JP6862517B2 - Titanium alloy for casting golf club heads - Google Patents
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Description
本発明は、チタン合金に関し、特に、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金に係るものである。 The present invention relates to a titanium alloy, and more particularly to a titanium alloy for casting a golf club head.
軽量のゴルフクラブヘッドの需要に応えるために、製造者は、一般的にチタン合金によりゴルフクラブヘッドを製造する。
例えば、従来のチタン合金は、アルミニウム、バナジウム、クロム、ケイ素、鉄、チタン及び除去できない不純物を含むものである。
しかしながら、従来のチタン合金の流動性が不足のため、従来のチタン合金で真空遠心鋳造によるゴルフクラブヘッドを製造する場合、製造されたゴルフクラブヘッドの成形率が、４０〜６０％にしか達することができないという問題があった。
上記の問題を解決するために、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金を提供する必要があった。
To meet the demand for lightweight golf club heads, manufacturers typically manufacture golf club heads from titanium alloys.
For example, conventional titanium alloys contain aluminum, vanadium, chromium, silicon, iron, titanium and impurities that cannot be removed.
However, due to the lack of fluidity of the conventional titanium alloy, when manufacturing a golf club head by vacuum centrifugal casting with a conventional titanium alloy, the molding rate of the manufactured golf club head reaches only 40 to 60%. There was a problem that it could not be done.
In order to solve the above problem, it was necessary to provide a titanium alloy for casting a golf club head.
本発明は、ゴルフクラブヘッドの鋳造に用いられることができ、優れた成形率を有するチタン合金を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a titanium alloy which can be used for casting a golf club head and has an excellent molding ratio.
さらに、本発明は、優れた引張強度及び降伏強度を有するゴルフクラブヘッドの鋳造に用いられることができるチタン合金を提供することを目的とする。 Furthermore, it is an object of the present invention to provide a titanium alloy that can be used for casting golf club heads having excellent tensile strength and yield strength.
本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、７．０〜８．０重量％のアルミニウム、４．０〜５．５重量％のバナジウム、０．５〜１．５重量％のクロム、０．０５〜０．１５重量％のケイ素、０．０５〜０．３重量％の鉄を含み、残部がチタン及び除去できない不純物からなる。
よって、アルミニウム、バナジウム、クロム、ケイ素、鉄及びチタンの組成比により、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金で、真空遠心鋳造によるゴルフクラブヘッドを製造する場合、優れた成形率を有し、且つ、製造されたゴルフクラブヘッドが、従来のチタン合金で製造されたゴルフクラブヘッドより、優れた機械的性質（例えば、引張強度及び降伏強度）を有することができるという効果を有する。
The titanium alloy for casting the golf club head of the present invention is 7.0 to 8.0% by weight of aluminum, 4.0 to 5.5% by weight of vanadium, and 0.5 to 1.5% by weight of chromium. , 0.05-0.15% by weight silicon, 0.05-0.3% by weight iron, with the balance consisting of titanium and irremovable impurities.
Therefore, when a golf club head is manufactured by vacuum centrifugal casting with a titanium alloy for casting the golf club head of the present invention based on the composition ratio of aluminum, vanadium, chromium, silicon, iron and titanium, an excellent molding rate can be obtained. It also has the effect that the manufactured golf club head can have better mechanical properties (eg, tensile strength and yield strength) than the conventional golf club head made of titanium alloy.
また、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、７．２５〜７．７５重量％のアルミニウムを含む。
これにより、アルミニウムの含有量を調整することでゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の流動性を向上させることができる。
Further, the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention contains 7.25 to 7.75% by weight of aluminum.
Thereby, the fluidity of the titanium alloy for casting the golf club head can be improved by adjusting the content of aluminum.
また、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、４．２５〜４．７５重量％のバナジウムを含む。
これにより、バナジウムの含有量を調整することで、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の強度を向上させることができる。
Further, the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention contains 4.25 to 4.75% by weight of vanadium.
Thereby, by adjusting the vanadium content, the strength of the titanium alloy for casting the golf club head can be improved.
また、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、１．０〜１．５重量％のクロムを含む。
これにより、クロムの含有量を調整することで、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の強度を向上させることができる。
Further, the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention contains 1.0 to 1.5% by weight of chromium.
Thereby, by adjusting the chromium content, the strength of the titanium alloy for casting the golf club head can be improved.
また、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、０．０５〜０．１重量％のケイ素を含む。
これにより、ケイ素の含有量を調整することで、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の強度を向上させることができる。
Further, the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention contains 0.05 to 0.1% by weight of silicon.
Thereby, by adjusting the silicon content, the strength of the titanium alloy for casting the golf club head can be improved.
また、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、０．０５〜０．０８重量％の鉄を含む。
これにより、鉄の含有量を調整することで、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の強度を向上させることができる。
Further, the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention contains 0.05 to 0.08% by weight of iron.
