TWI629123B - Forging method for striking panel sheet and plate-shaped embryo material for forging method - Google Patents

Abstract

一種打擊面板板材之鍛壓方法包括下列步驟：提供一板狀胚材，其中該板狀胚材具有凹部或凸部設計；以及進行一鍛壓步驟，將該板狀胚材鍛壓成形為一板材，其中鍛壓後之該板材的該第一及第二表面皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材之晶粒尺寸小於該板狀胚材之晶粒尺寸。

Description

打擊面板板材之鍛壓方法及用於鍛壓方法之板狀胚材

本發明有關於一種打擊面板板材之鍛壓方法及用於鍛壓方法之板狀胚材，特別是關於一種打擊面板板材之鍛壓方法及用於鍛壓方法之板狀胚材，其中該板狀胚材具有凹部或凸部設計，鍛壓後之板材的材料產生較佳的塑型變形。

按，就高爾夫球桿桿頭而言，影響擊球音、擊球手感及擊球遠近等因素的重要部件之一，不外乎就是與高爾夫球直接接觸的打擊面板。

習知該打擊面板的製作方式一般都以鍛造或沖壓方式製成。一般鍛壓製程用胚材所製成的高爾夫球桿桿頭，雖可提供一定水準的接觸時間、硬度以及擊球時的擊球音、擊球手感等，惟對熱衷於打高爾夫球的愛好者而言，對高爾夫球桿的品質要求越來越高，特別是對打擊面板的製作品質。

有鑑於此，便有需要提供一種板鍛壓製程方法及板鍛壓製程用胚材，來達到打擊面板更佳的製作品質。

本發明的主要目的在於提供一種具有凹部或凸部設計之板狀胚材，使鍛壓後之板材的材料產生較佳的塑型變形。

為達成上述目的，本發明提供一種打擊面板板材之鍛壓方法包括下列步驟：提供一板狀胚材，其中該板狀 胚材具有凹部或凸部設計；以及進行一鍛壓步驟，將該板狀胚材鍛壓成形為一板材，其中鍛壓後之該板材的該第一及第二表面皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材之晶粒尺寸小於該板狀胚材之晶粒尺寸。

本發明之板狀胚材具有凹部或凸部設計，鍛壓後之板材的材料產生較佳的塑型變形，因而可改善晶粒組織，使材料細緻化及均質化，並獲得優良抗疲勞性、韌性及耐衝擊性等機械性質。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。

1‧‧‧板狀胚材

1’‧‧‧板狀胚材

1”‧‧‧板狀胚材

1'''‧‧‧板狀胚材

11‧‧‧第一表面

111‧‧‧第一基準面

112‧‧‧第一凹部

113‧‧‧第一凸部

12‧‧‧第二表面

121‧‧‧第二基準面

122‧‧‧第二凹部

123‧‧‧第二凸部

2‧‧‧板材

2’‧‧‧板材

2”‧‧‧板材

2'''‧‧‧板材

21‧‧‧第一表面

22‧‧‧第二表面

30‧‧‧水切方向

31‧‧‧左半部區域

32‧‧‧右半部區域

D1‧‧‧第一深度

D2‧‧‧第二深度

P1‧‧‧第一高度

P2‧‧‧第二高度

T1‧‧‧厚度

T2‧‧‧厚度

S101~S104‧‧‧步驟

圖1為本發明之一實施例之打擊面板板材之鍛壓方法流程圖。

圖2為本發明之第一實施例之用於鍛壓方法之板狀胚材之剖面示意圖。

圖3為本發明之第一實施例之用於鍛壓方法之板狀胚材之立體示意圖。

圖4本發明之其他實施例之用於鍛壓方法之板狀胚材之平面示意圖。

圖5為本發明之第一實施例之板狀胚材鍛壓成形為一板材之剖面示意圖。

圖6為本發明之第一實施例之經過鍛壓及電腦數值控制(CNC)加工後之板材的照片。

圖7為本發明之第一實施例之經過鍛壓、電腦數值控制(CNC)、研磨及腐蝕後之板材的照片。

圖8為本發明之第一實施例之鍛壓後之板材的晶粒結構分佈圖。

圖9為本發明之第一實施例之鍛壓前之板狀胚材與鍛壓後之板材的晶粒尺寸比較圖。

圖10為本發明之第二實施例之板狀胚材鍛壓成形為一板材之剖面示意圖。

圖11為本發明之第三實施例之板狀胚材鍛壓成形為一板材之剖面示意圖。

圖12為本發明之第四實施例之板狀胚材鍛壓成形為一板材之剖面示意圖。

圖1為本發明之一實施例之打擊面板板材之鍛壓方法流程圖。參考圖1，該打擊面板板材之鍛壓方法，包括下列步驟：步驟S101：提供一板狀胚材，其中該板狀胚材具有凹部或凸部設計；步驟S102：進行一前處理步驟，將該板狀胚材加熱；步驟S103：進行一鍛壓步驟，將該板狀胚材鍛壓成形為一板材，其中鍛壓後之該板材的該第一及第二表面皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材之晶粒尺寸小於該板狀胚材之晶粒尺寸；以及，步驟S104：進行一後處理步驟，將該板材進行機械加工，以形成一打擊面板。詳細說明如後：

