坯料501经受锻造工艺以制作高尔夫球杆头500之前，空腔516的剩余空间填充有原始的第一材料。

这里值得注意的是，在这个当前的示例性实施例中，高尔夫球杆头500的插鞘部504有意地由常规的第一材料制成，因为用于形成重量调节部514的第二材料的弯曲特性通常可能不适合于铁型高尔夫球杆头500的弯曲要求。更具体地说，用于形成重量调节部514的第三材料可以是密度小于约7.10g/cc的轻质铁铝材料，更加优选小于约7.05g/cc，最优选小于约7.00g/cc，均不脱离本实用新型的范围和内容。然而，在不脱离本实用新型的范围和内容的情况下，只要第三材料具有在上述范围内的密度，许多其它材料也可以用作用于形成重量调节部514的第三材料。

还可以选择预成型坯料中的材料以改变高尔夫球杆头的除了其重量和重量分布之外的额外性能。例如，可以选择材料以调节高尔夫球杆头或者更具体地说，高尔夫球杆头的击打面的恢复系数(COR)。通常期望较高的击打面的COR，因为较高COR通常对应于高尔夫球在被高尔夫球杆击打时的较高速度。高尔夫球杆的COR可以通过增加高尔夫球杆的击打面部分的柔顺性(compliance)来增加。增加柔顺性的一种方式是减小击打面的厚度。然而，减小击打面的厚度通常降低面部的耐久性。部分地由于该缺点，本文提供了另一种增加击打面的柔顺性的方式。通过选择在预成型坯料中具有较低值的各自杨氏模量的材料，击打面可以被锻造成具有比由单一材料制成的标准击打面更高的柔顺性和COR。

图6A示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆头的预成型坯料600A的透视图。预成型坯料600A包括由第一材料制成的连续外层601A和由第二材料制成的内层615A。内层615A被连续外层601A完全包住，并且内层具有中心轴线A。与如上所述的结合到预成型件601A中的重量调节部类似，内层615A可以整体装入在连续外层601A内。例如，类似于重量调节部的结合，可以将空腔加工到预成型坯料600A中，然后内层615A被插入空腔中。内层615A和连续外层601A之间的配合可以通过压配合、螺纹配合或可用于形成两层之间的接触同时将内层615A封装在连续的外层601A内的任何其它方法来实现。在一个示例中，连续外层601A被加热，引起膨胀，同时内层615A被插入。在插入之前，内层也可以涂覆有促进内层615A和连续外层601A之间的结合的材料。一旦内层615A已经插入到空腔中，空腔的其余部分使用与连续外层601A相同的材料来填充，然后使用上述方法(例如焊接，铜焊，型锻等)来密封。

为了增加由预成型坯料600A锻造的击打面的柔顺性，连续外层601A和内层615A的材料被选择为具有不同的弹性性质，例如它们分别具有不同值的杨氏模量。在一个示例中，内层615A具有比连续外层601A低的杨氏模量。在示例中，连续外层601A材料可以具有大于约130GPa、150GPa或170GPa的杨氏模量。在示例中，内层615A材料可具有低于约130GPa、115GPA、95GPa、90GPa或80GPa的杨氏模量。例如，连续外层601A可以由钢制成，并且内层615A可以由钛、钛合金、β钛合金、铜和铜合金(包括黄铜和青铜)、钒和钒合金、锆和锆合金、硅和硅合金、铪和铪合金、铌和铌合金、钪和钪合金、锰和锰合金、钇和钇合金，连同一些稀土和具有比钢或形成连续外层601A的材料更低杨氏模量的其它的类似材料来制成。这些材料还可形成高尔夫球杆头的其它部分中的一个或多个，例如高尔夫球杆头的冠部或底部。用于选择内层615A材料的其它考虑包括对于强度性质的需要以适应与使用相关的高应力。例如，根据具体的应用，内层615A材料可以具有大于约500MPa、600MPa、700MPa、750MPa、850MPa或950MPa的屈服强度。内层615A材料也可以选择为使得其与连续的外层601A材料良好地结合。如上所述，也可以在选择材料时考虑流动应力和热膨胀系数。在具体示例中，连续外层601A可由杨氏模量为约200GPa的17-4PH钢和杨氏模量为约80GPa的β钛合金Ti-15-3-3-3制成。在该示例中，如果连续外层601A和内层615A具有近似相等的厚度，则由预成型坯料600A形成的击打面的杨氏模量可以为约140GPa。为了进一步降低击打面的杨氏模量，可以增加预成型坯料600A中包括的钛合金的量。

用于连续外层601A的材料还可以根据锻造的击打面如何附接到高尔夫球杆头的其余部分(例如高尔夫球杆的冠部和底部)来选择。例如，在击打面将通过焊接附接到高尔夫球杆头的其余部分的情况下，当被连接的两种材料为相同类别(例如普通碳钢与普通碳钢，不锈钢与不锈钢，钛合金与钛合金等)时，焊接处理形成更强的结合。因此，用于连续外层601A的材料可以被选择为与锻造后连续层601A将附接到的球杆头的材料相同的类别。

