JPH11151326A - Golf club head and manufacture of the same - Google Patents

Golf club head and manufacture of the same

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JPH11151326A
JPH11151326A JP9320023A JP32002397A JPH11151326A JP H11151326 A JPH11151326 A JP H11151326A JP 9320023 A JP9320023 A JP 9320023A JP 32002397 A JP32002397 A JP 32002397A JP H11151326 A JPH11151326 A JP H11151326A
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JP
Japan
Prior art keywords
club head
alloy
golf club
supercooled liquid
face
Prior art date
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Pending
Application number
JP9320023A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihisa Inoue
明久 井上
Nami Chiyou
涛 張
Katsumi Yamano
克己 山野
Kazunobu Nozaki
一伸 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CASCO KK
Original Assignee
CASCO KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the strength and to increase the hitting distance of a ball by forming at least a part of a face part of a club head, by a member made of an alloy of a material comprising a supercooled liquid and producing the metal glass, and shaped by the molten bath forging. SOLUTION: At least a part of a face part of a club head is formed by a member made of an alloy of a material comprising the supercooled liquid and producing the metal glass, and formed by the molten bath forging. This member is provided with a metallographic structure comprising an amorphous phase and a crystalline phase by heat treated at a temperature of a glass transition point (Tg) ±50 K of the alloy of the material comprising the supercooled liquid and producing the metal glass, whereby the strength can be improved. As the alloy of a composition comprising the supercooled liquid and generating the metal glass, the alloys such as Pd-Ni-Cu-P, Zr-Al-Ni-Cu, Zr-Al-Ni-Cu-Pd or the like can be included.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強度に優れるゴル
フクラブヘッドおよびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a golf club head having excellent strength and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ゴルフクラブヘッドの少なくとも
フェースの一部を、チタン合金を素材として形成するこ
とが好まれている。これは、一般にはチタン合金の低比
重、高強度という特性が、ヘッド用素材に適していると
考えられていることによる。しかし、低比重、高強度と
いう特性もさることながら、特にチタン合金のヤング率
の低さが有利であることが認められている。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been desired to form at least a part of a face of a golf club head from a titanium alloy. This is because the properties of titanium alloy, such as low specific gravity and high strength, are generally considered to be suitable for head materials. However, it has been recognized that the low Young's modulus of the titanium alloy is particularly advantageous in addition to the characteristics of low specific gravity and high strength.

【0003】ゴルフクラブヘッドのフェースは、ボール
の打撃時に変形するが、このときに永久変形することな
く、元の状態に復元することが可能であれば、フェース
の変形量が大きいほど、ボールの飛距離を伸ばすことが
期待できる。フェースが大きく変形するような素材とし
ては、ヤング率の低い材料が理想的であると考えられ
る。特開平9−187534号公報にフェースが金属性
ガラスで形成されているゴルフクラブヘッドが提案され
ている。金属性ガラス(非晶質金属あるいはアモルファ
ス金属)は、チタン合金よりもさらに強度が高く、か
つ、従来の金属よりも弾性限界が高いことから、この公
報によるゴルフクラブヘッドは、チタン合金を素材とし
たヘッドよりも、ボールを遠くに飛ばすことが期待でき
るものとして注目される。
[0003] The face of a golf club head is deformed when the ball is hit. If the face can be restored to its original state without permanent deformation at this time, the larger the face deformation, the larger the ball deformation. It can be expected to increase the flight distance. It is considered that a material having a low Young's modulus is ideal as a material whose face is greatly deformed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-187534 proposes a golf club head having a face made of metallic glass. Since metallic glass (amorphous metal or amorphous metal) has higher strength than titanium alloy and higher elastic limit than conventional metal, the golf club head according to this publication uses titanium alloy as a material. Attention is paid to the fact that the ball can be expected to fly farther than the head that was hit.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この公報で
は、金属性ガラス生成用の溶融した金属を素早く冷却、
固化することによって、非晶質単相構造の金属組織を得
ることを開示しているだけである。
However, in this publication, the molten metal for producing metallic glass is rapidly cooled,
It merely discloses obtaining a metal structure having an amorphous single-phase structure by solidification.