Thereby, by adjusting the iron content, the strength of the titanium alloy for casting the golf club head can be improved.
また、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、チタン合金により製造されたゴルフクラブヘッドの引張強度が、１４０〜１５０ｋｓｉであり、降伏強度が、１２８〜１３８ｋｓｉであり、且つ、伸び率が、４〜８％である。
これにより、ゴルフクラブヘッドが、打球に適した強度を有し、ゴルフクラブヘッドの耐久性を向上させることができる。
Further, in the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention, the tensile strength of the golf club head manufactured by the titanium alloy is 140 to 150 ksi, the yield strength is 128 to 138 ksi, and the elongation is extended. The rate is 4-8%.
As a result, the golf club head has strength suitable for hitting a ball, and the durability of the golf club head can be improved.
また、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金で、ゴルフクラブヘッドを鋳造する際、成形率が、８５〜９６％に達する。
これにより、ゴルフクラブヘッドを鋳造する際の廃材を減少し、ゴルフクラブヘッドのコストを低減させることができる。
Further, the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention has a molding ratio of 85 to 96% when the golf club head is cast.
As a result, the amount of waste material used when casting the golf club head can be reduced, and the cost of the golf club head can be reduced.
本発明の実施例について、以下説明する。
本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金においては、アルミニウム（aluminum，Al）、バナジウム（vanadium，V）、クロム（chromium，Cr）、ケイ素（silicon，Si）、鉄（iron，Fe）を含み、残部がチタン（titanium，Ti）及び除去できない不純物からなる。
Examples of the present invention will be described below.
In the titanium alloy for casting the golf club head of the present invention, aluminum (aluminum, Al), vanadium (vanadium, V), chromium (chromium, Cr), silicon (silicon, Si), iron (iron, Fe) The balance consists of titanium (Ti) and impurities that cannot be removed.
詳しく言うと、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、７．０〜８．０重量％のアルミニウムを含むことができ、好ましくは、７．２５〜７．７５重量％のアルミニウムを含むことにより、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の流動性を向上させることができる。
ただし、アルミニウムの含有量が高すぎると、製造されたゴルフクラブヘッドが脆くやすくなるため、アルミニウムの含有量は、８．０重量％以下に控えるべきである。
Specifically, the titanium alloy for casting the golf club head can contain 7.0-8.0% by weight of aluminum, preferably 7.25 to 7.75% by weight of aluminum. Therefore, the fluidity of the titanium alloy for casting the golf club head can be improved.
However, if the aluminum content is too high, the manufactured golf club head tends to be brittle, so the aluminum content should be kept to 8.0% by weight or less.
ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、４．０〜５．５重量％のバナジウムを含むことができ、好ましくは、４．２５〜４．７５重量％のバナジウムを含むことにより、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の機械的性質（例えば、引張強度及び降伏強度）を向上させることができる。
ただし、バナジウムの含有量が高すぎると、ゴルフクラブヘッドの成形率が影響される虞があるため、バナジウムの含有量は、５．５重量％以下に控えるべきである。
The titanium alloy for casting the golf club head can contain 4.0 to 5.5% by weight of vanadium, preferably by containing 4.25 to 4.75% by weight of vanadium. The mechanical properties of the titanium alloy for casting the head (eg, tensile strength and yield strength) can be improved.
However, if the vanadium content is too high, the molding rate of the golf club head may be affected. Therefore, the vanadium content should be kept to 5.5% by weight or less.
ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、０．５〜１．５重量％のクロムを含むことができ、好ましくは、１．０〜１．５重量％のクロムを含むことにより、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の機械的性質（例えば、引張強度及び降伏強度）を向上させることができる。
ただし、クロムの含有量が高すぎると、ゴルフクラブヘッドの成形率が影響される虞があるため、クロムの含有量は、１．５重量％以下に控えるべきである。
The titanium alloy for casting the golf club head can contain 0.5 to 1.5% by weight of chromium, preferably 1.0 to 1.5% by weight of chromium for the golf club. The mechanical properties of the titanium alloy for casting the head (eg, tensile strength and yield strength) can be improved.
However, if the chromium content is too high, the molding rate of the golf club head may be affected. Therefore, the chromium content should be kept to 1.5% by weight or less.
ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、０．５〜１．５重量％のケイ素を含むことができ、好ましくは、０．０５〜０．１０重量％のケイ素を含むことができる。
ただし、ケイ素の含有量が高すぎると、ゴルフクラブヘッドの成形率及び伸び率が低減する虞があるため、ケイ素の含有量は、０．１０重量％以下に控えるべきである。
The titanium alloy for casting the golf club head can contain 0.5 to 1.5% by weight of silicon, preferably 0.05 to 0.10% by weight of silicon.
