TWI726380B

TWI726380B - 高爾夫球桿頭鑄造法

Info

Publication number: TWI726380B
Application number: TW108128098A
Authority: TW
Inventors: 吳思穎; 李壬富; 陳泰富
Original assignee: 復盛應用科技股份有限公司
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2021-05-01
Also published as: TW202010552A; CN110871266A; CN110871266B

Abstract

一種高爾夫球桿頭鑄造法，用以解決習知鑄造方法之球頭成形率不佳的問題。係包含：成型一殼模，該殼模包含一主澆道，該主澆道連接至少一成型單元，該成型單元具有連接該主澆道的一連接流道，該連接流道藉由一桿頭入澆道連接一桿頭模穴，該桿頭模穴具有一桿面成型部，該桿面成型部的平行線係與該連接流道的一軸線形成一夾角，該夾角為35°～80°，該桿頭模穴連接一桿頭排氣道的一入氣端，該入氣端與該連接流道之軸線具有一最大垂直距離，且該桿頭排氣道之一排氣端朝該主澆道的方向延伸，並超出該桿頭模穴的範圍；驅動該殼模以該主澆道為中心，以400～600rpm的轉速離心1～15秒以進行熔融金屬原料的充填；及以5～10秒內降速至200～300rpm的轉速進行離心30～180秒以使該熔融金屬原料凝固。

Description

高爾夫球桿頭鑄造法

本發明係關於一種高爾夫球桿頭的鑄造方法，尤其是一種以大氣離心鑄造法製造高爾夫球桿頭的方法。

習知的高爾夫球桿頭的鑄造方法，通常將數個對應球頭本體形狀的蠟模，設於一基座以形成一蠟模組樹，並將該蠟模組樹浸漿脫蠟後形成一殼模，於重力鑄造機中將該殼模灌入熔融的金屬液，待該金屬液冷卻固化後取出，即得所需球頭本體。惟，習知的鑄造方法之球頭成形率不佳，因而容易造成生產成本的上升，有鑑於此，習知的鑄造方法仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種高爾夫球桿頭鑄造法，係可以有助於高爾夫球桿頭量產者。

本發明以下所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明的高爾夫球桿頭鑄造法，包含：將安定氧化鋯粉與矽酸膠或碳酸銨鋯膠形成的一漿體，於一蠟模表面形成6~9mm厚度的一包覆層，並將具有該包覆層的蠟模進行脫蠟燒結成型一殼模，該殼模包含一主澆道，該主澆道連接至少一成型單元，該成型單元具有連接該主澆道的一連接流道，該連接流道藉由一桿頭入澆道連接一桿頭模穴，該桿頭模穴具有一桿面成型部，該桿面成型部的平行線係與該連接流道的一軸線形成一夾角，該夾角為35°~80°，該桿頭模穴連接一桿頭排氣道的一入氣端，該入氣端與該連接流道之軸線具有一最大垂直距離，且該桿頭排氣道之一排氣端朝該主澆道的方向延伸，並超出該桿頭模穴；驅動該殼模以該主澆道為中心，以400~600rpm的轉速離心1~15秒以進行熔融金屬原料的充填；及降速至200~300rpm的轉速進行離心30~180秒以使該熔融金屬原料凝固。

據此，本發明的高爾夫球桿頭鑄造法，藉由大氣離心鑄造法所成型的殼模，可使該熔融金屬原料充分的充填於該殼模，並且避免造成氣體排出不全的狀況發生，可以確保獲得的高爾夫球桿頭鑄件的完整性，達到提升高爾夫球桿頭成型率的功效；再者，藉由該大氣離心鑄造法之階段式離心，係可以避免該殼模的損壞及該熔融金屬原料凝固不全的情況發生，可以有效提升鑄件的良率，達到減少鑄材浪費，避免成本增加之外，還可以提供該殼模良好的完整度，進一步提高該高爾夫球桿頭鑄件的成型率的效果。

其中，以1200~1370℃加熱90~150分鐘預熱該殼模後離心進行該熔融金屬原料的充填。如此，可以提供該殼模良好的完整度，進一步提高該高爾夫球桿頭鑄件的成型率的效果。