【0005】本発明は、金属ガラス生成用の合金を素材
とし、非晶質単相とするのではなく、非晶質相と結晶質
相との金属組織を得ることによって、強度の向上をより
一層図ることができ、しかもボールを遠くに飛ばすこと
が期待できるゴルフクラブヘッドおよびその製造方法を
提供することを目的とする。
According to the present invention, strength is improved by obtaining a metal structure of an amorphous phase and a crystalline phase, instead of using an alloy for forming metallic glass as a material and forming an amorphous single phase. It is an object of the present invention to provide a golf club head which can be further improved and can expect a ball to fly far away, and a method of manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のゴルフクラブヘ
ッドは、少なくともフェースの一部が、過冷却液体域を
有し、金属ガラスを生成する組成の合金を素材とし、溶
湯鍛造によって成形された部材から構成され、該部材
が、非晶質相と結晶質相との金属組織からなることを特
徴とする。
A golf club head according to the present invention has at least a part of a face having a supercooled liquid region, is made of an alloy having a composition for producing metallic glass, and is formed by melt forging. It is composed of a member, and the member has a metal structure of an amorphous phase and a crystalline phase.

【0007】また、本発明のゴルフクラブヘッドの製造
方法は、少なくともフェースの一部を構成する部材を、
過冷却液体域を有し、金属ガラスを生成する組成の合金
を素材とし、溶湯鍛造によって成形し、該部材に前記合
金のガラス遷移温度(Tg)±50Kの温度で熱処理を
施すことを特徴とする。
In the method of manufacturing a golf club head according to the present invention, a member constituting at least a part of the face is
An alloy having a supercooled liquid region and producing a metallic glass is used as a material, formed by melt forging, and the member is subjected to a heat treatment at a temperature of glass transition temperature (Tg) of the alloy ± 50K. I do.

【0008】本発明において、ゴルフクラブヘッドは、
少なくともフェースの一部を構成する部材が、過冷却液
体域を有し、金属ガラスを生成する組成の合金を素材と
している。過冷却液体域は、合金の結晶化開始温度(T
x)とガラス遷移温度(Tg)との温度差ΔTx(=T
x−Tg)で表され、この過冷却液体域をもった金属ガ
ラスを生成する組成の合金は、加熱溶解した後、比較的
低速度で冷却しても金属ガラスを生成することができ
る。過冷却液体域をもった金属ガラスを生成する組成の
合金としては、Pd−Ni−Cu−P、Zr−Al−N
i−Cu、Zr−Al−Ni−Cu−Pd、La−Al
−Ni、La−Al−Ni−Cu、Mg−Y−Cu、Z
r−Ti−Ni−Cu−Be、Pr−Fe−Al、Nd
−Fe−Ga系等の合金が例示される。これらの中、過
冷却液体域の温度幅が大きいものほど、過冷却液体域で
出現する高い粘性を利用して容易に加工することが可能
となり、かつ、加工にばらつきがあっても容易に非晶質
相を得ることが可能となる。
In the present invention, the golf club head comprises:
At least a member constituting a part of the face has a supercooled liquid region and is made of an alloy having a composition for generating metallic glass. The supercooled liquid region is the temperature at which the alloy begins to crystallize (T
x) and the glass transition temperature (Tg) ΔTx (= T
(x-Tg), an alloy having a composition that produces a metallic glass having this supercooled liquid region can produce metallic glass even after being heated and melted and then cooled at a relatively low speed. Pd-Ni-Cu-P and Zr-Al-N are alloys having a composition that produces a metallic glass having a supercooled liquid region.
i-Cu, Zr-Al-Ni-Cu-Pd, La-Al
-Ni, La-Al-Ni-Cu, Mg-Y-Cu, Z
r-Ti-Ni-Cu-Be, Pr-Fe-Al, Nd
-Fe-Ga based alloys are exemplified. Of these, the larger the temperature range of the supercooled liquid region, the easier it is to process using the high viscosity that appears in the supercooled liquid region, and the easier it is to dispose even if the processing varies. A crystalline phase can be obtained.