在一些示例中，例如使用发球杆或球道金属，连续外层601A将附接到的球杆面的其余部分由钛材料制成。例如，击打面要被焊接的发球杆的冠部和底部可以由钛材料制成。在这样的示例中，连续外层601A也可以由钛材料制成以促进更强的焊接。此外，结合到击打面中的内层615A然后可以由具有比连续外层的钛材料更高的杨氏模量的材料制成。

在示例中，内层615A在连续外层601A内基本居中。因此，在锻造期间，内层615A可以在击打面上基本居中。一旦预成型坯料600A被锻造成高尔夫球杆头的击打面，类似于锻造图5D中的重量调节部514的放置，内层615A可以在高尔夫球杆头的顶部和高尔夫球杆头的底部之间基本居中。在其他应用中，可以调节内层615A的位置以实现高尔夫球杆头的期望性质。另外，类似于图2C、图3C和图4C所示的多个重量调节部，多个内层615A可以包括在预成型坯料600A内。

在一些示例中，预成型坯料600A可以在锻造方向605锻造，如图6B所示，导致锻造面600B具有锻造的连续外层601B和锻造的内层615B。如上所述，随着预成型坯料600A被加热到适当的依赖于材料的锻造温度，并且然后被锻造成期望的形状。虽然在图6B中示意性地描述为盘形，锻造面600B可以例如通过上述锻造处理形成为击打面的一部分。锻造面600B也可以形成为球道金属、发球杆或混合杆的击打面。例如，如特定应用或设计可能需要的那样，锻造面600B可以形成为面插入件、面杯、部分杯或“L”或“C”形面。在一些示例中，锻造面600B可以在锻造之后被修整以获得期望的形状。根据该应用，在锻造和修整处理中应当小心以避免暴露锻造的内层615B。

如上所述，如图7A-7B所示，锻造面600B可被合并为发球杆700的击打面702。发球杆700的击打面702具有击打表面708和后表面710。击打面702的外表面由外部连续层形成，该外部连续层在击打面702的表面之间完全包住内层715。击打面702具有顶部边缘709和底部边缘711。内层715具有上边界719和下边界717。上边界719位于距击打面702的上边缘的距离D1处，并且底部边界717位于距离底部边缘711的距离D2处。中心轴线A限定延伸穿过内层715的中心的轴线。在示例中，距离D1和D2基本上相等，内层715在击打面702中基本居中。在示例中，内层715的中心轴线721在顶部边缘709和底部边缘711之间均匀地隔开。还设想了内层的其他构造和位置。击打面702附接到发球杆700的冠部704和底部706。

图8示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆头的预成型坯料800的透视图。预成型坯料800具有第一部分804和第二部分806，每个部分包含由连续外层801限定的空腔816的一部分。在替代的处理中，预成型坯料800可以用于合并内层或重量调节部。预成型坯料可以通过分割、切割或以其他方式分离材料(例如钢棒)的挤出物而形成。然后可以在第一部分804和第二部分806之间加工或以其它方式形成空腔816，使得空腔在第一部分804和第二部分806之间对准。内层或重量调节部然后可以被插入到空腔816中。第一部分804和第二部分806然后被放在一起以包住内层或重量调节部。内层或重量调节部可以在插入之前确定尺寸，以确保在空腔中的适当配合，使得第一部分804的面808与第二部分的面810接触。然后，第一部分804和第二部分806通过焊接、钎焊或用于将两个部分接合在一起的其它方法接合。通过使用两部分预成型坯料800，不再需要如以上参照图2A-2D所述的在插入内层或重量调节部之后填充空腔的剩余部分。

图9示出了根据本技术的用于制作高尔夫球杆头的预成型坯料900A的透视图。预成型坯料900A具有连续外层901A，由连续外层901A完全包住的连续中间层910A，以及由连续中间层910A完全包住的内层915A。内层915A具有中心轴线A。预成型坯料900A除了具有三层而不是两层之外与预成型坯料600A类似。通过结合三层而不是两层，可以进一步改善或调整最终锻造的球杆杆头的性能。在一些示例中，连续外层901A由耐腐蚀材料制成，以向球杆头增加进一步的保护性能。如上所述，还可以选择耐腐蚀材料，使得其与击打面将被接合的材料处于相同类别。连续中间层910A可以由例如钢或上述的其它类似材料的具有高杨氏模量的材料制成。内层915A可以由例如钛合金或上述的其他类似材料的具有较低杨氏模量的材料制成。在替代示例中，连续中间层910A由具有低杨氏模量的材料制成，而内层915A由具有较高杨氏模量的材料制成。连续外层901A也可以比内层915A的连续中间层910A中的任一层更薄。在一些示例中，连续外层901A比连续中间层910A的厚度小约10％。在其它示例中，连续外层901A比连续中间层910A的厚度小约50％。在示例中，内层915A、连续中间层910A和连续外层901A中的每一层共用公共中心轴线A。预成型坯料900可以通过上述的用于将各层或重量调整部合并到坯料中的任何处理来形成。

