TW201932165A - 高爾夫球桿頭合金及以該合金製造高爾夫球桿頭的方法 - Google Patents

Abstract

一種高爾夫球桿頭合金，用以解決習用高爾夫球桿頭合金搭配真空離心澆鑄法製造高爾夫球桿頭時，高爾夫球桿頭的成形率不佳的問題。該高爾夫球桿頭合金包含：以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質；且該高爾夫球桿頭合金於1520~1710℃之溫度下具有固液共存區，該高爾夫球桿頭合金的潛熱小於350J/g。

Description

高爾夫球桿頭合金及以該合金製造高爾夫球桿頭的方法

本發明係關於一種合金，尤其是一種高爾夫球桿頭合金，本發明另關於一種以前述高爾夫球桿頭合金製造高爾夫球桿頭的方法。

一般而言，為了符合使用者對於高爾夫球桿頭之輕量的需求，工者可以使用鈦合金來製造高爾夫球桿頭，舉例而言，習用高爾夫球桿頭合金包含以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.4%以下之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質，然而，由於該習用高爾夫球桿頭合金的流動性不佳，在搭配真空離心澆鑄法製造高爾夫球桿頭時，高爾夫球桿頭的成形率無法達到預期，因此仍須提供一種高爾夫球桿頭合金，以及以該高爾夫球桿頭合金製造高爾夫球桿頭的方法，以解決上述的問題。

為解決前述問題，本發明的目的遂提供一種高爾夫球桿頭合金，係具有良好的流動性者。

本發明的另一目的係提供一種高爾夫球桿頭的製造方法，係使用前述高爾夫球桿頭合金，並具有良好的高爾夫球桿頭的成形率者。

本發明之高爾夫球桿頭合金，係包含：以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~ 0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質；且該高爾夫球桿頭合金於1520~1710℃之溫度下具有固液共存區，該高爾夫球桿頭合金的潛熱小於350J/g。如此，藉由本發明之高爾夫球桿頭合金的組成配比，使該高爾夫球桿頭合金具有良好的流動性及良好的保溫效果，為本發明之功效。

本發明之高爾夫球桿頭合金，其中，該高爾夫球桿頭合金包含以重量百分比計為0.08~0.2%之鐵；如此，可以使該高爾夫球桿頭合金具有較佳的流動性及較佳的保溫效果。

本發明之高爾夫球桿頭的製造方法，係包含：於真空度小於0.3mbar之真空環境下，使一金屬錠熱熔融成一熔融金屬液，該熔融金屬液包含以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質，該熔融金屬液於1520~1710℃之溫度下具有固液共存區，該熔融金屬液的潛熱小於350J/g；提供一殼模，該殼模的內部具有一模穴；使該殼模之溫度達700~1100℃，並以一驅動件帶動該殼模轉動，該殼模之轉速大於200rpm；使該熔融金屬液填滿旋轉中之殼模的模穴；減緩該殼模的轉速至停止，並取下澆鑄完成的殼模，以取得一高爾夫球桿頭鑄件；如此，藉由如前述之高爾夫球桿頭合金所具有之良好的流動性及良好的保溫效果等特性，不容易因為該熔融金屬液與該殼模之間的熱交換作用，而導致該熔融金屬液的溫度下降，可以防止該熔融金屬液在尚未填滿該殼模的模穴前，即發生凝固或液相黏度上升而導致無法流動的狀況，可以達成提升高爾夫球桿頭的成形率之功效。

本發明之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，使該殼膜之溫度達750~950℃後，續使該熔融金屬液填滿該殼模的模穴；如此，可以減少填滿於該模穴的熔融金屬液與該殼模之間的熱交換作用，使該熔融金屬液不致於過快冷卻，不僅可以提升高爾夫球桿頭的成形率，也可以提升該高 爾夫球桿頭的品質。

本發明之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，於真空度介於0.15~0.25mbar之真空環境下，使該金屬錠熱熔融成該熔融金屬液；如此，可以防止該高爾夫球桿頭合金於高溫下與氧氣發生反應，進而可以提升高爾夫球桿頭的品質。

本發明之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，該高爾夫球桿頭鑄件的抗拉強度為135~145ksi；如此，使該高爾夫球桿頭具有良好的機械性質。

本發明之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，該高爾夫球桿頭鑄件的頂部或底部為不等厚度；如此，不僅有助於鑄件成型率之提升，亦可以強化球頭結構進而增加擊球距離。