【0009】本発明では、 Zr55Cu30Al10Ni5 Zr55Cu30Al10Ni3Co2 Zr55Cu30Al10Co3Fe2 Zr55Cu30Al10Ni4Pd1 Zr55Cu30Al10Ni4Au1 Zr55Cu15Ni10Al15Ti5 Zr53Cu19Ni13Al10Ti5 Zr60Cu22Al10Au8 Zr60Cu20Al10Pd10 Zr60Cu25Al10Pt5 Zr65Cu12.5Al7.5Ni10Ag5 (数字は原子%)等を好ましく使用することができる。[0009] In the present invention, Zr55Cu30Al10Ni5 Zr55Cu30Al10Ni3Co2 Zr55Cu30Al10Co3Fe2 Zr55Cu30Al10Ni4Pd1 Zr55Cu30Al10Ni4Au1 Zr55Cu15Ni10Al15Ti5 Zr53Cu19Ni13Al10Ti5 Zr60Cu22Al10Au8 Zr60Cu20Al10Pd10 Zr60Cu25Al10Pt5 Zr65Cu12.5Al7.5Ni10Ag5 (numbers atomic%) can be preferably used, and the like.

【0010】過冷却液体域をもった金属ガラスを生成す
る組成の合金を素材とし、少なくともフェースの一部を
構成する部材を成形するため、溶湯鍛造する方法を採用
する。溶湯鍛造は、上下一対の金型内で合金の溶湯を加
圧して拡げ、凝固させるものであればよいが、非晶質相
を得るのに適度な速度で冷却して凝固させる必要があ
る。本発明において、冷却速度は、1〜100K/se
cの範囲で行う。
In order to form a member constituting at least a part of the face by using an alloy having a composition for producing metallic glass having a supercooled liquid region, a method of forging molten metal is employed. The molten metal forging may be any method as long as the molten alloy is pressurized and spread in a pair of upper and lower dies and solidified, but needs to be cooled and solidified at an appropriate speed to obtain an amorphous phase. In the present invention, the cooling rate is 1 to 100 K / sec.
Perform in the range of c.

【0011】ここで、例えば、Arガス等の不活性ガス
雰囲気中において合金を下型上で加熱して溶融すること
ができるが、合金の下型に接触しているところは、常に
冷却されていることから、結晶化を防ぐことが容易では
ない。このために、成形される部材は、非晶質単相の金
属組織とすることが難しく、下型との接触面部、すなわ
ち、部材の表面部が、ほとんど結晶質相のみとなり、脆
くなってゴルフクラブヘッドに利用するには好ましくな
い。ゴルフクラブヘッドに適するのは、下型に接触して
いない合金の溶湯を拡げて凝固させた部分である。この
部分は、結晶質相を含まない非晶質相となっているが、
本発明では、このような非晶質相中に、熱処理等によっ
て非常に微細な結晶質相(ナノ結晶質相)を分散、生成
させて、少なくともフェースの一部に利用することによ
って、さらに高強度化されたゴルフクラブヘッドが得ら
れることを見出した。
Here, for example, the alloy can be heated and melted on a lower mold in an atmosphere of an inert gas such as Ar gas or the like. Therefore, it is not easy to prevent crystallization. For this reason, it is difficult for the member to be formed to have an amorphous single-phase metal structure, and the contact surface portion with the lower mold, that is, the surface portion of the member becomes almost only a crystalline phase, and becomes brittle, resulting in a golf ball. Not good for club heads. A portion suitable for a golf club head is a portion obtained by spreading and solidifying a molten metal of an alloy not in contact with the lower mold. This part is an amorphous phase that does not contain a crystalline phase,
In the present invention, a very fine crystalline phase (nanocrystalline phase) is dispersed and generated in such an amorphous phase by a heat treatment or the like, and is used for at least a part of the face. It has been found that a golf club head with increased strength can be obtained.