其中，該主澆道具有一基準軸，該主澆道於軸向上具有相對的一注入端及一連接端，該連接流道的一端連接該連接端，以和該主澆道相連通，該連接流道相對的另一端具有一集渣部。如此，該熔融金屬原料中的雜質，係可以藉由離心力集中於該集渣部，具有不會隨著該熔融金屬原料充填至該殼模的其他區域的效果。

其中，該連接流道之軸線通過相對兩端，該軸係與該主澆道之基準軸互相垂直，該連接流道於該軸線方向上的徑向截面具有一最大寬度，該集渣部相對於該基準軸之圓周方向上的寬度為該最大寬度的1.5~2.5倍，該集渣部於該主澆道之基準軸方向上的厚度為3~10mm。如此，具有提供足夠的收集空間來集中雜質的效果。

其中，該桿頭入澆道設置於鄰近該桿面成型部。如此，可以將該桿面成型部視為澆道，具有協助該高爾夫球桿頭鑄件的成型的效果。

其中，該排氣端係連接至該主澆道。如此，具有使流入該桿頭排氣道之熔融金屬原料，係可以灌回該主澆道，並且可以進一步增強該成型單元整體的結構強度的效果。

該成型單元另包含一輔助澆道，該輔助澆道具有連接該桿頭入澆道的一第一端，及連接該桿頭模穴的一第二端，該輔助澆道係位於該桿頭模穴對位於該主澆道的位置，且朝向該主澆道。如此，藉此可以確保該桿頭模穴被完全充填，具有增加高爾夫球桿頭成型率的效果。

其中，以1650~1750℃熔融所需金屬形成該熔融金屬原料，於0.5~3秒內注入該殼模。如此，係具有確保該熔融金屬原料流動性的效果。

其中，以120~400N的離心力離心1~15秒以進行該熔融金屬原料的充填，以40~90N的離心力離心30~180秒以使該熔融金屬原料凝固。

〔本發明〕

1:主澆道

11:注入端

12:連接端

2:成型單元

21:連接流道

211:集渣部

22:桿頭入澆道

23:桿頭模穴

231:桿面成型部

24:桿頭排氣道

241:入氣端

242:排氣端

25:輔助澆道

251:第一端

252:第二端

T:基準軸

X:軸線

H:最大垂直距離

F:平行線

〔第1圖〕本發明一較佳實施例殼模組樹圖。

〔第2圖〕本發明一較佳實施例殼模之成型單元立體圖。

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：

本發明之一實施例的高爾夫球桿頭鑄造法，係包括：成型一殼模，及驅動該殼模旋轉以將一熔融金屬原料充填於該殼模內，藉此以獲得一高爾夫球桿頭鑄件。

該殼模係能夠將一蠟模，以一漿體經過沾漿、淋砂或黏砂等流程，以於該蠟模表面形成一包覆層，並將具有該包覆層的蠟模進行脫蠟燒結後成型而成，且，該蠟模的外型係可以具有形成該高爾夫球桿頭鑄件之部分，及澆鑄所需部分，以形成用以充填該熔融金屬原料的殼模，係為本領域人員可以瞭解，本發明在此不作贅述。本實施例中，係以安定氧化鋯粉與矽酸膠或碳酸銨鋯膠形成該漿體，並以6~9mm厚度形成該包覆層，係將該蠟模及該包覆層一併加熱，使該蠟模熔化而從該包覆層中排出以完成脫蠟，藉此，可以提供該殼模良好的完整度，進一步提高該高爾夫球桿頭鑄件的成型率。

請參照第1、2圖所示，詳言之，該殼模包含一主澆道1，該主澆道1連接至少一成型單元2，該主澆道1可以具有一基準軸T，使該殼模能夠以該基準軸T旋轉，並可以由該主澆道1灌入該熔融金屬原料，藉由離心力充填至該成型單元2，另，該成型單元2為數個時，係可以平均的設置於該主澆道1的周圍以形成一殼模組樹，藉此提供該殼模離心時的整體平衡度。該主澆道1於軸向上具有相對的一注入端11及一連接端12，該熔融金屬原料係能夠由該注入端11灌入，並流至該連接端12。