本發明之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，於該高爾夫球桿頭鑄件的頂部的部分厚度為0.4~0.65mm；如此，可以減少頂部重量，增加底部重量，以降低球頭重心。

1‧‧‧真空爐

2‧‧‧殼模

21‧‧‧模穴

3‧‧‧坩堝

4‧‧‧驅動件

第1圖：本發明之高爾夫球桿頭的製造方法之示意圖(一)。

第2圖：本發明之高爾夫球桿頭的製造方法之示意圖(二)。

第3圖：本發明之高爾夫球桿頭合金於不同溫度下的液相黏度變化。

第4圖：本發明之高爾夫球桿頭合金於不同溫度下的潛熱變化。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明之高爾夫球桿頭合金係可以包含：以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~ 0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質，較佳可以包含以重量百分比計為0.08~0.2%之鐵；如上述之高爾夫球桿頭合金於1520~1710℃之溫度下具有固液共存區，該高爾夫球桿頭合金的潛熱小於350J/g，藉由調整該高爾夫球桿頭合金的組成配比，可以使該高爾夫球桿頭合金具有良好的流動性及良好的保溫效果。

如此，工者即可以利用前述之高爾夫球桿頭合金，搭配真空澆鑄法製造獲得高爾夫球桿頭，並藉由該高爾夫球桿頭合金所具有之良好的流動性及良好的保溫效果等特性，進而可提升高爾夫球桿頭的成形率。

詳而言之，本發明之高爾夫球桿頭的製造方法係可以搭配使用如第1圖所示之一真空澆鑄裝置，係包含一真空爐1、一殼模2及一坩堝3，該殼模2的內部具有至少一模穴21，各該模穴21的型態可以依據所欲成形之高爾夫球桿頭所設計，該高爾夫球桿頭可以為鐵桿頭亦可以為木桿頭，於此不加以限制。

工者可以將該坩堝3設置於該真空爐1中，並於該坩堝3中置入一金屬錠。接著，使該真空爐1中的真空度小於0.3mbar後，使該金屬錠熱熔融成一熔融金屬液備用，該熔融金屬液的組成配比與本發明之高爾夫球桿頭合金相符(即，包含以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質)，該熔融金屬液於1520~1710℃之溫度下具有固液共存區，該熔融金屬液的潛熱小於350J/g。於本實施例中，該真空爐1中的真空度介於0.15~0.25mbar之間，如此可以防止該高爾夫球桿頭合金於高溫下與氧氣發生反應，進而可以提升高爾夫球桿頭的品質。

工者另可以對該殼模2進行加熱，使該殼模2之溫度達700~1100℃，並以一驅動件4帶動該殼模2轉動(轉速大於200rpm)後，如第2圖所示，使該坩堝3傾倒，其中的熔融金屬液即可以填滿旋轉中之殼 模2的模穴21。於本實施例中，係使該殼膜2之溫度達750~950℃後，才使該熔融金屬液填滿該殼模2的模穴21，如此可以減少填滿於該模穴的熔融金屬液與該殼模之間的熱交換作用，使該熔融金屬液不致於過快冷卻，不僅可以提升高爾夫球桿頭的成形率，也可以提升獲得之高爾夫球桿頭的品質。

於澆鑄完成後，工者即可以減緩該殼模2的轉速至停止，並取下澆鑄完成的殼模2，續破壞該殼模2以取得一高爾夫球桿頭鑄件，該高爾夫球桿頭鑄件可以再經由進一步加工而製造獲得一高爾夫球桿頭。於本實施例中，由於該熔融金屬液的組成配比與本發明之高爾夫球桿頭合金相符，使獲得之高爾夫球桿頭鑄件的抗拉強度為135~145ksi，進而能夠使製造獲得之高爾夫球桿頭具有良好的機械性質。

值得注意的是，該高爾夫球桿頭鑄件的頂部或底部可以選擇為不等厚度，如此不僅有助於鑄件成型率之提升，亦可以強化球頭結構進而增加擊球距離；或者，該高爾夫球桿頭鑄件的頂部的部分厚度可以選擇為0.4~0.65mm，如此可以減少頂部重量，增加底部重量，以降低球頭重心。