【0012】本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法
は、少なくともフェースの一部を構成する部材を溶湯鍛
造により生成し、その後に熱処理することにより製造す
ることができる。熱処理は、Arガス等の不活性ガス雰
囲気中において、成形された部材を素材のガラス遷移温
度(Tg)±50Kの温度に加熱し、1〜100分間、
好ましくは10〜30分間の範囲で保持して行い、1〜
100K/secの範囲で冷却する。素材のガラス遷移
温度(Tg)±50Kの温度で行うのは、結晶化開始温
度(Tx)近傍より高い温度では、非常に速く結晶化が
進んで脆くなり、Tg−50Kより低い温度では、結晶
化に長時間を要し、量産性が悪くなるためである。この
ように熱処理して製造する場合には、部材の全体が、結
晶質相が分散した金属組織となる。また、本発明では、
部材の表面部を高周波焼入れで熱処理することによっ
て、部材の表面部のみに結晶質相を分散、生成させるこ
とも可能である。
The method of manufacturing a golf club head according to the present invention can be manufactured by forming at least a part of the face by melt forging and then performing a heat treatment. In the heat treatment, the formed member is heated to a temperature of a glass transition temperature (Tg) of the material ± 50 K in an inert gas atmosphere such as an Ar gas, and is heated for 1 to 100 minutes.
It is preferably carried out for 10 to 30 minutes.
Cool in the range of 100 K / sec. At a temperature higher than the crystallization start temperature (Tx), crystallization proceeds very quickly, and the material becomes brittle at a temperature higher than the vicinity of the crystallization start temperature (Tx). This is because it takes a long time for the production, and the mass productivity is deteriorated. In the case of manufacturing by heat treatment in this way, the entire member has a metal structure in which a crystalline phase is dispersed. In the present invention,
By heat-treating the surface of the member by induction hardening, the crystalline phase can be dispersed and generated only on the surface of the member.

【0013】[0013]

【実施例】下記の組成である合金を素材とし、ウッドク
ラブヘッドのフェースを溶湯鍛造により成形し、それに
熱処理を施した。フェースを除いたウッドクラブヘッド
の本体部は、ステンレス鋼から精密鋳造により成形した
ものを用い、この本体部にフェースを固着して本実施例
のゴルフクラブヘッドを作製した。使用合金 組成:Zr55Cu30Al10Ni5 結晶化開始温度(Tx):755K ガラス遷移温度(Tg):670K 過冷却液体域(ΔTx):85K 厚さが約2mmのフェースを製造するために、120g
の合金をアーク電圧20V、アーク電流300Aの状態
で、十分にアーク溶解し、5kgf/cm2 の圧力で、
50mm/secの型閉め速度で溶湯鍛造した。その
後、Arガス雰囲気中において、670Kの温度で、3
0分間熱処理を行い、急冷した。
EXAMPLE An alloy having the following composition was used as a material, and a face of a wood club head was formed by melt forging and heat-treated. The body portion of the wood club head excluding the face was formed by precision casting from stainless steel, and the face was fixed to this body portion to produce the golf club head of the present example. Alloy composition used : Zr55Cu30Al10Ni5 Crystallization start temperature (Tx): 755K Glass transition temperature (Tg): 670K Supercooled liquid region (ΔTx): 85K To produce a face with a thickness of about 2 mm, 120 g
In an arc voltage of 20 V and an arc current of 300 A, the alloy is sufficiently arc-melted, and at a pressure of 5 kgf / cm 2 ,
The melt was forged at a mold closing speed of 50 mm / sec. Then, at a temperature of 670 K in an Ar gas atmosphere, 3
Heat treatment was performed for 0 minutes, followed by rapid cooling.

【0014】本実施例で使用した合金の鋳造材、未熱処
理の溶湯鍛造材、および熱処理(670Kの温度で30
分間)を施した溶湯鍛造材の物性を表1に示し、比較し
た。
The cast material of the alloy used in this embodiment, the unheated molten forged material, and the heat treatment (30 ° C at a temperature of 670 K)
Table 1 shows the physical properties of the molten forged material subjected to the above-described processes.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】熱処理を施した溶湯鍛造材は、鋳造材、溶
湯鍛造材(未熱処理)よりも引張り強さが高くなってお
り、高強度であった。
The heat-treated forged material has a higher tensile strength than the cast material and the forged material (not heat-treated), and has a high strength.