在步驟S101中，提供一板狀胚材。該板狀胚材之材質可選自鈦合金、鐵系及不鏽鋼系之其中一種，該鈦合金係選自Ti-6Al-4V(Ti64)鈦合金或Ti-5Al-1Sn-1Cr-1Fe(Ti5N)鈦合金之其中一種，其亦可選自其它鈦合金，例如，SP700鈦合金及Ti-811鈦合金或其它習用之鈦合金。該板狀胚材可為橢圓形或圓形的板狀胚材。

參考圖2，該板狀胚材可為本發明之第一實施例之用於鍛壓方法之板狀胚材1。該板狀胚材1包括一第一表面11及相對於該第一表面11之第二表面12，亦即該第一及第二表面11、12為該板狀胚材1之上下表面。該第一表面11包括一第一基準面111及一第一凹部112。該第一凹部112相 對該第一基準面111而具有一第一深度D1，且該第一凹部112均勻分佈於該第一表面11。該第二表面12包括一第二基準面121及一第二凹部122。該第二凹部122相對該第二基準面121而具有一第二深度D2，且該第二凹部122均勻分佈於該第二表面12。參考圖3，在本實施例中，該第一及第二凹部112、122以多個同心環之圖形，而分別均勻分佈於該第一及第二表面11、12。參考圖4，在其他實施例中，該第一及第二凹部112、122以棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀之圖形，而分別均勻分佈於該第一及第二表面11、12。

該第一及第二凹部112、122之同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀圖形可藉由一機械加工製成而形成。舉例，對該板狀胚材1進行電腦數值控制(Computer Numerical Control,CNC)加工，使該板狀胚材1之上下表面皆具有多個同心的環形凹槽(亦即該第一及第二凹部112、122)。在本實施例中，該板狀胚材1之材質可選自Ti5N鈦合金，該板狀胚材1之厚度T1可為4.2mm，其中該第一及第二凹部112、122之深度D1、D2可為1.5mm。

在步驟S102中，提供一前處理步驟，將該板狀胚材1加熱。舉例，提供一模具(圖未示)，將該模具加熱至300~500℃，並將該板狀胚材1經過800~900℃烘烤3~15分鐘後放置於該模具上。

在步驟S103中，進行一鍛壓步驟，將該板狀胚材1鍛壓成形為一板材2，如圖5所示。舉例，利用300~600噸的力鍛壓該板狀胚材1持續5~15秒鐘，鍛壓後該板材2的厚度T2變成3.9mm。鍛壓後之該板材2的第一及第二表面21、22皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材2之晶粒尺寸小於該板狀胚材1之晶粒尺寸。

在步驟S104中，提供一後處理步驟，將該板材2進行機械加工，以形成一打擊面板。舉例，鍛壓後之該板材 2再藉由電腦數值控制(CNC)加工，使該板材2之厚度T2為2.7mm，完成後該板材2的上下表面(亦即該第一及第二表面21、22)仍可以觀察到輕微的多個同心的環形凹槽痕跡，如圖6所示。再舉例，該板材2之電腦數值控制(CNC)加工後，將該板材2之上下表面進行研磨以及腐蝕處理，可觀察到更明顯的多個同心的環形凹槽痕跡，如圖7所示。

圖8為本發明第一實施例之鍛壓後之板材的晶粒結構分佈圖，其顯示該板材2沿水切方向30之剖面的晶粒結構分佈隨著該第一及第二凹部112、122的分佈位置而有疏密的區別，若在該第一及第二凹部112、122位置附近的晶粒結構，則分佈較疏；而若不在該第一及第二凹部112、122位置附近的晶粒結構，則分佈較密。圖9為本發明第一實施例之鍛壓前之板狀胚材與鍛壓後之板材的晶粒尺寸比較圖，其顯示鍛壓前之板狀胚材的晶粒尺寸為13.4μm(圖9之左半部區域31)，且鍛壓後之板材的晶粒尺寸為10.3μm(圖9之右半部區域32)，因此鍛壓後板材之晶粒尺寸確實較小且較為細緻。

值得注意是，有凹部設計之鍛壓後之板材作成高爾夫球桿桿頭之打擊面板的砲擊數為7223次，遠高於無凹部設計之鍛壓後之板材所作成高爾夫球桿桿頭之打擊面板的砲擊數4963次，這表示本發明經過鍛壓後之板材所作成高爾夫球桿桿頭之打擊面板有更佳的耐疲勞性。

本發明之板狀胚材具有凹部設計，鍛壓後之板材的材料產生較佳的塑型變形，因而可改善晶粒組織，使材料細緻化及均質化，並獲得優良抗疲勞性、韌性及耐衝擊性等機械性質。

參考圖10，該板狀胚材亦可為本發明之第二實施例之用於鍛壓方法之板狀胚材1’。該板狀胚材1’包括一第一表面11及相對於該第一表面11之第二表面12。該第一表面11包括一第一基準面111及一第一凸部113。該第一凸部113相對該第一基準面111而具有一第一高度P1，且該第一凸部113均勻分佈於該第一表面11。該第二表面12包括一第二基準面121及一第二凸部123。該第二凸部123相對該第二基準面121而具有一第二高度P2，且該第二凸部123均勻分佈於該第二表面12。該第一及第二凸部113、123以多個同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀之圖形，而分別均勻分佈於該第一及第二表面11、12。

