DE69808708T2

DE69808708T2 - Verfahren zur Herstellung eines geformten Produktes aus amorphem Metall

Info

Publication number: DE69808708T2
Application number: DE69808708T
Authority: DE
Inventors: Akihisa Inoue; Haruyoshi Minamiguchi; Jun Nishibayashi; Masahide Onuki; Tetsuo Yamaguchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: KR100293875B1; DE69808708D1; EP0895823B1; EP0895823A1; KR19990023252A; US6371195B1; TW369423B; US6258183B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall.
Bisher sind verschiedene Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall (einer amorphen Legierung) vorgeschlagen worden. In einem dieser Verfahren wird Metallmaterial geschmolzen, schnell abgekühltes Metall- (Legierungs-) Pulver wird durch Verfestigung durch rasches Kühlen des Metallmaterials aus dem geschmolzen Zustand erhalten, und das erhaltene schnell abgekühlte Metallpulver wird unterhalb einer Kristallisierungstemperatur in eine vorbestimmte Konfiguration verfestigt und verdichtet. In einem anderen Verfahren werden geschmolzenes Metall und eine Legierung mit schneller Abkühlung verfestigt, und ein geformtes Produkt aus amorphem Metall in einer vorbestimmten Konfiguration wird direkt erhalten.
Die meisten der geformten Produkte aus amorphem Metall, die mit diesen Verfahren erhalten werden, haben jedoch eine geringe Masse, und es ist schwierig, ein Massenmaterial zu erhalten, das auf ein Produkt wie beispielsweise eine Frontfläche eines Golfschlägerkopfes anwendbar ist. Aus diesem Grund kann, obwohl ein Verfahren zum Erhalten eines geformten Produkts aus amorphem Metall als Massenmaterial durch Verfestigen des schnell abgekühlten Metallpulvers auch ausprobiert worden ist, ein Massenmaterial mit zufriedenstellenden Festigkeitskennwerten wie beispielsweise einer hohen Festigkeit und einer hohen Härte, die beispielsweise für eine Frontfläche eines Golfschlägerkopfes erforderlich sind, nicht erhalten werden.
Wie in Fig. 46A gezeigt, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bei einem Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall in einer vorbestimmten Konfiguration durch Pressen und schnelles Abkühlen von geschmolzenem Metall c (genauer gesagt wird ein Metallmaterial, das auf einer unteren Form b platziert ist, mittels einer Hochenergie-Hitzequelle geschmolzen, und das erhaltene geschmolzene Metall c wird gepresst und in die vorbestimmte Konfiguration geformt) mit einer Pressmetallform, die aus einer oberen Form a und einer unteren Form b besteht, die Eingriffsbereiche hat, oder mit einer Pressform, deren obere Form a und untere Form b eine vertikale Fläche g zu einer Trennlinie hat, Experimente mit wiederholten Versuchen und Irrtümern durchgeführt. Wenn jedoch das geschmolzene Metall c mittels der oberen Form a und der unteren Form b gepresst wird, wie in Fig. 46B und 47 dargestellt, fließt überschüssiges geschmolzenes Metall c zwischen die vertikale Fläche g der oberen Form a und die vertikale Fläche g der unteren Form b (in eine kleine Öffnung d des Eingriffsbereichs), das geschmolzene Metall c in der Öffnung d kühlt sich schnell ab und wird zu einem verfestigten Grat f, und der Grat f ist ein Grund für verschiedene schlechte Einflüsse. Das heißt, es wird festgestellt, dass die vertikalen Flächen g der oberen Form a und der unteren Form b durch den Grat f beschädigt werden, oder ein fressender Verschleiß wird durch den Grat f erzeugt, und ein Produkt e (das geformte Produkt aus amorphem Metall) mit einer vorbestimmten Ausgestaltung und einer vorbestimmten Dicke h kann nicht erhalten werden, weil die Metallform nicht geschlossen werden kann aufgrund des geschmolzenen Metalls c, das in den Eingriffsbereich (die Öffnung d) fließt. Außerdem wurde festgestellt, dass die Metallform selbst durch das schlechte Schließen verschleißt, und die Lebensdauer der Metallform verkürzt sich dadurch.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Herstellungsverfahren zu schaffen, mit denen ein geformtes Produkt aus amorphem Metall mit exzellenten Festigkeitseigenschaften leicht herstellbar ist.
Diese Ziele werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Herstellungsverfahren für ein geformtes Produkt aus amorphem Metall mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Außerdem sind ausführliche Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen 2-16 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine erläuternde Darstellung eines Aufbaus einer Herstellungsvorrichtung ist, die ein geformtes Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung herstellt;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht im Schnitt, die eine Pressmetallform zeigt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen vergrößerten Hauptbereich einer Pressmetallform zeigt;
Fig. 4A ist eine erste erläuternde Darstellung, die einen Herstellungsprozess des geformten Produkts aus amorphem Metall mit der Herstellungsvorrichtung zeigt;
Fig. 4B ist eine zweite erläuternde Darstellung, die einen Herstellungsprozess des geformten Produkts aus amorphem Metall mit der Herstellungsvorrichtung zeigt;
Fig. 4C ist eine dritte erläuternde Darstellung, die einen Herstellungsprozess des geformten Produkts aus amorphem Metall mit der Herstellungsvorrichtung "zeigt;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen vergrößerten Hauptbereich eines geschlossenen Zustands der Pressmetallform zeigt;
Fig. 6A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, bevor das geformte Produkt aus amorphem Metall, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, fertiggestellt ist;
Fig. 6B ist eine Querschnittsansicht, die einen Produktionszustand des geformten Produkts aus amorphem Metall, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, zeigt;
Fig. 7 ist eine Vorderansicht, die einen Golfschlägerkopf vom Holztypen zeigt;
Fig. 8 ist eine Querschnittsseitenansicht, die einen Golfschlägerkopf vom Holtypen zeigt;
Fig. 9 ist eine Vorderansicht, die einen Golfschlägerkopf vom Eisentyp zeigt;
Fig. 10 ist eine Querschnitts-Seitenansicht, die einen Golfschlägerkopf vom Eisentyp zeigt;
Fig. 11 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die eine andere Ausgestaltung der Pressmetallform zeigt;
Fig. 12 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die noch eine andere Ausgestaltung der Pressmetallform zeigt;
Fig. 13 ist eine Querschnittsvorderansicht, die eine andere. Ausgestaltung der Pressmetallform zeigt;
Fig. 14A ist eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Hauptbereichs der Metallform, die eine Ausgestaltung einer Lücke zeigt;
Fig. 14B ist eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Hauptbereichs der Metallform, die eine andere Ausgestaltung einer Lücke zeigt;
Fig. 15 ist eine Querschnittsvorderansicht, die eine Pressmetallform zeigt, die eine Lücke an einer oberen Form hat;
Fig. 16 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die eine andere Ausgestaltung der Pressmetallform zeigt, die eine Lücke an einer oberen Form hat;
Fig. 17 ist eine erläuternde Darstellung eines Aufbaus einer anderen Herstellungsvorrichtung, welche das geformte Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung herstellt;
Fig. 18 ist eine Querschnittsvorderansicht, die eine Pressmetallform zeigt;
Fig. 19 ist eine Querschnittsansicht, die einen vergrößerten Hauptbereich einer Pressmetallform zeigt;
Fig. 20A ist eine erste erläuternde Darstellung, welche einen Herstellungsprozess des geformten Produkts aus amorphem Metall mit der Herstellungsvorrichtung zeigt;
Fig. 20B ist eine zweite erläuternde Darstellung, welche einen Herstellungsprozess des geformten Produkts aus amorphem Metall mit der Herstellungsvorrichtung zeigt;
Fig. 20C ist eine dritte erläuternde Darstellung, welche einen Herstellungsprozess des geformten Produkts aus amorphem Metall mit der Herstellungsvorrichtung zeigt;
Fig. 21 ist eine Querschnittsansicht, die einen vergrößerten Hauptbereich eines geschlossenen Zustands der Pressmetallform zeigt;
Fig. 22A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, bevor das geformte Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung fertiggestellt ist;
Fig. 22B ist eine Querschnittsansicht, die einen Produktionszustand des geformten Produkts aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 23 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die eine andere Ausgestaltung der Pressmetallform zeigt;
Fig. 24 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die noch eine andere Ausgestaltung der Pressmetallform zeigt;
Fig. 25A ist eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Hauptbereichs der Metallform, die eine Ausgestaltung einer Lücke zeigt;
Fig. 25B ist eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Hauptbereichs der Metallform, die eine andere Ausgestaltung einer Lücke zeigt;
Fig. 26 ist eine Querschnittsvorderansicht, die eine Pressmetallform zeigt, die eine Lücke an einer oberen Form hat;
Fig. 27 ist eine erläuternde Darstellung eines Aufbaus einer anderen Herstellungsvorrichtung, welche das geformte Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung herstellt;
Fig. 28 ist eine Vorderansicht, die eine obere Form der Pressmetallform zeigt;
Fig. 29 ist eine Unteransicht, welche eine obere Form der Pressmetallform zeigt;
Fig. 30 ist eine Vorderansicht, die eine untere Form der Pressmetallform zeigt;
Fig. 31 ist eine Draufsicht, die eine untere Form der Pressmetallform zeigt;
Fig. 32 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die einen ersten Schwingungspressenmechanismus zeigt, welcher die obere Form mit einer Neigung hält;
Fig. 33 ist eine erläuternde Darstellung, die einen geformten Zustand eines geschmolzenen Metalls zeigt;
Fig. 34 ist eine erläuternde Darstellung, die einen gepressten Zustand des geschmolzenen Metalls mit der Pressmetallform zeigt;
Fig. 35 ist eine erläuternde Darstellung, die einen geschlossenen Zustand der Pressmetallform zeigt;
Fig. 36A ist eine erste arbeitserläuternde Ansicht des Pressformens;
Fig. 36B ist eine zweite arbeitserläuternde Ansicht des Pressformens;
Fig. 36C ist eine dritte arbeitserläuternde Ansicht des Pressformens;
Fig. 37 ist eine Querschnittsansicht, die einen vergrößerten Hauptbereich eines geschlossenen Zustands der Pressmetallform zeigt;
Fig. 38 ist eine Draufsicht eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach dem Pressformen;