為證實本發明之高爾夫球桿頭合金確實具有良好的流動性及良好的保溫效果等特性，遂量測如第1表所示之高爾夫球桿頭合金的液相黏度及潛熱。

請參照第3圖所示，第A1組之高爾夫球桿頭合金於1520~1708℃存在固液共存區，且液相黏度介於2.65~4.22mPa‧s之間，均大於第A2組之高爾夫球桿頭合金的固液共存區(介於1555~1710.35℃之間)及液相黏度(介於2.85~3.98mPa‧s之間)，且第A1組之高爾夫球桿頭合金於高溫(~1700℃)下之液相黏度較低，顯示第A1組之高爾夫球桿頭合金的流動性較佳，因而可以提高後續的成形率(第A1組之高爾夫球桿頭合金的成形率為90%，高於第A2組之高爾夫球桿頭合金的成形率82%)。而第A0組之高爾夫球桿頭合金(即，習用高爾夫球桿頭合金)之液相黏度介於3.05~5.20mPa‧s之間，其成形率僅為70%。

續請參照第4圖所示，第A1組之高爾夫球桿頭合金的潛熱曲線積分面積大於第A2組之高爾夫球桿頭合金的潛熱曲線積分面積，顯示第A1組之高爾夫球桿頭合金於凝固的過程中所釋放的總熱量較多，使該高爾夫球桿頭合金的保溫效果較佳，因而在搭配真空澆鑄法製造獲得高爾夫球桿頭的過程中，不容易因為該熔融金屬液與該殼模2之間的熱交換作用，導致該熔融金屬液的溫度下降，使該熔融金屬液在尚未填滿該殼模2的模穴21，即發生凝固或液相黏度上升而導致無法流動的狀況，而可以提高後續的成形率。

綜合上述，藉由本發明之高爾夫球桿頭合金包含以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質，使該高爾夫球桿頭合金具有良好的流動性及良好的保溫效果，為本發明之功效。

再者，藉由如前述之高爾夫球桿頭合金所具有之良好的流動 性及良好的保溫效果等特性，本發明之高爾夫球桿頭的製造方法中，不容易因為該熔融金屬液與該殼模之間的熱交換作用而導致該熔融金屬液的溫度下降，可以防止該熔融金屬液在尚未填滿該殼模的模穴前，即發生凝固或液相黏度上升而導致無法流動的狀況，可以達成提升高爾夫球桿頭的成形率之功效。

Claims (8)

1. 一種高爾夫球桿頭合金，係包含：以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質；且該高爾夫球桿頭合金於1520~1710℃之溫度下具有固液共存區，該高爾夫球桿頭合金的潛熱小於350J/g。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭合金，其中，該高爾夫球桿頭合金包含以重量百分比計為0.08~0.2%之鐵。
3. 一種高爾夫球桿頭的製造方法，係包含：於真空度小於0.3mbar之真空環境下，使一金屬錠熱熔融成一熔融金屬液，該熔融金屬液包含以重量百分比計為5.5~6.75%之鋁、3.5~4.5%之釩、1~2%之鉻、0.05~0.15%之矽、0.05~0.3%之鐵，其餘比例為鈦及不可避免之雜質，該熔融金屬液於1520~1710℃之溫度下具有固液共存區，該熔融金屬液的潛熱小於350J/g；提供一殼模，該殼模的內部具有一模穴；使該殼模之溫度達700~1100℃，並以一驅動件帶動該殼模轉動，該殼模之轉速大於200rpm；使該熔融金屬液填滿旋轉中之殼模的模穴；減緩該殼模的轉速至停止，並取下澆鑄完成的殼模，以取得一高爾夫球桿頭鑄件。
4. 如申請專利範圍第3項所述之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，使該殼膜之溫度達750~950℃後，續使該熔融金屬液填滿該殼模的模穴。
5. 如申請專利範圍第3項所述之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，於真空度介於0.15~0.25mbar之真空環境下，使該金屬錠熱熔融成該熔融金屬液。
6. 如申請專利範圍第3項所述之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，該高爾夫球桿頭鑄件的抗拉強度為135~145ksi。
7. 如申請專利範圍第3項所述之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，該高爾夫球桿頭鑄件的頂部或底部為不等厚度。
8. 如申請專利範圍第3項所述之高爾夫球桿頭的製造方法，其中，該高爾夫球桿頭鑄件的頂部的部分厚度為0.4~0.65mm。