【0017】また、本実施例のゴルフクラブヘッドにシ
ャフトを取り付けたウッドクラブ(1W)と、チタン合
金製ヘッドのウッドクラブ(1W)とによる試打結果を
表2に示し、比較した。試打は、スイングロボット装置
を使用して、クラブヘッド速度(Hv)45m/sec
および40m/secでボールを打って行い、初速効
率、打ち出し角度、キャリーおよびディスタンスを測定
した。初速効率は、クラブヘッド速度に対するボールの
打ち出し直後の速度比率である。
Table 2 shows the results of a test hit between a wood club (1 W) having a shaft attached to the golf club head of the present embodiment and a wood club (1 W) made of a titanium alloy head. The test hit was performed using a swing robot device, and the club head speed (Hv) was 45 m / sec.
And the ball was hit at 40 m / sec, and the initial velocity efficiency, launch angle, carry and distance were measured. The initial speed efficiency is a ratio of the speed immediately after the ball is launched to the club head speed.

【0018】[0018]

【表2】 [Table 2]

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、ゴルフクラブヘッド
は、少なくともフェースの一部が高強度であり、かつ、
従来の金属よりも弾性限界が高い非晶質相と結晶質相と
の金属組織であることから、強度に優れ、しかもボール
を遠くに飛ばすことが期待できる。
According to the present invention, at least a part of the face of the golf club head has high strength, and
Since it has a metal structure of an amorphous phase and a crystalline phase having a higher elastic limit than conventional metals, it is expected to have excellent strength and to fly the ball far away.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 克己 香川県大川郡志度町大字志度5412番地 キ ャスコ株式会社内 (72)発明者 野崎 一伸 香川県大川郡志度町大字志度5412番地 キ ャスコ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsumi Yamano Inventor 5412 Shido, Shido-cho, Okawa-gun, Kagawa Prefecture (72) Inventor Kazunobu Nozaki 5412 Shido, Shioji-cho, Okawa-gun, Kagawa Prefecture Casco Co., Ltd. Inside

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくともフェースの一部が、過冷却液体
域を有し、金属ガラスを生成する組成の合金を素材と
し、溶湯鍛造によって成形された部材から構成され、該
部材が、非晶質相と結晶質相との金属組織からなること
を特徴とするゴルフクラブヘッド。
At least a part of the face has a supercooled liquid region, is made of an alloy having a composition for producing metallic glass, and is formed of a member formed by melt forging, and the member is made of an amorphous material. A golf club head comprising a metal structure of a phase and a crystalline phase.
【請求項2】請求項1記載のゴルフクラブヘッドにおい
て、前記部材は、全体または表面部が、非晶質相を母体
とし、結晶質相が前記母体中に分散している金属組織で
あることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. The golf club head according to claim 1, wherein the member has a metal structure in which the whole or surface portion has an amorphous phase as a base and a crystalline phase is dispersed in the base. A golf club head characterized by the following.
【請求項3】少なくともフェースの一部を構成する部材
を、過冷却液体域を有し、金属ガラスを生成する組成の
合金を素材とし、溶湯鍛造によって成形し、該部材に前
記合金のガラス遷移温度(Tg)±50Kの温度で熱処
理を施すことを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方
法。
3. A member constituting at least a part of the face is made of an alloy having a supercooled liquid region and a composition for producing metallic glass, and is formed by molten forging. A method for manufacturing a golf club head, wherein a heat treatment is performed at a temperature (Tg) of ± 50K.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106884444A (en) * 2011-06-09 2017-06-23 住友建机株式会社 Excavator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106884444A (en) * 2011-06-09 2017-06-23 住友建机株式会社 Excavator
CN106884444B (en) * 2011-06-09 2019-08-13 住友建机株式会社 Excavator

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