Fig. 39A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt vor dem Fertigstellen eines geformten Produkts aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 39B ist eine Querschnittsansicht, die einen Produktzustand eines geformten Produkts aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 40 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die eine andere Ausgestaltung der Pressmetallform zeigt;
Fig. 41 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die einen zweiten Schwingungspressmechanismus zeigt, welcher die obere Form mit einer Neigung hält;
Fig. 42 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die einen dritten Schwingungspressmechanismus zeigt;
Fig. 43A ist eine erste arbeitserläuternde Darstellung, die einen vierten Schwingungspressmechanismus zeigt;
Fig. 43B ist eine zweite arbeitserläuternde Darstellung, die den vierten Schwingungspressmechanismus zeigt;
Fig. 44A ist eine fünfte arbeitserläuternde Darstellung, die einen vierten Schwingungspressmechanismus zeigt;
Fig. 44B ist eine fünfte arbeitserläuternde Darstellung, die den vierten Schwingungspressmechanismus zeigt;
Fig. 45 ist eine Querschnitts-Vorderansicht, die einen sechsten Schwingungspressmechanismus zeigt;
Fig. 46A ist eine erste arbeitserläuternde Darstellung, die ein herkömmliches Beispiel zeigt;
Fig. 46B ist eine zweite arbeitserläuternde Darstellung, welche das herkömmliche Beispiel zeigt; und
Fig. 47 ist eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Hauptbereichs, die einen unvollständig geschlossenen Zustand einer Pressmetallform zeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Herstellungsvorrichtung F&sub1;, welche ein geformtes Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung herstellt. Das geformte Produkt aus amorphem Metall, das mittels dieser Herstellungsvorrichtung F&sub1; hergestellt wird, ist beispielsweise verwendet als Frontkörper 1 eines Golfschlägerkopfes 2 vom Holztyp und eines Golfschlägerkopfes 2 vom Eisentyp, wie in Fig. 7-10 dargestellt. Als Frontkörper 1 wird eine Frontplatte bevorzugt. Fig. 8 und 10 zeigen Fälle, in denen der Frontkörper 1 eine solche Frontplatte ist. Das geformte Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es mit nun beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt ist.
Zunächst wird die Herstellungsvorrichtung F&sub1; beschrieben. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist die Herstellungsvorrichtung F&sub1; mit einer Pressmetallform 6 versehen, welche aus einer oberen Form 4 und einer unteren form 5 besteht, mit einer Bogenelektrode 8 (einer Tungsten-Elektrode) zum Schmelzen eines Metallmaterials, das sich an einem Hohlraumbereich 7 der unteren Form 5 befindet, mit einem Kühlwasserzuführer 9, welcher Kühlwasser zu der oberen Form 4 und der unteren Form 5 der Pressmetallform 6 und zu der Bogenelektrode 8 zuführt und das Kühlwasser kreisen lässt, mit einer Vakuumkammer 10, welche die Pressmetallform 6 und die Bogenelektrode 8 beinhaltet, mit einem Bewegungsmechanismus 11 für die untere Form, welcher mittels eines Motors 13 angetrieben ist und die untere Form 5 horizontal bewegt, und mit einem Bewegungsmechanismus 12 für die obere Form, welcher mittels eines Motors 14 angetrieben ist und die obere Form 4 in vertikaler Richtung bewegt.
Als Bewegungsmechanismus 11 für die untere form, welcher nicht begrenzend ist, können herkömmliche und bekannte Translationsmechanismen und hin- und hergehende Mechanismen verwendet werden. Beispielsweise können pneumatische Mechanismen wie beispielsweise eine Antriebsspindel und eine wandernde Mutter mit Kugelrollspindel, ein Luftzylinder, etc., und Öldruckmechanismen wie ölhydraulische Zylinder, etc., geeignet verwendet werden. Als Bewegungsmechanismus 12 für die obere Form, welcher ebenfalls nicht beschränkt ist, können herkömmliche und bekannte Pressmetallformmechanismen wie beispielsweise ein Öldruckmechanismus und ein pneumatischer Mechanismus verwendet werden. Außerdem können andere Kühlmedien (beispielsweise Kühlgas) anstelle des Kühlwassers verwendet werden.
Die Bogenelektrode 8 ist mit einer Bogenenergieeinheit 15 verbunden und so positioniert, dass sie leicht bis zu einer Tiefe des Hohlraumbereichs 7 der unteren Form 5 geneigt ist, und so angeordnet, dass sie in Richtung einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse mittels eines Schrittmotors 16 einstellbar ist. Um einen Raum zwischen dem Metallmaterial an der unteren Form 5 und der Bogenelektrode (in Z-Achsen- Richtung) beizubehalten, kann die Bewegung der Bogenelektrode 8 automatisch mittels des Schrittmotor 16 mit der Messung der Position des Metallmaterials mittels eines Halbleiterlasersensors 17 gesteuert werden. Denn wenn der Raum zwischen der Bogenelektrode 8 und dem Metallmaterial sich verändert, wird der Bogen instabil, und eine Instabilität in der Schmelztemperatur wird erzeugt. Eine Auslassdüse für Kühlgas (beispielsweise Ar-Gas) kann in der Nähe eines Bogenerzeugungsbereichs der Bogenelektrode 8 angeordnet sein, und das Kühlgas wird aus einem Gaszuführer (einem Gaszylinder) 18 herausgeblasen, und eine schnelle Abkühlung nach dem Erhitzen wird gefördert.
Die Vakuumkammer 10 mit einem Wasserkühlmantel aus SUS ist mit einer Öldiffusionsvakuumpumpe (einer Diffusionspumpe) 19 und einer Ölrotationsvakuumpumpe (einer Drehpumpe) 20 durch eine Vakuumauslassöffnung für die Vakuumisierung verbunden, und mit einem Gaszuführer (einem Gaszylinder) 21 durch eine Argongas-Führungsöffnung für eine Ersetzung mit einem inerten Gas nach der Vakuumisierung verbunden. Der Kühlwasserzuführer 9 kühlt das kreisende Kühlwasser mit Kühlmittel herunter und führt das Kühlwasser der oberen Form 4, der unteren Form 5 und der Bogenelektrode 8 zu.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, hat die Pressmetallform 6 eine Ausgestaltung ohne Eingangsbereiche. Konkret gesagt, ist die untere Fläche der oberen Form 4 eine glatte Fläche mit einer ebenen Trennfläche 22 und einer konvex gekrümmten Fläche 23, und der Krümmungsradius der konvex gekrümmten Fläche 23 ist so angeordnet, dass er über 12,7 cm (5 Inches) beträgt. Außerdem bildet ein Teil der konvex gekrümmten Fläche 23 auch die Trennfläche.
Die untere Form 5 hat den konkav gekrümmten Hohlraumbereich 7, dessen Krümmungsradius 12,7 bis 254 cm (5 bis 100 Inches) beträgt, und eine Trennfläche 24 (bestehend aus einem ebenen Bereich 24a und einer konkav gekrümmten Fläche 24b), welche die Trennfläche 22 und einen Teil der konvex gekrümmten Fläche 23 kontaktiert. Außerdem ist eine Lücke 25, deren Abmaß T 0,1 bis 3 mm beträgt und deren Breite W 4 bis 20 mm beträgt, an einem Teil der unteren Form 5 entlang der Trennfläche 24 (der konkav gekrümmten Fläche 24b) in einem geschlossenen Zustand der Pressmetallform 6 ausgeformt, und überschüssiges geschmolzenes Metall fließt in die Lücke 25 beim Formvorgang. Die Konfiguration der Pressmetallform 6, welche nicht auf diese oben beschriebene Konfiguration beschränkt ist, kann auch wie in Fig. 11-14 gezeigt sein, welche später genau beschrieben werden.
Nun wird ein Herstellungsvorrichtung für ein geformtes Produkt aus amorphem Metall beschrieben.
Zunächst wird, wie in Fig. 1 und 4A gezeigt, ein Metallmaterial 26 auf dem Hohlraumbereich 7 der unteren Form 5 platziert, die unter der oberen Form 4 angeordnet ist. Als Metallmaterial 26 können ternäre Systemlegierungen wie beispielsweise Lm-al-TM (lanthanoids-transition metals), Mg- Ln-TM, Zr-Al-TM, etc., Zr Serienlegierungen wie beispielsweise Zr-Al-Ni-Cu, Zr-Ti-Al-Ni-Cu, Zr-Nb-Al-Ni-Cu, etc., und Legierungen, in welchen fast alle Elemente kombiniert sein können, inklusive vielfach (mehr als quaternär) Systemlegierungen, verwendet werden. Um das schnelle Schmelzen mittels einer Hochenergiehitzequelle (der Bogenelektrode 8 und der Bogenenergieeinheit 15 in den Fig. 1 und 4) zu erleichtern, kann, obwohl es bevorzugt ist, ein Pulver oder Körner der Legierungen zu verwenden, auch ein Metallmaterial in Form eines Drahts, eines Bandes, eines Barrens und eines Klumpens verwendet werden, soweit ein schnelles Schmelzen möglich ist.
Als zweites wird die Bogenelektrode 8 in Richtung der X- Achse, der Y-Achse und der Z-Achse mittels des Lasersensors 17 und des Schrittmotors 16 durch einen Adapter 8a positioniert, und der Raum (der Abstand in Z-Achsenrichtung) zwischen der Bogenelektrode 8 und dem Metallmaterial 26 wird so gewählt, dass er einem vorbestimmten Wert entspricht.
Innerhalb der Kammer 10 wird außerdem ein starkes Vakuum erzeugt, beispielsweise mit 5 · 10&supmin;&sup4; Pa (unter Verwendung eines Flüssigstickstoffabscheiders), mit der Öldiffusionsvakuumpumpe 19 und der Ölrotationsvakuumpumpe 20, dann wird das Innere der Kammer 10 durch Argongas ersetzt durch Zuführung von Argongas durch den Argongaszuführer 21. Außerdem werden die obere Form 4, die unter Form 5 und die Bogenelektrode 8 durch Kühlwasser von dem Kühlwasserzuführer 9 her gekühlt.
Nach der oben beschriebenen Vorbereitung wird, wie in Fig. 1 und 4 und 4B gezeigt, die untere Form 5 in horizontaler Richtung (Pfeil A) mittels des Mechanismus 11, angetrieben durch den Motor 13, bewegt und unter der Bogenelektrode 8 angehalten. Außerdem wird die Bogenenergieeinheit 15 eingeschaltet, ein Plasmabogen 27 wird von einer Endspitze der Bogenelektrode 8 bis zu dem Metallmaterial 26 erzeugt, und geschmolzenes Metall 28 wird ausgebildet durch vollständiges Schmelzen des Metallmaterials 26.
Dann wird, wie in Fig. 1 und 4B und 4C dargestellt, die Bogenenergleeinheit 15 abgeschaltet, und der Plasmabogen 27 wird abgeschnitten. Die untere Form 5 wird schnell bewegt (in Richtung des Pfeils B) in eine Stellung unterhalb der oberen Form 4, die obere Form 4 wird hinab bewegt (in Richtung des Pfeils C) durch den Mechanismus 12, angetrieben durch den Motor 14, und das erhaltene geschmolzene Metall 28 mit einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts wird mittels der oberen Form 4 und der unteren Form 5 gepresst und in eine vorbestimmte Konfiguration umgeformt. Das geschmolzene Metall 28 wird mit einer oberhalb der kritischen Kühlgeschwindigkeit liegenden Kühlgeschwindigkeit abgekühlt, und zwar mittels der gekühlten Pressmetallform 6 gleichzeitig mit der oder nach der Umformung, und das geschmolzene Metall wird schnell verfestigt, und so wird ein geformtes Produkt 3 mit der vorbestimmten Konfiguration hergestellt.
