TW200940126A - Composed alloy of iron golf club head - Google Patents

Description

200940126 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種Μ成合金’特別是指一種高 爾夫球鐵桿頭之組成合金。 【先前技術】

高爾夫球運動因其球場環境大自然化，且運動量 和緩；料，又是強調自我挑戰的球類運動，其運動 年齡層可從5〜6歲至80〜90歲，而為多數人喜愛的運 動之一’該高爾夫球運動所使用的球具概包括有木桿 、鐵桿、起球桿、沙坑桿、推桿等等，各型式的球桿 各有其特定的功用及使用的場所。 在前述眾多型式的高爾夫球桿中，鐵桿主要係用 以將球擊至目標點的球具，其擊球時的特徵為球飛行 距離較木桿稍短，但可將球打的較高，且方向容易掌 握’為南爾夫球運動中常有的球桿。 習知用於製作高爾夫球鐵桿頭之組成合金，例如 我國公告第524703號「應用於製作高爾夫鐵桿頭之合 金材料」專利案，是揭露一種包含218wt%〜24 8糾％ 的鉻、7.8wt% 〜8.8wt% 的鎳、〇.03wt% 〜〇 12wt% 的氮 與碳，及用以平衡且含量不為〇的鐵的合金材料。 但是’由於該種鐵桿頭之鎳含量偏高，而在合金 材料的領域中，添加鎳元素之主要目的是使該合金材 料容易塑型（延展性高），因此，在一合金材料中，過高 之鎳含量會導致整體強度的不足（尤其是在抗拉強度上） 5 200940126 V ' ’進而導致鐵桿頭成品容易變形等缺點。 【發明内容】 因此’本發明之目的，即在提供一種抗拉強度高 ’維持其延展性的高爾夫球鐵桿頭之組成合金。 ^ 本發明南爾夫球鐵桿頭之組成合金，包含 21’5wt% 〜24.5wt% 的鉻、4.45wt% 〜6.05wt% 的鎳、 〇’17Wt/° 〜0.23wt% 的氮、1.5wt% 〜3.5wt% 的銅、不大 於〇.〇6wt%且含量不為0的碳，及用以平衡且含量不 為〇的鐵。 本發明之功效在於’利用減少該組成合金中鎳的 3量並利用鋼來代替減少之鎳成分，以降低鎳所造成 的塑型性（延展性），使該組成合金之整體強度更佳，進 而使由該組成合金所製造的高爾夫球鐵桿頭更不易因 擊球時與高爾夫球之強力撞擊而變形，且本發明不需 經過熱處理即可擁有較習知合金更高的強度，有助於 整體製程效率的提昇。 〇 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效 ，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明 中，將可清楚的呈現。 本發明高爾夫球鐵桿頭之組成合金之較佳實施例 ，包含 21.5wt% 〜24.5wt% 的鉻、4.45wt% 〜6,05wt% 的 錄、0.17wt% ~0.23wt% 的氮、1 5wt% 〜3.5wt% 的銅、 不大於0.06wt%且含量不為〇的碳、不大於1 〇wt%且 6 200940126