在一些示例中，预成型坯料900A可以在锻造方向905被锻造，导致锻造面900B具有如图9B所示的锻造连续外层901B、锻造的连续中间层910B以及锻造的内部层915B。与锻造面600B类似，锻造面900B可以被形成为例如击打面702的被合并到高尔夫球杆头中的任何类型的击打面。

除了在操作实施例中之外，或者除非另有明确说明，否则所有数值范围、量、值以及百分比(例如材料量、转动惯量、重心位置、倾斜角度(loft)、拔模斜度、各种性能比，以及在本说明书的上述部分中的其它)可以被理解为如同以词语“约”开头，即使术语“约”可能没有明确出现在值、量或范围中。因此，除非相反地指出，否则在前述说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是近似值，其可以根据寻求由本实用新型获得的期望性质而变化。至少，并且不试图将等同原则的应用限制于权利要求的范围，每个数值参数应当至少根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。

尽管阐述本实用新型的宽范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体的实施例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含必然由在它们各自的测试测量中发现的标准偏差造成的某些误差。此外，当在本文中阐述了变化范围的数值范围时，预期可以使用包括所列举的值的这些值的任何组合。此外，根据特定应用的要求或需要，本文所描绘的形状可以被额外的几何形状替代。例如，虽然预成型坯料在本公开各处通常被描绘为圆柱形，但是坯料可以具有不同的形状，例如挤出的椭圆形、矩形棱柱、五棱柱、六棱柱或任何其他多面棱柱。

本文提供的附图不一定按比例绘制，并且应当理解的是，各层的不同尺寸、大小和相对厚度可以根据具体应用而变化。

当然，应当理解的是，上述内容涉及本实用新型的示例性实施例，并且可以在不脱离如所附权利要求中阐述的本实用新型的精神和范围的情况下进行修改。

Claims (20)

1.一种高尔夫球杆头，包括：

锻造的多材料击打面，击打面包括：

由第一材料制成的连续外层；和

由第二材料制成的内层，所述内层由所述连续外层完全包住，其中所述内层在所述连续外层内基本居中。

2.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头，其中所述内层的顶部边界被设置为距所述击打面的顶部边缘第一距离，并且其中所述内层的底部边界被设置为距所述击打面的底部边缘第二距离，并且其中所述第一距离和所述第二距离基本相同。

3.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头，其中所述内层的中心轴线在所述击打面的顶部边缘和底部边缘之间被均匀地隔开。

4.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头，其中所述第一材料是钢基材料，所述第二材料是钛基材料。

5.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比所述第二材料高的密度。

6.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头，进一步包括冠部和底部，其中所述冠部和所述底部由与所述击打面的所述连续外层相同的材料制成。

7.根据权利要求6所述的高尔夫球杆头，其中所述冠部被接合到所述击打面的顶部边缘，并且所述底部被接合到所述击打面的底部边缘。

8.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比所述第二材料高的杨氏模量。

9.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比所述第二材料低的杨氏模量。

10.一种高尔夫球杆头，包括：

锻造的多材料击打面，击打面包括：

由第一材料制成的连续外层；

由第二材料制成的连续中间层，所述连续中间层由所述连续外层完全包住；和

由第三材料制成的内层，所述内层由所述连续中间层完全包住。

11.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头，其中所述第一材料显示出比所述第二材料的耐腐蚀性大的耐腐蚀性。

12.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头，其中所述第三材料显示出比所述第二材料的杨氏模量高的杨氏模量。

13.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头，其中所述第三材料显示出比所述第二材料的杨氏模量低的杨氏模量。

14.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头，进一步包括冠部和底部，其中所述冠部和所述底部基本上由与所述第一材料相同的材料制成。

15.根据权利要求14所述的高尔夫球杆头，其中所述冠部被接合到所述击打面的顶部边缘，并且所述底部被接合到所述击打面的底部边缘。

16.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头，其中所述第一材料是具有第一耐腐蚀性的钢，所述第二材料是具有小于所述第一耐腐蚀性的第二耐腐蚀性的钢，并且所述第三材料是钛和钛合金中的至少一种。

17.一种高尔夫球杆头，包括：

锻造的多材料击打面，击打面形成有击打表面和后表面，所述击打面包括：

由第一材料制成的连续外层；和

由第二材料制成的内层，其中所述内层由所述连续外层完全包住并且被定位成增加所述击打面的恢复系数。

18.根据权利要求17所述的高尔夫球杆头，其中所述内层的中心点位于距所述击打表面的第一距离和距所述后表面的第二距离处，所述第一距离小于所述第二距离。

19.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比所述第二材料高的杨氏模量。

20.根据权利要求17所述的高尔夫球杆头，进一步包括连接到所述击打面的冠部和底部，其中所述冠部和所述底部由与所述击打面的所述连续外层相同的材料制成。