Wie in Fig. 5 dargestellt, fließt beim Formen des geformten Produkts 3 überschüssiges geschmolzenes Metall in die früher schon beschriebene Lücke 25 an der unteren Form 5 und wird zu einem Grat 29 des geformten Produkts 3 bei der Verfestigung durch Abkühlung. Das heißt, die Pressmetallform 6 hat keine Eingriffsbereiche. Die Lücke 25 ist vorgesehen, die das überschüssige geschmolzene Metall absorbiert, der Fluss des geschmolzenen Metalls wird während der Unterdrucksetzung durch die Pressmetallform 6 nicht angehalten, und ein Synergieeffekt, dass das geformte Produkt 3 mit der vorbestimmten Dicke sicher ohne Unterbrechung des Schließens der Pressmetallform 6 erhalten wird, entsteht. Außerdem wird die Pressmetallform durch den Grat 29 nicht beschädigt, und die Pressmetallform 6 hat eine lange Lebensdauer.
Das geformte Produkt 3 mit der Gestalt einer dünnen Platte, hergestellt mit dem oben beschriebenen Verfahren, ist ein Produkt aus amorphem Metall (einer amorphen Legierung), welches gleichmäßig abgekühlt und verfestigt worden ist, nicht gemischt mit einer Kristallphase, die durch ungleichmäßige Verfestigung und ungleichmäßige Kernbildung erzeugt würde, und es hat exzellente Festigkeitskennwerte wie beispielsweise eine hohe Festigkeit und eine hohe Härte, ohne Defekte wie beispielsweise Spritzer, weil das geschmolzene Metall mit einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts in eine vorbestimmte Konfiguration umgeformt und in einem Zug abgekühlt worden ist. Das heißt, nach dem Schmelzen des Metallmaterials kann das erhaltene geschmolzene Metall gepresst und umgeformt werden ohne Kontakte der Kühlflächen des geschmolzenen Metalls unter dem Schmelzpunkt.
Fig. 6A zeigt das oben beschriebene geformte Produkt 3, das aus der Pressmetallform 6 herausgenommen worden ist. Das geformte Produkt 3 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform ein Frontkörper (eine Frontplatte) 1 eines Golfschlägerkopfes. Der Frontkörper 1 hat den Grat 29 an einer Umfangskante 43, der Grat 29 wird abgeschnitten, und der Frontkörper 1 ist als Produkt fertig. 1A bezeichnet eine Fläche mit konvexer Krümmung.
Wie mit Bezug auf Fig. 3 und 5 beschrieben, wird ein Raum, in welchem des geschmolzene Material ausreichend absorbiert wird, vorbereitet, und das Schneiden des Grates 29 wird einfach für die Anordnung, in der die Abmessung der Lücke T 0,1 mm bis 3 mm und die Breite W 4 bis 20 mm beträgt. Wenn die Abmessung T der Lücke weniger als 0,1 mm beträgt, fließt das geschmolzene Metall kaum in die Lücke 25, und wenn die Abmessung T der Lücke größer ist als 3 mm, wird der Grat 29 dick und schwer zu schneiden. Wenn die Breite W geringer ist als 4 mm, wird das geschmolzene Metall nicht ausreichend absorbiert, und wenn die Breite mehr als 20 mm beträgt, wird die Metallform sehr groß.
Außerdem braucht der Frontkörper 1 nach dem Formen, verwendet für einen Golfschlägerkopf vom Holztyp, keine Bearbeitung für eine Anpassung der Ausbauchung, da der Krümmungsradius der unteren Form 5, die die Fläche 1a bildet, so angeordnet ist, dass er 12,7 bis 254 cm (5 Inches bis 100 Inches) beträgt und der Krümmungsradius der oberen Form 4 so angeordnet ist, dass er mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt. Wenn der Krümmungsradius der unteren Form 5 weniger ist als 12,7 cm (5 Inches), wird eine Nachbearbeitung wie beispielsweise Schneiden und Polieren zum Vermindern der Wölbung des Frontkörpers 1 notwendig, und wenn der Krümmungsradius der unteren Form 4 mehr als 254 cm beträgt (100 Inches), wird eine Nachbearbeitung zum Hinzufügen der Wölbung notwendig.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen hohlen Golfschlägerkopf 2 vom Holztypen (einen Metallkopf) mit dem oben beschriebenen Frontkörper 1 aus amorphem Metall. Konkret gesagt, besteht der Kopf 2 aus einem Hauptkörper 30 aus Titan, Titanlegierung, rostfreiem Stahl, etc., und dem Frontkörper 1 aus amorphem Metall, der an einem konkaven Bereich 31 angebracht ist, der an der Frontseite 1a des Hauptkörpers 30 ausgeformt ist. In diesem Fall ist 32 eine Sohle, 33 ein Seitenbereich, 34 ein Kronenbereich, und 35 ein Halsbereich. Der Frontkörper 1 an dem konkaven Bereich 31 des Hauptkörpers 30 angebracht und mit Klebstoff, durch Schweißen, durch Verbinden, durch Presspassen, etc., daran angebracht. Obwohl eine Grundfläche des konkaven Bereichs 31 in Fig. 8 vollständig kontinuierlich ausgebildet ist, kann die Grundfläche auch eine Öffnung (Durchgangsöffnung) in ihrem mittleren Bereich haben.
Die Fig. 9 und 10 zeigen einen Golfschlägerkopf aus Eisen mit dem oben beschriebenen Frontkörper 1 aus amorphem Metall. Der Kopf 2 besteht aus einem Hauptkörper 36 aus Titan, Titanlegierung, rostfreiem Stahl, etc., und dem Frontkörper 1 aus amorphem Metall, der an einen konkaven Bereich 37 angebracht ist, der auf der Frontseite 1a des Hauptkörpers 36 ausgeformt ist. In diesem Fall ist 38 eine Sohle, 39 eine rückwärtige Fläche, und 40 ein Halsbereich. Der Frontkörper 1 ist (wie oben beschrieben) an dem konkaven Bereich 37 des Hauptkörpers 36 angebracht und mit Klebstoff, durch Schweißen, durch Verwinden, durch Presspassen, etc. daran angebracht. Obwohl die Grundfläche des konkaven Bereichs 37 in Fig. 10 vollständig kontinuierlich ausgeformt ist, kann die Grundfläche auch eine Öffnung (Durchgangsöffnung) in ihrem mittleren Bereich haben.
Ein mit dem Schlägerkopf 2 mit dem wie oben beschrieben hergestellten Frontkörper 1 aus amorphem Metall versehener Golfschläger kann eine stabile Wiederholbarkeit beim Treffen des Balls bieten, und demzufolge zeigt er eine exzellente Flugdistanz, Richtungstreue, Schlagcharakteristik, Festigkeit, Härte, etc., weil der Frontkörper aus amorphem Metall unveränderliche Kennwerte hat, exzellente Festigkeitskennwerte, wie beispielsweise eine hohe Festigkeit und eine hohe Härte hat, eine gute Ausbeute und reduzierte Produktionskosten mit sich bringt und stabil herstellbar ist.
Nun wird eine andere Ausgestaltung der oben beschriebenen Pressmetallform 6 beschrieben. Bei der in Fig. 11 gezeigten Pressmetallform 6 sind die Trennfläche 22 und die konvex gekrümmte Fläche 23 der oberen Form 4 als kontinuierliche glatte Fläche ausgebildet, und die Trennfläche 24 der unteren Form 5 ist als konkav gekrümmte Fläche ausgeformt. In der in Fig. 12 gezeigten Pressmetallform 6 ist die gesamte untere Fläche der oberen Form 4 in eine kontinuierliche Ebene 41 geformt, und die Trennfläche 24 der unteren Form 5 ist in eine Ebene geformt.
Bei der in Fig. 13 gezeigten Pressmetallform 6 ist die gesamte untere Fläche der oberen Form 4 zu einer kontinuierlichen Ebene 41 ausgebildet, und die Trennfläche 24 der unteren Form 5 hat einen Hohlraumbereich 7 als Ebene (mit einer ebenen Bodenfläche). In diesem Fall ist bevorzugt, einen konkaven Bereich 73 an einem Teil des Hohlraumbereichs 7 der unteren Form 5 vorzusehen, um zu verhindern, dass das geschmolzene Metall fließt (sich ausbreitet), bevor es mittels der oberen Form 4 und der unteren Form 5 gepresst wird.
Die Konfiguration der Lücke 25 an der Pressmetallform 6 kann nutförmig sein, wie in Fig. 14B gezeigt, anstelle der (oben beschriebenen) Konfiguration in Fig. 14A. Eine Öffnung 25A kann vorgesehen sein, um die Lücke 25 mit einem Hohlraumbereich 7 im geschlossene Zustand der Pressmetallform 6 zu verbinden.
Wie in Fig. 15 dargestellt, kann die Lücke 25 an der oberen Form 4 vorgesehen sein. Konkret gesagt, sind der Hohlraumbereich 7 und die Trennfläche 24 der unteren Form 5 zu einer kontinuierlichen konkav gekrümmten Fläche (einer glatten Fläche) geformt, ein sich nach unten öffnender konkaver Bereich 42 ist an der unteren Fläche der oberen Form 4 ausgebildet, und die Lücke 25 ist entlang der Trennfläche 22 der oberen Form 4 angeordnet und zu einer konvex gekrümmten Fläche geformt.
Die Pressmetallform 6 kann in eine Konfiguration wie die in Fig. 16 gezeigte geformt sein. Das heißt, bei der Pressmetallform 6 hat die untere Form 5 den Hohlraumbereich 7 mit einer konkav gekrümmten Fläche, deren Krümmungsradius mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt, die obere Form 4 hat die konvex gekrümmte Fläche 23, deren Krümmungsradius mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt, und der sich nach unten öffnende konkave Bereich 42, deren Breite größer ist als die des Hohlraumbereichs 7, ist an der konvex gekrümmten Fläche 23 der oberen Form 4 ausgeformt. Der konkave Bereich 42 hat einen Krümmungsradius von mehr als 12,7 cm (5 Inches). Außerdem ist die Lücke 25 mit der Trennfläche 24 der oberen Form 5 und der Umfangskante des konkaven Bereichs 42 der oberen Form 4 ausgeformt.
Fig. 17 zeigt nun eine andere Herstellungsvorrichtung F&sub2;, welche ein geformtes Produkt aus amorphem Metall herstellt. Das heißt, diese in Fig. 17-19 gezeigte Herstellungsvorrichtung F&sub2; hat eine Pressmetallform 6 mit einer Ausgestaltung ohne Eingriffsbereiche. Eine obere Form 4 hat eine glatte konkav gekrümmte Fläche 68, deren Krümmungsradius 12,7 bis 254 cm (5 bis 100 Inches) beträgt, und ein Teil der konkav gekrümmten Fläche 68 ist eine Trennfläche 22. Eine untere Form 5 hat einen konvex gekrümmten Hohlraumbereich 7 mit einem Krümmungsradius von mehr als 12,7 cm (5 Inches), und eine konvex gekrümmte Trennfläche 24, welche die Trennfläche 22 der oberen Form 4 kontaktiert. Ein flacher konkaver Bereich 69 ist in der Mitte einer Bodenfläche des Hohlraumbereichs 7 ausgebildet, um zu verhindern, dass geschmolzenes Metall fließt.
Eine Lücke 25, deren Größe T 0,1 bis 3 mm und deren Breite W 4 bis 20 mm beträgt (im geschlossenen Zustand der Metallform 6) ist außerdem entlang der Trennfläche 24 der unteren Form 5 ausgeformt, und überschüssiges geschmolzenes Metall fließt in die Lücke 25 beim Formen. Die Ausgestaltung der Pressmetallform 6, welche nicht auf diese oben beschriebene Ausgestaltung beschränkt ist, kann auch wie in Fig. 23-26 gezeigt sein, welche später genauer beschrieben werden. Außerdem ist bei der Herstellvorrichtung F&sub2; der Aufbau der Vorrichtung gleich dem zuvor mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Aufbau, abgesehen von der Pressmetallform 6.
Nun wird ein Herstellverfahren für ein geformtes Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Herstellungsvorrichtung F&sub2; beschrieben.