含量不為〇的矽、不大於_且含量不為〇的錳 以及用以平衡且含量不為〇的鐵。 絡添加於合金材料中，不僅可增加合金材料的腐 钱及1抗性，且可提升合金材料硬化能及高溫強度 ，尤其是對於高碳鋼之耐磨耗性更有顯著之效果。而 鉻基本上為Bcc肥粒鐵穩定相，當鉻含量低於η⑽ /〇將使該合金材料所作之鐵桿頭肥粒鐵相不足，使 強度低於本發明設計之範疇；當鉻含量大於24.5wt% 時，將使肥粒鐵相過多，使延伸率低於預期目標，故 為使合金材料於生產過程中，容易控制（沃斯田鐵基地 +6〜17%顆粒狀散佈肥粒鐵）之顯微結構，而展現較佳之 尚爾夫球鐵桿頭性能，故需嚴格限制鉻含量在21.5wt %〜24.5wt%之間。在本實施例中，鉻的含量為22 26 wt% 。 錄添加於合金材料中，不僅可增加合金材料的腐 钱及氧化抗性，且穩定合金材料之FCC沃斯田鐵相。 當錄含量低於4.45wt% ，將使該合金材料所作之鐵桿 頭沃斯田鐵相較不穩定，相對的肥粒鐵相會過多，而 使延伸率低於預期目標；當鎳含量大於6.05wt%時， 雖使沃斯田鐵穩定，相對肥粒鐵相會不足，而使其強 度低於本發明設計範圍，故為使合金材料於生產過程 中’各易控制（沃斯田鐵基地+6〜17%顆粒狀散佈肥粒鐵 )之顯微結構’而展現較佳之高爾夫球鐵桿頭性能，故 需嚴格限制錄含量在4.45wt%〜6.05wt%之間。在本實 7 200940126 • . ， 施例中，鎳的含量為5.46 wt% 。 碳”氮元素基本上為一般鋼鐵材料不可缺的元素 ，除為碳化物或氮化物外，亦是沃斯田鐵穩定相所需 的凡素，隨者碳氮含量增加，肥粒鐵減少而沃斯田鐵 愈穩定，惟碳氮含量過高時，將不利合金材料的㈣ 性，因此，本發明若能控制或添加0.22 Wt%〜〇.28 wt %之碳+氮’在預期性f料内，將有助㈣姓性盘 沃斯田鐵相穩定。在本實施例中，碳的含量為〇 〇4糾 © % ，氮的含量為0.19 wt% 。 矽在合金材料内有防止氣孔形成，增進收縮作用 及增加鋼液流動性等特點，惟矽含量大於1〇 wt%時， 不利於延伸率。因此，在本發明之合金材料中添加不 大於1.0 wt%之矽，將有助於鑄件原料之製程。在本實 施例中，矽的含量為〇.56wt% 。 錳通常是與鐵共存，由於錳易與硫結合，可消除 硫對合金材造成熱脆性之有害影響，且錳能去除合金 ® 材料中的氧化物；此外，錳會使FCC結構之沃斯田鐵 穩定，因此，在本發明之合金材料中添加不大於i 〇 wt %之锰’在預期性質範躊内’將有助於消除熱脆性及 鑄造性之改善。在本實施例中，錳的含量為〇 37wt% 〇 另外，在本實施例中，鎳元素之含量相較於習知 要少’其目的在於減少鎳元素對整體合金之延伸度的 強化，以在合理之成品延伸度範圍内（未加熱狀況下 8 200940126 可調角+5度〜_5度）得到一強度較高之合金成品，而取 代減少之錄元素的銅元素之含量是控制在1.5wt% 〜3.5wt%之間，當銅含量小於1.5 wt% ’則會致使合金 成品整體的強度不足，而當銅含量大於3.5wt%時，則 會因為銅元素自身之抗銹蝕特性較差而會影響合金成 品之抗銹蝕度，因此需將銅元素之含量控制於l.5wt% 〜3.5wt%之間’在本實施例中，銅元素之含量為2.38 wt% 。 以本發明的組成合金進行高爾夫球鐵桿頭的製作 時’是先利用鑄造熔煉技術，再以蠟模沾上耐火泥漿 後進行淋砂作業，重複沾漿與淋砂作業多次，經風乾 後即可完成製作砂模，再將本發明的組成合金熔融液 ’洗（灌）注於砂模中，待合金熔融液冷卻後取出並 進行表面處理，即完成高爾夫球鐵桿頭的製作。 如圖1所示，即為本實施例高爾夫球鐵桿頭之組 成合金在鑄件狀態的金相組織圖。 由圖2之比較表，將本發明之組成合金與習知合 金材料的相比較可知，由本發明較佳實施例之組成合 金所製作之_高爾夫球鐵桿頭，在抗拉強度及降伏強度 的表現上均較習知合金優異，尤其是抗拉強度高出習 知合金（我國公告第524703號專利案所揭露之合金）至 少10。/。以上，因此較不易因擊球時與高爾夫球的大力 撞擊而造成變形’在整體強度上是優於習知合金所製 成的鐵桿頭。此外’本發明之組成合金並不需要經過 200940126 之雙相合金鋼較高 縮短製造所需花費 對產能及經濟效益 熱處理即可具有比習知需要熱處理 的強度，進而有助於製程的簡化並 的時間’進而提昇整體製程效率， 上有著相當大的優勢。 如圖3所示’即就不鏽鋼相關合金成分與結構範 圍，以及本發明成分範圍有進一步顯*，至於圖3中 貝示之沃斯田鐵系 '肥粒鐵系、肥粒鐵沃斯田鐵系

麻田政鐵系，及麻田散鐵—沃斯田鐵系等不鑛鋼合 金應為所屬領域中具有通常知識者所熟知的，在此即 不加以贅述。 歸納上述’本發明《高爾夫球鐵桿頭之組成合金 ，是透過〜24.5wt%的絡、4.45謂〜6 的鎳、〇-17wt%〜〇.23wt%的氮、〜3 _的銅 、不大於〇.〇6wt%且含量不為〇的碳、不大於〗〇塌 且含量不為0的矽、不大於l.〇wt%且含量不為〇的錳 以及用以平衡且含量不為〇的鐵的組成成份藉由 利用銅元素代替部分之鎳元素，以降低鎳所造成的塑 型性（延展性）’使該組成合金之整體強度更佳，進而使 由該組成合金所製造的高爾夫球鐵桿頭更不易因擊球 時與高爾<球之強力撞擊而變形。故確實能達到本發 明之目的。 "淮以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已， 當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明 申凊專利範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化 10 200940126 ' 與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一金相圖，說明本發明高爾夫球鐵桿頭之 組成合金之較佳實施例在鑄件狀態時的金相組織圖（倍 率 400X); 圖2是一比較表，說明本發明之較佳實施例與習 知合金的比較；及 圖3是一實施例範圍圖，說明鐵錄鉻不鏽鋼合金 © 系列基本結構圖與本發明之較佳實施例的範圍。 φ 11

Claims (1)

1. 200940126 十、申請專利範团： 1. 一種高爾夫球鐵桿頭之組成合金，包含： 21.5wt% ~24.5wt% 的絡、4.45wt% ~6.05wt% 的錄、 0.17wt% 〜0.23wt% 的氮、1.5wt% 〜3.5wt% 的銅、不大於 0.06wt%且含量不為0的碳，及用以平衡且含量不為0 的鐵。 2. 依據申請專利範圍第1項所述之高爾夫球鐵桿頭之組成 合金，更包含不大於1 .〇wt%且含量不為0的矽。 ® 3.依據申請專利範圍第1項所述之高爾夫球鐵桿頭之組成 合金，更包含不大於1 .〇wt%且含量不為0的錳。 4.依據申請專利範圍第1項所述之高爾夫球鐵桿頭之組成 合金，更包含不大於l.Owt%且含量不為0的矽，以及不 大於1 .Owt%且含量不為0的猛。

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