在進行一鍛壓步驟時，將該板狀胚材1’鍛壓成形為一板材2’。同樣地，鍛壓後之該板材2’的第一及第二表面21、22皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材2’之晶粒尺寸小於該板狀胚材1’之晶粒尺寸。本發明之板狀胚材具有凸部設計，鍛壓後之板材的材料產生較佳的塑型變形，因而可改善晶粒組織，使材料細緻化及均質化，並獲得優良抗疲勞性、韌性及耐衝擊性等機械性質。

參考圖11，該板狀胚材亦可為本發明之第三實施例之用於鍛壓方法之板狀胚材1”。該板狀胚材1”包括一第 一表面11及相對於該第一表面11之第二表面12。該第一表面11包括一第一基準面111及一第一凹部112。該第一凹部112相對該第一基準面111而具有一第一深度D1，且該第一凹部112均勻分佈於該第一表面11。該第一凹部112以多個同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀之圖形，而分別均勻分佈於該第一表面11。

在進行一鍛壓步驟時，將該板狀胚材1”鍛壓成形為一板材2”。同樣地，鍛壓後之該板材2”的第一及第二表面21、22皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材2”之晶粒尺寸小於該板狀胚材1”之晶粒尺寸。本發明之板狀胚材具有凹部設計，鍛壓後之板材的材料產生較佳的塑型變形，因而可改善晶粒組織，使材料細緻化及均質化，並獲得優良抗疲勞性、韌性及耐衝擊性等機械性質。

參考圖12，該板狀胚材亦可為本發明之第四實施例之用於鍛壓方法之板狀胚材1'''。該板狀胚材1'''包括一第一表面11及相對於該第一表面11之第二表面12。該第一表面11包括一第一基準面111及一第一凸部113。該第一凸部113相對該第一基準面111而具有一第一高度P1，且該第一凸部113均勻分佈於該第一表面11。該第一凸部113以多個同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀之圖形，而分別均勻分佈於該第一表面11。

在進行一鍛壓步驟時，將該板狀胚材1'''鍛壓成形為一板材2'''。同樣地，鍛壓後之該板材2'''的第一及第二表面21、22皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材2'''之晶粒尺寸小於該板狀胚材1'''之晶粒尺寸。本發明之板狀胚材具有凸部設計，鍛壓後之板材的材料產生較佳的塑型變形，因而可改善晶粒組織，使材料細緻化及均質化，並獲得優良抗疲勞性、韌性及耐衝擊性等機械性質。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採 用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

Claims (10)

1. 一種打擊面板板材之鍛壓方法，包括下列步驟：提供一板狀胚材，其中該板狀胚材之表面具有凹部或凸部設計；進行一前處理步驟，將該板狀胚材加熱；以及進行一鍛壓步驟，將該板狀胚材鍛壓成形為一板材，其中鍛壓後之該板材的該第一及第二表面皆為具有鍛壓流紋之平坦表面，且該板材之晶粒尺寸小於該板狀胚材之晶粒尺寸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之打擊面板板材之鍛壓方法，更包括下列步驟；進行一後處理步驟，將該板材進行機械加工，以形成一打擊面板。
3. 一種如申請專利範圍第1項所述之打擊面板板材之鍛壓方法所適用的板狀胚材，包括：一第一表面，包括一第一基準面及一第一凹部，其中該第一凹部相對該第一基準面而具有一第一深度，且該第一凹部均勻分佈於該第一表面；以及一第二表面，相對於該第一表面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之板狀胚材，其中該第二表面包括一第二基準面及一第二凹部，其中該第二凹部相對該第二基準面而具有一第二深度，且該第二凹部均勻分佈於該第二表面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之板狀胚材，其中該第一及第二凹部以多個同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀圖形，而分別均勻分佈於該第一及第二表面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之用於鍛壓方法之板狀胚材，其中該第一及第二凹部之同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀圖形藉由一機械加工製程而形成。
7. 一種如申請專利範圍第1項所述之打擊面板板材之鍛壓方法所適用的板狀胚材，包括：一第一表面，包括一第一基準面及一第一凸部，其中該第一凸部相對該第一基準面而具有一第一高度，且該第一凸部均勻分佈於該第一表面；以及一第二表面，相對於該第一表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之板狀胚材，其中該第二表面包括一第二基準面及一第二凸部，其中該第二凸部相對該第二基準面而具有一第二高度，且該第二凸部均勻分佈於該第二表面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之板狀胚材，其中該第一及第二凸部以多個同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀圖形，而分別均勻分佈於該第一及第二表面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之板狀胚材，其中該第一及第二凸部之同心環、棋盤狀、旋渦狀或迷宮狀圖形藉由一機械加工製程而形成。