Zunächst wird, wie in Fig. 17 und 20A dargestellt, ein Metallmaterial 26 auf dem konkaven Bereich 69 des Hohlraumbereichs 7 der unteren Form 5 platziert. Nach dieser Vorbereitung wird, wie in Fig. 17 und 20A und 20B gezeigt, die untere Form 5 in horizontaler Richtung (Pfeil A) mittels des Mechanismus 11, angetrieben durch den Motor 13, bewegt und unter der Bogenelektrode 8 angehalten. Außerdem wird die Bogenenergieeinheit 15 eingeschaltet, ein Plasmabogen 27 wird von einer Endspitze der Bogenelektrode 8 bis zu dem Metallmaterial 26 erzeugt, und geschmolzenes Metall 28 wird ausgebildet durch vollständiges Schmelzen des Metallmaterials 26. Das geschmolzene Metall 28 wird durch den konkaven Bereich 69 des Hohlraumbereichs 7 daran gehindert, zu fließen, und erreicht effektiv den Plasmabogen 27.
Dann wird, wie in Fig. 17 und 20B und 20C dargestellt, die Bogenenergieeinheit 15 abgeschaltet, und der Plasmabogen 27 wird abgeschnitten. Die untere Form 5 wird schnell bewegt (in Richtung des Pfeils B) in eine Stellung unterhalb der oberen Form 4, die obere Form 4 wird hinab bewegt (in Richtung des Pfeils C) durch den Mechanismus 12, angetrieben durch den Motor 14, und das erhaltene geschmolzene Metall 28 mit einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts wird mittels der oberen Form 4 und der unteren Form 5 gepresst und in eine vorbestimmte Konfiguration umgeformt. Das geschmolzene Metall 28 wird mit einer oberhalb der kritischen Kühlgeschwindigkeit liegenden Kühlgeschwindigkeit abgekühlt, und zwar mittels der gekühlten Pressmetallform 6 gleichzeitig mit der oder nach der Umformung, und das geschmolzene Metall wird schnell verfestigt, und so wird ein geformtes Produkt 3 mit der vorbestimmten Konfiguration hergestellt.
Wie in Fig. 21 dargestellt, fließt beim Formen des geformten Produkts 3 überschüssiges geschmolzenes Metall in die früher schon beschriebene Lücke 25 an der unteren Form 5 und wird zu einem Grat 29 des geformten Produkts 3 bei der Verfestigung durch Abkühlung. Das heißt, die Pressmetallform 6 hat keine Eingriffsbereiche. Die Lücke 25 ist vorgesehen, die das überschüssige geschmolzene Metall absorbiert, der Fluss des geschmolzenen Metalls wird während der Unterdrucksetzung durch die Pressmetallform 6 nicht angehalten, und ein Synergieeffekt, dass das geformte Produkt 3 mit der vorbestimmten Dicke sicher ohne Unterbrechung des Schließens der Pressmetallform 6 erhalten wird, entsteht. Außerdem wird die Pressmetallform durch den Grat 29 nicht beschädigt, und die Pressmetallform 6 hat eine lange Lebensdauer.
Das geformte Produkt 3 mit der Gestalt einer dünnen Platte, hergestellt mit dem oben beschriebenen Verfahren, ist ein Produkt aus amorphem Metall (einer amorphen Legierung), welches gleichmäßig abgekühlt und verfestigt worden ist, nicht gemischt mit einer Kristallphase, die durch ungleichmäßige Verfestigung und ungleichmäßige Kernbildung erzeugt würde, und es hat exzellente Festigkeitskennwerte wie beispielsweise eine hohe Festigkeit und eine hohe Härte, ohne Defekte wie beispielsweise Spritzer, weil das geschmolzene Metall mit einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts in eine vorbestimmte Konfiguration umgeformt und in einem Zug abgekühlt worden ist. Das heißt, nach dem Schmelzen des Metallmaterials kann das erhaltene geschmolzene Metall gepresst und umgeformt werden ohne Kontakte der Kühlflächen des geschmolzenen Metalls unter dem Schmelzpunkt.
Fig. 22A zeigt das oben beschriebene geformte Produkt 3, das aus der Pressmetallform 6 herausgenommen worden ist. Das geformte Produkt 3 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform ein Frontkörper (eine Frontplatte) 1 eines Golfschlägerkopfes. Der Frontkörper 1 hat den Grat 29 an einer Umfangskante 43, der Grat 29 wird abgeschnitten, und der Frontkörper 1 ist als Produkt fertig. 1A bezeichnet eine Fläche mit konvexer Krümmung.
Daher kann, wie in Fig. 21 und 22A und 22B dargestellt, der Frontkörper 1 zufriedenstellende Funktionen als Front eines Golfschlägerkopfes bieten, bei welchem eine hohe Festigkeit für das Treffen des Balls erforderlich ist, weil die Fläche 1a des Frontkörpers 1, welche direkt einen Golfball trifft, mit der oberen Form 4 beim Formen umgeformt worden ist, die die konkav gekrümmte Fläche 68 hat. Das heißt, das in dem Hohlraumbereich 7 der unteren Form 5 geschmolzene Metall 28 kann eine höhere Temperatur bei einem oberen Bereich als bei einem unteren Bereich halten, der die gekühlte untere Form 5 berührt, bis die obere Form 4 herunter kommt und das geschmolzene Metall presst. Außerdem wird der obere Bereich des geschmolzenen Metalls 28, der die obere Form 4 berührt, schneller gekühlt als der untere Bereich des geschmolzenen Metalls, wenn dieses mittels der oberen Form gepresst wird, und ein Frontkörper aus amorphem Metall, dessen Frontseite 1a weiter gefestigt ist, kann so erhalten werden.
Außerdem ist auch ein Fall denkbar, dass ein Teil des geschmolzenen Metalls 28 in der Kristallphase verbleibt, ohne nach dem Pressformen eine amorphe Phase zu bilden. Weil die untere Form 5 während des Schmelzens des Metallmaterials 26 schwach erhitzt wird und der Teil des geschmolzenen. Metalls 28, der die untere Form 5 berührt, verglichen mit einem mittels der oberen Form 4 gekühlten Teil eine geringere Kühlgeschwindigkeit hat. Und die Kristallphase kann eine Grenzlinie mit der umgebenden amorphen Phase in der äußeren Erscheinung halten und in der Festigkeit mit der amorphen Phase ungleichmäßig sein. Es ist nicht bevorzugt, dass der Bereich der Kristallphase sich auf einer Seite befindet, die einen Ball direkt trifft (Frontseite 1a), und zwar aus Gründen der äußeren Erscheinung und der Lebensdauer des Golfschlägerkopfes. Bei dem Herstellungsvorrichtung für geformte Produkte aus einem amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem gelöst durch die Anordnung, dass die Kristallphase auf der gegenüberliegenden Seite der Frontfläche 1a (Rückseite des Frontkörpers 1 aus amorphem Metall) vorgesehen ist.
Wie mit Bezug auf Fig. 18 und 19 beschrieben, wird ein Raum, in welchem des geschmolzene Material ausreichend absorbiert wird, vorbereitet, und das Schneiden des Grates 29 wird einfach für die Anordnung, in der die Abmessung der Lücke T 0,1 mm bis 3 mm und die Breite W 4 bis 20 mm beträgt. Wenn die Abmessung T der Lücke weniger als 0,1 mm beträgt, fließt das geschmolzene Metall kaum in die Lücke 25, und wenn die Abmessung T der Lücke größer ist als 3 mm, wird der Grat 29 dick und schwer zu schneiden. Wenn die Breite W geringer ist als 4 mm, wird das geschmolzene Metall nicht ausreichend absorbiert, und wenn die Breite mehr als 20 mm beträgt, wird die Metallform sehr groß. Außerdem braucht der Frontkörper 1 nach dem Formen, verwendet für einen Golfschlägerkopf vom Holztyp, keine Bearbeitung für eine Anpassung der Ausbauchung, da der Krümmungsradius der unteren Form 5, die die Frontfläche 1a bildet, so angeordnet ist, dass er 12,7 bis 254 cm (5 Inches bis 100 Inches) beträgt und der Krümmungsradius der oberen Form 4 so angeordnet ist, dass er mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt. Wenn der Krümmungsradius der unteren Form S weniger ist als 12,7 cm (5 Inches), wird eine Nachbearbeitung wie beispielsweise Schneiden und Polieren zum Vermindern der Wölbung des Frontkörpers 1 notwendig, und wenn der Krümmungsradius der unteren Form 4 mehr als 254 cm beträgt (100 Inches), wird eine Nachbearbeitung zum Hinzufügen der Wölbung notwendig.
Der Frontkörper 1 aus amorphem Metall, der wie oben beschrieben hergestellt ist, und welcher unveränderliche Eigenschaften hat, exzellente Festigkeitseigenschaften wie beispielsweise eine hohe Festigkeit und eine hohe Härte, eine gute Ausbeute und reduzierte Produktionskosten, und der außerdem stabil herstellbar ist, wird verwendet als Frontfläche für einen hohlen Golfschlägerkopf 2 aus Holz oder Eisen, eine stabile Wiederholbarkeit beim Treffen des Balls wird so gewährleistet, und demzufolge werden exzellente Eigenschaften, wie beispielsweise eine lange Flugdistanz, eine Richtungstreue, Schlageigenschaften, Festigkeit, Härte, etc., geboten.
Nun werden andere Ausgestaltungen der oben beschriebenen Pressmetallform 6 beschrieben. Die Pressmetallform 6 in der Fig. 23 hat eine Trennfläche 22, die aus einer Ebene 22a und einer konkav gekrümmten Fläche 22b an der oberen Form 4 besteht, und eine Trennfläche 24, die aus einer Ebene 24a und einer konvex gekrümmten Fläche 24b an der unteren Form 5 besteht. Die Pressmetallform 6 in Fig. 22 hat einen ebenen Hohlraumbereich 7 an der unteren Form 5, und der flache konkave Bereich 69 (siehe Fig. 21) ist weggelassen. Der konkave Bereich 69 kann an der Ebene des Hohlraumbereichs 7 ausgeformt sein.
Die Ausgestaltung de Lücke 25, die an der Pressmetallform 6 ausgeformt ist, kann nutförmig sein, wie in Fig. 25B dargestellt, anstelle der (oben beschriebenen) Konfiguration in Fig. 25A. Eine Öffnung 25a kann vorgesehen sein, um die Lücke 25 mit dem Hohlraumbereich 7 im geschlossenen Zustand der Pressmetallform 6 zu verbinden.
Wie in Fig. 26 dargestellt, kann die Lücke 25 an der oberen Form 4 angeordnet sein. Konkret gesagt, ist ein konkaver Bereich 42, der gekrümmt ist und sich nach unten öffnet und eine Breite hat, die größer ist als die Breite des Hohlraumbereichs 7, an einem konkaven Bereich 68 der oberen Fläche 4 ausgeformt, und ein Umfangsteil des konkaven Bereichs 42, welcher den Hohlraumbereich 7 ausstreckt, ist die Lücke 25.
Fig. 27 zeigt eine noch andere Herstellungsvorrichtung F&sub3;, welche ein geformtes Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung herstellt. Das heißt, diese Herstelleinrichtung F&sub3; gemäß den Fig. 27-31 hat eine Pressmetallform 6 mit einer Ausgestaltung ohne Eingriffsbereiche. Eine obere Form 4 hat eine glatte Ausgestaltung, ohne Eingriffsbereiche. Eine obere Form 4 hat eine glatte gekrümmte Fläche 72, deren Krümmungsradius mehr beträgt als 12,7 cm (5 Inches). In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die gekrümmte Fläche 72 eine konvex gekrümmte Fläche 23, und eine Trennfläche 22 besteht aus einem konvex gekrümmten Flächenbereich 22c, welcher ein Teil der konvex gekrümmten Fläche 23 ist, und aus einem ebenen Bereich 22a. Ein Paar von sich verjüngenden Stiften 44 sind an dem ebenen Bereich 22a der Trennfläche 22 auf einer Seite der oberen Form 4 (der rechten Seite in den Zeichnungen) vorgesehen, so dass sie nach unten hervorstehen. Ein Teil, der die gekrümmte Fläche 72 bildet, kann eine glatte konkave gekrümmte Fläche sein, deren Krümmungsradius mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt, oder eine Ebene (nicht in den Zeichnungen dargestellt). Ein Teil, der den konvex gekrümmten Flächenbereich 22c bildet, kann eine konkav gekrümmte Fläche oder Ebene (nicht in den Zeichnungen dargestellt) sein.