However, if the silicon content is too high, the molding rate and elongation rate of the golf club head may decrease. Therefore, the silicon content should be kept to 0.10% by weight or less.
ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金は、０．０５〜０．３重量％の鉄を含むことができ、好ましくは、０．０５〜０．０８重量％の鉄を含むことにより、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金の機械的性質（例えば、引張強度及び降伏強度）を向上させることができる。
ただし、鉄の含有量が高すぎると、ゴルフクラブヘッドの成形率が影響される虞があるため、鉄の含有量は、０．３重量％以下に控えるべきである。
The titanium alloy for casting the golf club head can contain 0.05 to 0.3% by weight of iron, preferably by containing 0.05 to 0.08% by weight of iron. The mechanical properties of the titanium alloy for casting the head (eg, tensile strength and yield strength) can be improved.
However, if the iron content is too high, the molding rate of the golf club head may be affected. Therefore, the iron content should be kept to 0.3% by weight or less.
よって、製造者が、ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金を利用して真空遠心鋳造によるゴルフクラブヘッドを製造する際に、ゴルフクラブヘッドの成形率を向上させることができ、且つ、チタン合金により鋳造されたゴルフクラブヘッドの引張強度及び降伏強度が従来のチタン合金で製造されたゴルフクラブヘッドより優れている。 Therefore, when a manufacturer manufactures a golf club head by vacuum centrifugal casting using a titanium alloy for casting a golf club head, the molding rate of the golf club head can be improved and the titanium alloy can be improved. The tensile strength and yield strength of the golf club head cast by the above are superior to those of the golf club head manufactured of the conventional titanium alloy.
本発明に係るゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金で、真空遠心鋳造によりゴルフクラブヘッドを製造する際に、確実にゴルフクラブヘッドの成形率を向上させることができ、製造されたゴルフクラブヘッドが優れた機械的性質を有することを証明するために、以下の試験を行った。 A titanium alloy for casting a golf club head according to the present invention. When a golf club head is manufactured by vacuum centrifugal casting, the molding rate of the golf club head can be reliably improved, and the manufactured golf club head can be reliably improved. The following tests were performed to prove that golf clubs have excellent mechanical properties.
本発明に係るチタン合金（Ａ１組）でゴルフクラブヘッドを製造する際に成形率が８５〜９６％に達することができ、従来のチタン合金（Ａ２組）でゴルフクラブヘッドを製造する際に成形率が４０〜６０％にしか達することができない。 The molding rate can reach 85 to 96% when the golf club head is manufactured from the titanium alloy (A1 set) according to the present invention, and is molded when the golf club head is manufactured from the conventional titanium alloy (A2 set). The rate can only reach 40-60%.
又、前記のゴルフクラブヘッドの機械的性質を表１に示す。 Table 1 shows the mechanical properties of the golf club head.
表１、本試験における各組のゴルフクラブヘッドの機械的性質
表１に示すように、本発明のチタン合金で製造されたゴルフクラブヘッドの引張強度及び降伏強度は、明らかに従来のチタン合金によるゴルフクラブヘッドより優れていた。
ゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金が含有するアルミニウム、バナジウム、クロム、ケイ素、鉄及びチタンの組成比により、ゴルフクラブヘッドの成形率を向上させるだけではなく、製造されたゴルフクラブヘッドの機械的性質（例えば、引張強度及び降伏強度）を向上させることもできる。
As shown in Table 1, the tensile strength and yield strength of the golf club head made of the titanium alloy of the present invention were clearly superior to those of the conventional golf club head made of the titanium alloy.
The composition ratio of aluminum, vanadium, chromium, silicon, iron and titanium contained in the titanium alloy for casting golf club heads not only improves the molding rate of golf club heads, but also the machine of manufactured golf club heads. Physical properties (eg, tensile strength and yield strength) can also be improved.
総合すると、アルミニウム、バナジウム、クロム、ケイ素、鉄及びチタンの組成比により、本発明のゴルフクラブヘッドを鋳造するためのチタン合金で、真空遠心鋳造によるゴルフクラブヘッドを製造する場合、優れた成形率を有し、且つ、製造されたゴルフクラブヘッドが、従来のチタン合金で製造されたゴルフクラブヘッドより、優れた機械的性質（例えば、引張強度及び降伏強度）を有することができるという効果を有する。 Overall, it is a titanium alloy for casting the golf club head of the present invention based on the composition ratio of aluminum, vanadium, chromium, silicon, iron and titanium. And has the effect that the manufactured golf club head can have better mechanical properties (eg, tensile strength and yield strength) than the conventional golf club head made of titanium alloy. ..
本発明は、その精神と必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。
従って、本明細書に記載した実施形態は、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
The present invention can be practiced in other ways without departing from its spirit and essential features.
Therefore, the embodiments described herein are exemplary and do not limit the scope of the invention.
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