Eine untere Form 5 hat eine Trennfläche 24, die aus einer Ebene 24a und einer konkav gekrümmten Fläche 24b besteht, kontaktiert die Trennfläche 22 der oberen Form 4, und einen Hohlraumbereich 7 mit einem ersten konkaven Bereich 70 und einem zweiten konkaven Bereich 71. Zwei Durchführungen 45 zum Positionieren der oben erwähnten sich verjüngenden Stifte 44, wenn die Metallform geschlossen wird, sind an der Ebene 24a der Trennfläche 24 der unteren Form 5 angeordnet (rechts in den Zeichnungen). Der flache erste konkave Bereich 70, auf welchem Metallmaterial platziert wird und geschmolzenes Metall am Ausfließen gehindert wird, dient zum Platzieren und Schmelzen von Materialien, kreisförmig in der Draufsicht, und angeordnet in der Mitte der unteren Form 5. Und der zweite konkave Bereich 71 dient zum abschließenden Formen, wenn das an dem ersten konkaven Bereich 70 aufsteigende geschmolzene Metall hineinfließt, und ein geformtes Produkt aus amorphem Metall wird in eine vorbestimmte Konfiguration geformt. Der zweite konkave Bereich 71 ist in eine konkav gekrümmte Fläche geformt, deren Krümmungsradius 5 bis 100 Inches beträgt, und die Konfiguration ist in dieser bevorzugten Ausführungsform eine Fläche eines Golfschlägerkopfes (abschließende Konfiguration) in einer Draufsicht. Ein Teil, der die konkav gekrümmte Fläche 24b bildet, kann eine sanfte konkave gekrümmte Fläche sein, deren Krümmungsradius mehr als 5 Inches beträgt, oder eine Ebene (nicht in den Zeichnungen dargestellt).
Außerdem ist der erste konkave Bereich 70 an einer unteren Stelle in der Mitte der unteren Form 5 angeordnet, und der zweite konkave Bereich 71 ist an einer Stelle neben dem ersten konkaven Bereich 70 und gegenüber den Durchführungen 45 angeordnet.
Wie in Fig. 27 und 32 dargestellt, ist 46 eine Hebestange eines Bewegungsmechanismus 12 für die obere Form, und ein Anbringelement 47 zum Halten der oberen Form 4 der Pressmetallform 6 ist an einem unteren Ende der Hebestange 46 horizontal befestigt. Die obere Form 4 ist an einer unteren Fläche des horizontalen Anbringelements 47 mit einer Neigung angebracht. Genau gesagt ist die rechte Seite (eine Seite des sich verjüngenden Stifts 44) der oberen Form 4 mit der rechten Seite des Anbringbereichs 47 durch ein elastisches Element 48 (beispielsweise eine Schraubenfeder) verbunden, und die linke Seite der oberen Form 4 ist mit der linken Seite des Anbringelements 47 durch zwei hin- und hergehende Stücke 49 (von denen nur eines in den Zeichnungen dargestellt ist) und Stützwellen 50 verbunden, und die obere Form 4 ist dadurch geneigt, dass die Seite des sich verjüngenden Stiftes 44 elastisch mittels des elastischen Elements 48 nach unten gedrückt wird. Gleichzeitig ist die untere Form 5 wie das Anbringelement 47 horizontal positioniert, und der relative Neigungswinkel θ zwischen der oberen Form 4 und der unteren Form 5, d. h. der Neigungswinkel A der oberen Form 4 bezüglich der unteren Form 5 (Anbringelement 47) ist 1 bis 15 Grad. Bei der Herstellungsvorrichtung F&sub3; ist der Aufbau der Vorrichtung gleich dem zuvor mit Bezug auf Fig. 1 (Herstellungsvorrichtung F&sub1;) und Fig. 17 (Herstellungsvorrichtung F&sub2;) beschriebenen Aufbau, abgesehen von der Pressmetallform 6 und ihrem Anbringbereich.
Nun wird ein Herstellungsverfahren für das geformte Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Herstellungsvorrichtung F&sub3; beschrieben.
Zunächst wird, wie in Fig. 27 und 32 dargestellt, ein Metallmaterial 26 auf dem ersten konkaven Bereich 70 des Hohlraumbereichs der unteren Form 5 platziert, die, sich unterhalb der oberen Form befindet. Wie in Fig. 27, 32 und 33 dargestellt, wird dann die untere Form 5 in horizontaler Richtung (Pfeil A) mittels des Mechanismus 11, angetrieben durch den Motor 13, bewegt und unter der Bogenelektrode 8 angehalten. Außerdem wird die Bogenenergieeinheit 15 eingeschaltet, ein Plasmabogen 27 wird von einer Endspitze der Bogenelektrode 8 bis zu dem Metallmaterial 26 erzeugt, und geschmolzenes Metall 28 wird ausgebildet durch vollständiges Schmelzen des Metallmaterials 26.
Dann wird, wie in Fig. 27 and 32 bis 35 dargestellt, die Bogenenergieeinheit 15 abgeschaltet, und der Plasmabogen 27 wird abgeschnitten. Die untere Form 5 wird schnell bewegt (in Richtung des Pfeils B) in eine Stellung unterhalb der oberen Form 4, die obere Form 4 wird hinab bewegt (in Richtung des Pfeils C) durch den Mechanismus 12, angetrieben durch den Motor 14, und das erhaltene geschmolzene Metall 28 mit einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts wird mittels der oberen Form 4 und der unteren Form 5 gepresst und in eine vorbestimmte Konfiguration umgeformt. Das geschmolzene Metall 28 wird mit einer oberhalb der kritischen Kühlgeschwindigkeit liegenden Kühlgeschwindigkeit abgekühlt, und zwar mittels der gekühlten Pressmetallform 6 gleichzeitig mit der oder nach der Umformung, und das geschmolzene Metall wird schnell verfestigt, und so wird ein geformtes Produkt 3 mit der vorbestimmten Konfiguration hergestellt. Das geformte Produkt 3 mit der vorbestimmten Konfiguration ist ein teilweise hergestelltes Produkt mit einem Grat.
Das Schließen der oberen Form 4 und der unteren Form 5 wird hier genau beschrieben. Wie in Fig. 36A dargestellt, senkt sich die geneigte obere Form 4 in Richtung der unteren Form 5 ab. Wie in Fig. 34 und 36B dargestellt, wird die sich absenkende obere Form 4 dadurch positioniert, dass die sich verjüngenden Stifte 44 in die Durchführungen 45 der unteren Form 5 hineinpassen. Die obere Form 4, gedruckt mittels des Anbringelemente 47, schwingt aus einem geneigten Zustand in einen zur unteren Form 5 parallelen Zustand und drückt das geschmolzene Metall 28 in einem Zug (wie beim Walzen), wenn sie mit der unteren Form 5 zusammengepasst wird. Dann fließt das an dem ersten konkaven Bereich 70 aufsteigende geschmolzene Metall 28 in den zweiten konkaven Bereich 71, die obere Form 4 und die untere Form 5 werden vollständig zusammengepasst und geschlossen, wie in Fig. 35 und 36C dargestellt, und das durch den zweiten konkaven Bereich 71 schnell abgekühlte geschmolzene Metall 28 wird zu dem geformten Produkt 3 aus amorphem Metall in der abschließenden Ausgestaltung.
Die Fig. 37 und 38 zeigen einen Zustand, dass das geschmolzene Metall an dem ersten konkaven Bereich 70 des Hohlraumbereichs 7 sich ausweitet, zu einem geformten Produkt 3 aus amorphem Metall in der vorbestimmten Ausgestaltung mit Verfestigung durch Abkühlung wird. Das geschmolzene Metall über dem Schmelzpunkt, das an dem ersten konkaven Bereich 70 aufsteigt, kann in einem Zug in den zweiten konkaven Bereich 71 gegossen werden, und die Menge des geschmolzenen Metalls, welche zurück zur gegenüberliegenden Seite des zweiten konkaven Bereichs 71 (die Seite der Durchführungen 45) fließt, kann minimiert werden, weil (wie oben beschrieben) die obere Form 4 geneigt ist und schwingt, um die konvex gekrümmte Fläche 23 nacheinander in die Nähe der Seite des ersten konkaven Bereichs 70 und des zweiten konkaven Bereichs 71 zu bringen. Dieser Effekt wird demonstriert durch den Neigungswinkel θ von 1 bis 15º der oberen Form 4 bezüglich der unteren Form 5. Falls der Neigungswinkel θ weniger beträgt als 1º, wird die Menge des geschmolzenen Metalls, die zurückfließt zur gegenüberliegenden Seite des zweiten konkaven Bereichs 71, übermäßig, und das geschmolzene Produkt kann fehlerhaft sein aufgrund der reduzierten Menge des geschmolzenen Metalls, die in den zweiten konkaven Bereich 71 fließt. Und wenn der Neigungswinkel θ größer ist als 15º, wird der oben beschriebene Effekt nicht mehr verbessert. Außerdem ist zum Gießen des geschmolzenen Metalls 28 über dem Schmelzpunkt, welches an dem ersten konkaven Bereich 70 aufsteigt, in den zweiten konkaven Bereich 71 auf sanfte Art und Weise bevorzugt, dass die obere Form 4 die sanfte konvex gekrümmte Fläche 23 oder eine Ebene 41 (siehe Fig. 42) hat, und insbesondere ist die sanft konvex gekrümmte Fläche 23 wünschenswert.
Das geformte Produkt 3 mit einer vorbestimmten Dicke wird sicher erzielt, weil die Pressmetallform 6 kein Eingriffsbereiche hat, es wird nicht verhindert, dass das geschmolzene Metall während des Pressens mittels der Pressmetallform 6 fließt, und das Schließen wird nicht unterbrochen. Außerdem wird die Pressmetallform nicht durch den Grat 29 beschädigt, und die Pressmetallform 6 hat eine hohe Lebensdauer. Bei dem geformten Produkt aus amorphem Metall ist der Grat 29 ein Teil abgesehen von einem Produktbereich (einem Bereich 51 der abschließenden Ausgestaltung), der mittels des zweiten konkaven Bereichs 71 für das abschließende Formen ausgebildet wird.
Das geformte Produkt 3 mit der Gestalt einer dünnen Platte (der Bereich 51 der abschließenden Ausgestaltung), hergestellt mit dem oben beschriebenen Verfahren, ist ein geformtes Produkt aus amorphem Metall (amorpher Legierung), welches gleichmäßig gekühlt und verfestigt worden ist, nicht gemischt mit eine Kristallphase, die durch ungleichmäßige Verfestigung und ungleichmäßige Kernbildung verursacht würde, und es ist exzellent in Festigkeitseigenschaften wie beispielsweise einer hohen Festigkeit und einer hohen Härte, ohne Fehler wie beispielsweise Spritzer, weil das geschmolzene Metall oberhalb des Schmelzpunkts in eine vorbestimmte Konfiguration umgeformt und in einem Zug abgekühlt worden ist. Das heißt, nach dem Schmelzen des Metallmaterials kann das erhaltene geschmolzene Metall gepresst und umgeformt werden, ohne Kontakt von Kühlflächen des geschmolzenen Metalls unter dem Schmelzpunkt.
In anderen Worten kontaktiert, wie mit Bezug auf Fig. 33 beschrieben, das Metallmaterial 26 den ersten konkaven Bereich 70. Die untere Form 5 wird normalerweise gekühlt, um kein Schmelzen und keine Beschädigung beim Schmelzvorgang des Metallmaterials 26 zu verursachen, die Seite einer Bodenfläche des Metallmaterials 26, das den ersten konkaven Bereich 70 berührt, wird eventuell nicht ausreichend geschmolzen aufgrund von Hitzeverlusten, ein Teil, der den ersten konkaven Bereich 70 berührt (die oben erwähnte Seite der Bodenfläche) bleibt eventuell in einer Kristallphase, ohne eine amorphe Phase auszubilden, sogar nach dem Pressformen. Bei den Verfahren zur Herstellung von geformten Produkten aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch das geformte Produkt aus amorphem Metall 3 (der Bereich 51 der abschließenden Ausgestaltung) ohne Kristallphasen hergestellt werden, weil das geschmolzene Metall 28 des aufsteigenden Teils in den zweiten konkaven Bereich 71 hineingegossen und in einem Zug schnell abgekühlt wird, wobei ein Teil des geschmolzenen Metalls weiterhin den ersten konkaven Bereich 70 berührt.
Die Fig. 39A zeigt das oben beschriebene geformte Produkt 3 (das teilweise hergestellte Produkt), herausgenommen aus der Pressmetallform 6. Das geformte Produkt 3 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform ein Frontkörper 1 (das teilweise hergestellte Produkt) eines Golfschlägerkopfes. Der Frontkörper 1 hat den Grat 29 an dem Bereich 51 der abschließenden Ausgestaltung, der Grat 29 wird abgeschnitten, und der Frontkörper 1 wird als Produkt fertiggestellt, wie in Fig. 39B dargestellt. 1a bezeichnet eine Frontfläche des Frontkörpers 1.
Wie mit Bezug auf Fig. 28 bis 31 beschrieben, bracht der Frontkörper 1 aus amorphem Metall als in Fig. 39B gezeigte abschließende Ausgestaltung keine Bearbeitung für die Anpassung der Wölbung, da der Krümmungsradius des zweiten konvexen Bereichs 71 der unteren Form 5, der die Frontfläche 1a bildet, zischen 12,7 und 254 cm (5 bis 100 Inches) beträgt, und der Krümmungsradius der oberen Form 4 beträgt im Fall eines Golfschlägerkopfes vom Holztyp mehr als 12,7 cm (5 Inches). Wenn der Krümmungsradius der unteren Form 5 mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt, wird im Fall eines Golfschlägers vom Holztyp eine Nachbearbeitung wie beispielsweise Schneiden und Polieren zum Vermindern der Wölbung des Frontkörpers 1 notwendig, und wenn der Krümmungsradius der unteren Form 4 mehr als 254 cm (100 Inches) beträgt, wird eine Nachbearbeitung zum Hinzufügen der Wölbung notwendig.
Außerdem kann im Fall eines Golfschlägerkopfes vom Eisentyp der Frontkörper 1 eben sein. In diesem Fall ist die Ausgestaltung des zweiten konkaven Bereichs 71 eine gekrümmte Fläche, deren Krümmungsradius mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt, oder eine Ebene.
Daher wird der Frontkörper 1 aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung, der wie oben beschrieben zu der abschließenden Ausgestaltung ausgebildet worden ist, für einen hohlen Golfschlägerkopf (einen Metallkopf) des Holztypen verwendet, wie in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellt, und für einen Golfschlägerkopf 2 vom Eisentyp, wie in Fig. 9 und 10 dargestellt.
Der mit dem Schlägerkopf 2 versehene Golfschläger mit dem Flächenkörper 1 aus amorphem Metall, der wie oben beschrieben hergestellt worden ist, kann eine stabile Wiederholbarkeit beim Treffen des Balls aufgrund des stabil hergestellten Frontkörpers 1 bieten, der unveränderliche Eigenschaften, exzellente Festigkeitseigenschaften, wie beispielsweise eine hohe Festigkeit und eine hohe Härte, hat sowie eine gute Ausbeute und reduzierte Herstellkosten. Und demzufolge werden exzellente Eigenschaften, wie beispielsweise eine lange Flugdistanz, eine Richtungstreue, Schlageigenschaften, Festigkeit, Härte, etc. geboten.
Im folgenden werden andere Ausgestaltungen der oben beschriebenen Pressmetallform 6 beschrieben. In der in Fig. 40 dargestellten Pressmetallform 6 hat der Hohlraumbereich 7 der unteren Form 5 den ersten konkaven Bereich 70 mit einer ebenen Ausgestaltung und den zweiten konkaven Bereich 71 mit einer gekrümmten Fläche, und die obere Form 4 ist eine glatte Fläche mit der Ebene 41. Außerdem kann der zweite konkave Bereich 71 der unteren Form 5, nämlich ein unterer Formkontaktbereich, den das zu formende Produkt aus amorphem Metall direkt kontaktiert, eine ebene oder eine konvex gekrümmte Fläche sein. Eine untere Fläche der oberen Form 4, die zu dem unteren Formkontaktbereich hinweist, nämlich ein oberer Formkontaktbereich, den das zu formende geformte Produkt aus amorphem Metall direkt kontaktiert, kann aus einer konkav gekrümmten Fläche bestehen. Es wird insbesondere bevorzugt, dass der obere Formkontaktbereich eine konkav gekrümmte Fläche ist, deren Krümmungsradius zwischen 12,7 und 254 cm (5 bis 100 Inches) liegt. In diesem Fall ist der oben erwähnte untere Formkontaktbereich der unteren Form 5 vorzugsweise als konvex gekrümmte Fläche ausgeformt, deren Krümmungsradius mehr als 12,7 cm (5 Inches) beträgt oder als eine Ebene. Und es ist insbesondere bevorzugt, dass der obere Formkontaktbereich als konvex gekrümmte Fläche ausgeformt ist, deren Krümmungsradius zwischen 12,7 und 254 cm (5 und 100 Inches) beträgt. Wie oben beschrieben, wird der mit Bezug auf Fig. 21 beschriebene Arbeitseffekt dadurch erzielt, dass der obere Formkontaktbereich aus einer konkav gekrümmten Fläche besteht. Das heißt, der obere Bereich des geschmolzenen Metalls 28 kann eine höhere Temperatur halten, verglichen mit dem unteren Bereich des geschmolzenen Metalls 28, der die gekühlte untere Form 5 vor dem Pressformen berührt, und der obere Bereich des geschmolzenen Metalls 28, der mittels des oberen Formkontaktbereichs der oberen Form 4 gepresst wird, wird schneller abgekühlt als der untere Bereich des geschmolzenen Metalls 28 beim Pressformen, und eine gute amorphe Phase wird an einer Seite der Kontaktfläche (der konvex gekrümmten Fläche) des geformten Produkts ausgebildet, die den oberen Formkontaktbereich der konkav gekrümmten Fläche berührt. Daher kann ein Frontkörper 1 eines Golfschlägerkopfes (eines geformten Produkts aus amorphem Metall), in welchem eine wohlgeformte amorphe Phase auf der Frontseite 1a angeordnet ist, welche einen Golfball direkt trifft, dadurch hergestellt werden, dass der obere Formkontaktbereich aus einer konkav gekrümmten Fläche besteht.
Die Fig. 41 bis 45 zeigen einen anderen Oszillationspressenmechanismus, welcher schwingt und die obere Form 4, die mit einer Neigung bezüglich der unteren Form 5 gehalten wird, presst. In einem in Fig. 41 gezeigten Mechanismus ist zunächst eine linke Seite der oberen Form 4 mit einer linken Seite des Anbringbereichs 47 durch Schwingungsstücke 49 verbunden und durch Stützwellen 50, ein Expansionszylinder 52 ist auf einer rechten Seite des Anbringelements 47 angebracht, und eine Stange 52a des Expansionszylinders 52 tritt durch den Abringbereich 47 hindurch und ist mit der oberen Form 4 verbunden. Die obere Form 4 wird so eingestellt, dass sie mit einem vorbestimmten Neigungswinkel durch Verlängern und Zusammenziehen der Stange 52a geneigt wird. Beim Schließen der Metallform sind die Geschwindigkeit des Zusammenfahrens der Stange 52a und der Geschwindigkeit des Absenkens der oberen Form 4 gleich gewählt, um die obere Form 4 aus der geneigten Stellung in eine zur unteren Form 5 parallele Stellung zu schwingen und die obere Form 4 der unteren Form 5 zu überlagern.
Zweitens ist in einem in Fig. 42 dargestellten Mechanismus ein Anbringstück 56 an der oberen Form 4 an einem unteren Ende einer Stange 54a des Bewegungsmechanismus 12 für die obere Form (beispielsweise ein Expansionszylinder 54) angebracht, ein Gewicht 55 ist an der Seite der sich verjüngenden Stifte 44 angebracht, um die obere Form 4 zu neigen, wobei sich der Schwerpunkt der oberen Form 4 nach rechts bewegt. In einem aufgehängten Zustand der oberen Form 4 ist es bevorzugt, ein Anschlagstück an dem Anbringstück 56 der oberen Form 4 anzubringen, um so ein Ende 67 der Stange 54a zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Neigungswinkels der oberen Form 4 anzuhalten.
Drittens ist in einem in Fig. 43A gezeigten Mechanismus ein Eckbereich der Seite der sich verjüngenden Stifte 44 der oberen Form 4 mit einem Eckbereich der Seite der Durchführungen 45 der unteren Form 5 durch einen Scharnierbereich 57 so verbunden, dass er schwingbar ist, und die obere Form 4 ist integral schwingbar mit einer Schwingwelle 57a des Scharnierbereichs 57. Die Schwingwelle 57a ist mit einem Schwingungsantriebsmechanismus 58 verbunden (dargestellt mit einer imaginären Linie) und die obere Form 4 wird geschwungen (in Richtung des Pfeils D und des Pfeils F), beispielsweise um 180º durch Drehen der Oszillationswelle 57a in normaler Richtung oder in Rückwärtsrichtung mit dem Oszillationsantriebsmechanismus 58. Wie in Fig. 43b gezeigt, ist außerdem ein Hebepressmechanismus 59, welcher die obere Form 4 mit einer druckplatte 59a beim Schließen der Metallform presst, vorgesehen. Als Oszillationsantriebsmechanismus 58 werden beispielsweise ein Drehzylinder, ein oszillierender Motor, etc., verwendet.
Viertens sind in einem in Fig. 44A dargestellten Mechanismus die obere Form 4 und die untere Form 5 durch einen Scharnierbereich 60 verbunden, so dass sie schwingbar sind, und ein Ende einer Stange 62a eines Expansionszylinders 62 ist an einem Oszillationsarm 61 angebracht, der von einem Teil der oberen Form 4 hervorsteht, durch eine Verbindungswelle 63. Ein Ende des Expansionszylinders 62 ist an einem Befestigungselement (nicht dargestellt) so angebracht, dass es schwingbar ist. Beim Schließen der Metallform wird, wie in Fig. 44B gezeigt, der Schwingungsarm 61 in Richtung der Seite des Expansionszylinders 62 durch Kontraktion des Expansionszylinders 62 gezogen, die geneigte obere Form 4 wird um die Welle 60a des Scharnierbereichs 60 herum geschwungen und gerät in eine zur unteren Form 5 parallele Stellung, und sie wird auf der unteren Form 5 platziert. Der Expansionszylinder 62 drückt die obere Form 4 gleichzeitig. Die obere Form 4 schwingt in einer Öffnungsrichtung, wenn sich der Expansionszylinder 62 ausweitet.
Fünftens ist in der Pressmetallform 6 in Fig. 45 ein Abringstück 66 auf der Seite der sich verjüngenden Stifte 44 (der rechten Seite) der oberen Form 4 mit einem unteren Ende einer Stange 64a eines festen ersten Expansionszylinders 64 verbunden, und ein anderes Anbringstück 66 auf der linken Seite der oberen Form 4 ist mit einem unteren Ende einer Stange 65a eines schwingbaren zweiten Expansionszylinders 65 verbunden. In einem aufgehängten Zustand der oberen Form 4 wird die obere Form 4 mit einem vorbestimmten Neigungswinkel durch Einstellen des ersten Expansionszylinders 64 und des zweiten Expansionszylinders 65 geneigt gehalten. Beim Schließen der Metallform wird die obere Form 4 abgesenkt, wobei der Neigungswinkel beibehalten wird, durch Expansion des ersten Expansionszylinders 64 und des zweiten Expansionszylinders 65 bei gleicher Geschwindigkeit, und dann werden der erste und der zweite Expansionszylinder 64 und 65 so angesteuert, dass die obere Form 4 aus dem geneigten in einen parallelen Zustand zur unteren Form 5 schwingt, und die obere Form 4 wird auf der unteren Form 5 platziert.
In diesen Pressmetallformen 6, welche nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen begrenzt sind, sind die obere Form 4 und die untere Form 5 relativ zueinander geneigt. Das heißt, in einem angehobenen Zustand der oberen Form 4 wird die obere Form 4 geneigt gehalten, und die untere Form 5 wird horizontal gehalten. Und die obere Form 4 wird abgesenkt, um die untere Form 5 zu pressen, geschwungen aus einem geneigten in einen horizontalen Zustand zu der unteren Form 5, der unteren Form 5 überlagert, und so wird die Metallform geschlossen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen begrenzt. Beispielsweise kann beidem Verfahren zur Herstellung des geformten Produkts aus amorphem Metall die Anzahl des geformten Produkts 3 aus amorphem Metall (des Frontkörpers 1), die gleichzeitig hergestellt werden, auch größer als 1 sein. Die vorbestimmte Konfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch eine Konfiguration von einzelnen oder mehreren (nicht abgetrennten) geformten Produkten sein und nicht nur eine Konfiguration des vollständig vollendeten geformten Produkts 3 (des Frontkörpers 1), sondern auch eine Konfiguration, die mit einfachen Nachbearbeitungen, wie beispielsweise durch das Entfernen eines Grats, nachbearbeitet werden muss.
Als Hochenergie-Hitzequelle, welche das Metallmaterial schmilzt, die nicht auf eine bestimmte Art von Ausgestaltung beschränkt ist, kann beispielsweise eine Hochfrequenzhitzequelle, eine Bogenhitzequelle, eine Plasmahitzequelle, ein elektronischer Strahl, ein Laserstrahl, etc., verwendet werden. Eine einzelne oder mehrere Einheiten dieser Hitzequellen können auf die untere Form 5 der Pressmetallform 6 angewandt werden.
Gemäß dem geformten Produkt aus amorphem Metall gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein geformtes Produkt aus amorphem Metall zu erhalten, das exzellent in der Festigkeit, der Härte und dem Stoßwiderstand ist, weit anwendbar auf strukturelle Materialien, etc., bei denen mechanische Festigkeit erforderlich ist, da das geformte Produkt eine relativ große Masse hat und relativ lang ist in horizontaler Richtung.
Der Frontkörper 1 mit exzellenter Festigkeit, Härte und Stoßfestigkeit, kann als Massenware erhalten werden. Ein mit diesem Frontkörper 1 versehener Golfschlägerkopf kann eine stabile Wiederholbarkeit beim Treffen des Balls bieten, weil die Frontfläche 1a besonders hohe Festigkeitskennwerte hat, und exzellente Kennwerte wie beispielsweise eine lange Flugdistanz, eine Richtungstreue, Stoßkennwerte, Festigkeit, Härte, etc., gleichmäßig aufweist und ohne Veränderung. Ein Frontkörper 1, bei welchem eine wohlgeformte amorphe Phase auf der Frontseite 1a angeordnet ist, die direkt einen Golfball trifft, kann erhalten werden.
Außerdem kann das geformte Produkt aus amorphem Metall (einer amorphen Legierung), welches gleichmäßig abgekühlt und verfestigt worden ist, nicht mit Kristallphase gemischt ist, die durch ungleichmäßige Verfestigung und Kernbildung verursacht würde, und das exzellent in Festigkeitskennwerten wie beispielsweise einer hohen Festigkeit und einer hohen Härte ohne Fehler wie beispielsweise Spritzer ist, erhalten werden. Weil das geschmolzene Metall mit oberhalb des Schmelzpunkts in eine vorbestimmte Konfiguration umgeformt und in einem Zug abgekühlt und schnell verfestigt wird. Und das geformte Produkt aus amorphem Metall kann durch einen einfachen Produktionsprozess mit guter Wiederholbarkeit in einem Zug hergestellt werden.
Die Pressmetallform 6 hat keine Angriffsbereiche, und das Schließen der Metallform wird nicht verhindert, anders als in einer herkömmlichen Vorrichtung, bei welcher überschüssiges geschmolzenes Metall in eine Öffnung zwischen einer oberen Form und eine unteren Form fließt und abkühlt und verfestigt, die Form wird durch das verfestigte Metall beschädigt, und geschmolzenes Metall fließt in die beschädigte Öffnung ("Fressen" wird erzeugt). Daher kann ein geformtes Produkt aus amorphem Metall in einer vorbestimmten Ausgestaltung und mit einer vorbestimmten Dicke erhalten werden, und die Metallform hat eine hohe Dauerhaftigkeit.
Gemäß dem geformten Produkt aus amorphem Metall, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, fließt das geschmolzene Metall 28 kaum (expandiert kaum), wenn das Metallmaterial 26 an dem Hohlraumbereich 7 der unteren Form 5 platziert ist und mittels der Hochenergiehitzequelle geschmolzen wird, und Hitzeenergie von der Hochenergiehitzequelle kann effektiv auf das Metallmaterial 26 geworfen werden. Wenn ein geformtes Produkt aus amorphem Metall als Frontkörper 1 eines Golfschlägerkopfes hergestellt wird, ist eine Nachbearbeitung zur Anpassung der Wölbung des Frontkörpers 1, wie beispielsweise schneiden und Polieren, unnötig, weil das geformte Produkt aus amorphem Metall mit einer leicht gekrümmten Fläche oder einer ebenen Oberfläche geformt werden kann. Das Schließen der Metallform wird außerdem sanft (ist nicht behindert), und ein geformtes Produkt aus amorphem Metall mit vorbestimmter Dicke wird sicher erhalten, weil überschüssiges geschmolzenes Metall 28 ausreichend mittels der zuvor an der Pressmetallform 6 geformten Lücke 25 absorbiert wird. Und der Grat 29 kann außerdem einfach abgeschnitten werden.
Gemäß dem geformten Produkt aus amorphem Metall, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, wird außerdem der Frontkörper 1 eines Golfschlägerkopfes effektiv hergestellt. Das heißt, ein Teil des Metallmaterial 26, der die untere Form 5 berührt, wird evtl. nicht ausreichend geschmolzen, weil die untere Form 5 die Hitze aufnimmt, und eine Seite der konkav gekrümmten Fläche des geformten Produkts aus amorphem Metall nach dem Formen wird evtl. zu einer Kristallphase. Sogar wenn diese Kristallphase erzeugt wird, kann der Teil der Kristallphase absichtlich auf der Rückseite des Frontkörpers 1 (der der Fläche 1a gegenüberliegenden Seite) platziert werden, und die amorphe Phase kann auf der Frontseite 1a vorgesehen werden, wo hohe Festigkeitseigenschaften erforderlich sind. Daher ist der Frontkörper 1 aus amorphem Metall, dessen Frontfläche 1a zum direkten Treffen eines Golfballs eine exzellente Festigkeit, Härte, Stoßwiderstand, etc., hat, erhalten.
Wenn das an dem Hohlraumbereich 7 der unteren Form 5 platzierte Metallmaterial 26 mittels der Hochenergiehitzequelle geschmolzen wird, verbleibt das geschmolzene Metall 28 (sphärisch gehalten durch seine Oberflächenspannung) bei dem konkaven Bereich 69 und fließt nicht in die untere Position des Umfangs des Hohlraumbereichs 7. Daher kann Hitzeenergie von der Hochenergiehitzequelle effektiv auf das geschmolzene Metall 28 geworfen werden, das sich an einem mittleren Bereich des Hohlraumbereichs 7 gesammelt hat, die Formstabilität mittels der Pressmetallform 6 wird verbessert, und Hochqualitätsprodukte werden stabil erzeugt. Falls das geformte Produkt aus amorphem Metall als Frontkörper 1 eines Golfschlägerkopfes hergestellt wird, braucht ein mittels des konkaven Bereichs 69 der unteren Form 5 geformter konvexen Bereich nicht durch Schneiden und Polieren entfernt zu werden, weil der konvexe Bereich sich auf der der Fläche 1a gegenüberliegenden Seite befindet.
Ein Mechanismus zum Geneigthalten der oberen Form 4 und zum Oszillieren und Drücken der oberen Form 4 auf die untere Form 5 (der Oszillationspressenmechanismus) kann auch relativ einfach hergestellt werden.
Außerdem sammelt sich gemäß dem geformten Produkt aus amorphem Metall, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn das Metallmaterial 26 geschmolzen wird, das erhaltene geschmolzene Metall 28 in dem ersten konkaven Bereich 70, und Hitzeenergie von der Hochenergiehitzequelle wird effektiv auf das geschmolzene Metall 28 geworfen. Das heißt, das geschmolzene Metall 28 über dem Schmelzpunkt fließt nicht aus dem ersten konkaven Bereich 70 heraus vor dem Schließen der Metallform. Ein Teil des geschmolzenen Metalls 28, der an dem ersten konkaven Bereich 70 aufsteigt, wird in den zweiten konkaven Bereich 71 in einem Zug hineingegossen durch Schließen der Metallform, und das geformte Produkt aus amorphem Metall, geformt mittels des zweiten konkaven Bereichs 71 für das abschließende Formen, erhält eine exzellente Festigkeitseigenschaft wie beispielsweise eine hohe Festigkeit, hohe Härte, etc., nicht gemischt mit Kristallphase, die durch ungleichmäßige Verfestigung und ungleichmäßige Kernbildung verursacht würde, und ohne Fehler wie beispielsweise Spritzer. In anderen Worten, obwohl ein Teil des geschmolzenen Metalls 28, der den ersten konkaven Bereich 70 berührt, evtl. nicht ausreichend geschmolzen wird, weil die untere Form 5 die Hitze aufnimmt, und nach dem Formen in Kristallphase vorliegen mag, ist das geformte Produkt aus amorphem Metall in der abschließenden Ausgestaltung eine amorphe Legierung mit hoher Festigkeit ohne Kristallphase, weil ein ansteigender Teil des geschmolzenen Metalls 28, der den ersten konkaven Bereich 70 nicht berührt, durch den zweiten konkaven Bereich 71 geformt wird.
Beim Pressformen kann außerdem das geschmolzene Metall 28 über dem Schmelzpunkt, das an dem ersten konkaven Bereich 70 aufsteigt, schnell in den zweiten konkaven Bereich 71 gegossen werden, die Menge des geschmolzenen Metalls 28, die zu der gegenüberliegenden Seite des zweiten konkaven Bereichs 71 fließt, wird reduziert, und die Menge des Grates 29 kann dadurch reduziert werden.
Während bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in dieser Beschreibung beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung beispielhaft und nicht beschränkend ist, weil verschiedene Veränderungen innerhalb des Bereichs der Ansprüche möglich sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall mit den folgenden Schritten:

Platzieren eines metallischen Materials (26) auf einer unteren Form (5) einer Metallpressform (6), welche eine obere Form (4) und die untere Form (5) aufweist, ohne dass Eingriffsbereiche der Formen zusammengepasst sind;

Schmelzen des metallischen Materials (26) mittels einer Hochenergie-Hitzequelle, welche das metallische Material (26) schmelzen kann;

Umformen des erhaltenen geschmolzenen Metalls (28), durch Pressen des Metalls mit der oberen Form (4) und der unteren Form (5), über einen Schmelzpunkt hinüber in eine vorbestimmte Ausgestaltung; und

Abkühlen des geschmolzenen Metalls (28) bei oberhalb einer kritischen Kühlgeschwindigkeit, gleichzeitig mit oder nach dem Umformen, um das geformte Produkt aus amorphem Metall in der vorbestimmten Ausgestaltung zu erhalten.

2. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Form (5) einen hohlen Bereich (7) und die obere Form (4) eine glatte Oberfläche hat.

3. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Form (5) einen hohlen Bereich (7) einer konkaven gekrümmten Fläche hat, deren Krümmungsradius größer ist als 12,7 cm (5 Inches), oder eben ist, und die obere Form (4) eine glatte Oberfläche einer konvexen gekrümmten Fläche (23) hat, deren Krümmungsradius größer ist als 12,7 cm (5 Inches) oder eben ist (41).

4. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum (25), dessen Zwischenraumabmessung (T) 0,1 mm bis 3 mm beträgt und dessen Abmaße in der Breite (W) 4 bis 20 mm betragen, an einem Teil entlang einer Trennlinie (22) der oberen Form (4) oder einer Trennlinie (24) der unteren Form (5) ausgebildet ist, und dass überflüssiges geschmolzenes Metall (28) während des Formvorgangs in den Zwischenraum (25) hineinfließt.

5. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Produkt ein Flächenkörper (1) eines Golfschlägerkopfes (2) ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 1, wobei das Verfahren das Verwenden einer oberen Form (4) mit einer glatten konkaven gekrümmten Fläche (68) beinhaltet und das Verwenden einer unteren Form (5) mit einem hohlen Bereich (7).

7. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Form (5) einen hohlen Bereich (7) einer konvexen gekrümmten Fläche hat, deren Krümmungsradius größer ist als 12,7 cm (5 Inches) oder eben ist, und dass die obere Form (4) eine glatte Oberfläche einer konkaven gekrümmten Fläche (68) hat, deren Krümmungsradius 12,7 cm (5 Inches) bis 254 cm (100 Inches) beträgt.

8. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein flacher konkaver Bereich (69) in der Mitte einer Grundfläche des hohlen Bereichs (7) der unteren Form (5) ausgebildet ist, um zu verhindern, dass das geschmolzene Metall (28) herausfließt.

9. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum (25), dessen Zwischenraumabmessung (T) 0,1 mm bis 3 mm beträgt und dessen Abmaße in der Breite (W) 4 bis 20 mm betragen, an einem Teil entlang einer Trennlinie (22) der oberen Form (4) oder einer Trennlinie (24) der unteren Form (5) ausgebildet ist, und dass überflüssiges geschmolzenes Metall (28) während des Formvorgangs in den Zwischenraum (25) hineinfließt.

10. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Produkt ein Flächenkörper (1) eines Golfschlägerkopfes (2) ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 1, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet:

Verwenden einer oberen Form (4) mit einer glatten gekrümmten Fläche (72) oder einer Ebene (41); und

Verwenden einer unteren Form (5) mit einem hohlen Bereich (7);

und durch Pressen der oberen Form (4) und der unteren Form (5), so dass diese von einem geneigten Zustand aus relativ oszillieren und zueinander parallel überlagert sind.

12. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 1, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet:

Verwenden einer oberen Form (4) mit einer glatten gekrümmten Fläche (72) oder einer ebenen Fläche (41);

und Verwenden einer unteren Form (5) mit einem hohlen Bereich (7);

und durch Pressen der oberen Form (4), oszillierend von einem geneigten Zustand aus, gegen die untere Form (5) und der unteren Form (5) überlagert, so dass diese parallel zueinander sind.

13. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, und wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Vorsehen des hohlen Bereichs (7) mit einem flachen ersten konkaven Bereich (70) zum Platzieren und Schmelzen von Materialien, wo das metallische Material (26) platziert wird, und so, dass verhindert wird, dass das erhaltene geschmolzene Metall (28) herausfließt, und Vorsehen eines zweiten konkaven Bereichs (71), der für das abschließende Formen vorgesehen ist, in welchen das geschmolzene Metall (28), welches an dem ersten konkaven Bereich (70) ansteigt, hineingegossen wird und in die vorbestimmte Ausgestaltung umgeformt wird, wenn die obere Form (4) und die untere Form (5) zusammengepresst werden, so dass sie von einem geneigten Zustand aus relativ schwingen und parallel zueinander überlagert sind.

14. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein anfänglicher relativer Neigungswinkel (θ) zwischen der oberen Form (4) und der unteren Form (5) 1º bis 15º beträgt.

15. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite konkave Bereich (71) der unteren Form (5) mit einer gekrümmten Fläche vorgesehen wird, deren Krümmungsradius größer ist als 12,7 cm (5 Inches) oder eben ist, und dass die obere Form (5) als glatte Fläche oder gekrümmte Fläche (72) vorgesehen wird, deren Krümmungsradius größer ist als 12,7 cm (5 Inches) oder eben ist (41).

16. Verfahren zur Herstellung eines geformten Produkts aus amorphem Metall nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Produkt ein Flächenkörper (1) eines Golfschlägerkopfes (2) ist.