該成型單元2係連接於該主澆道1之連接端12，使注入該主澆道1之熔融金屬原料流入該連接端12後，可以藉由該殼模旋轉之離心力，續流入該成型單元2，詳言之，該成型單元2具有一連接流道21，該連接流道21的一端連接該主澆道1之連接端12，以和該主澆道1相連通，該連接流道21相對的另一端係可以具有一集渣部211，藉此，該熔融金屬原料中的雜質，係可以藉由離心力集中於該集渣部211，而不會隨著該熔融金屬原料充填至該殼模的其他區域，舉例而言，該成型單元2之連接流道21的兩端之間，係可以藉由一桿頭入澆道22連接一桿頭模穴23，因此，該殼模離心時該熔融金屬原料中的雜質係具有較重的比重，而會越過該桿頭入澆道22，並被集中於該集渣部211，係可以避免雜質流至該桿頭模穴23中，以影響鑄件品質。本實施例中，該連接流道21可以具有通過相對兩端的一軸線X，該軸線X係與該主澆道1之基準軸T互相垂直，該連接流道21於該軸線X方向上的徑向截面具有一最大寬度，該集渣部211相對於該基準軸T之圓周方向上的寬度可以為該最大寬度的1.5~2.5倍，該集渣部211於該主澆道1之基準軸T方向上的厚度可以為3~10mm，藉此，具有提供足夠的收集空間來集中雜質的效果。

該桿頭模穴23係根據欲成型的桿頭而具有相對應造型的空間，該桿頭模穴23具有一桿面成型部231，該桿面成型部231係為高爾夫球桿頭鑄件成型後，形成高爾夫球桿頭之桿面的位置，另，高爾夫球桿頭之桿面係為桿頭相對較厚的區域，亦即，該桿面成型部231係為該桿頭模穴23內空間相對較大的部分，因此，本實施例中，係可以將該桿頭入澆道22設置於鄰近該桿面成型部231，據此，可以將該桿面成型部231視為澆道，以協助該高爾夫球桿頭鑄件的成型。值得注意的是，平行於該桿面成型部231的一平行線F係可以與該連接流道21的軸線X形成一夾角θ，該夾角θ較佳為35°~80°，以避免該夾角θ太小，使該桿頭入澆道22與該連接流道21連接處過度尖銳，容易造成該熔融金屬原料充填過程中，將該連接處之殼模沖刷掉形成渣沙等雜質，並避免該夾角θ太大，該桿面成型部231過於垂直該連接流道21，造成作為澆道的效果降低，且該桿頭模穴23整體會更靠近該主澆道1，造成離心力下降，充填能力變差。

該成型單元2另具有一桿頭排氣道24，該桿頭排氣道24係用以將該桿頭模穴23中的空氣排出，即，隨著該熔融金屬原料充填進入該桿頭模穴23，係可以將該桿頭模穴23中的空氣推出，因此，該桿頭排氣道24較佳遠離該桿頭入澆道22，詳言之，該桿頭排氣道24具有一入氣端241及一排氣端242，該入氣端241係連接於該桿頭模穴23上，並與該連接流道21之軸線X具有一最大垂直距離H，據此，當該熔融金屬原料流入該桿頭模穴23時，可從距離該桿頭排氣道24的最遠處開始將該桿頭模穴23內的空氣排出，具有確保空氣完整排出的效果。

值得注意的是，該桿頭排氣道24之排氣端242較佳朝該主澆道1的方向延伸，並超出該桿頭模穴23的範圍，以避免因為連通管原理，造成該熔融金屬原料還未完全填滿該桿頭模穴23時，便從該桿頭排氣道24之排氣端242流出，本實施例中，該排氣端242係連接至該主澆道1，具有使流入該桿頭排氣道24之熔融金屬原料，係可以灌回該主澆道1，並且可以進一步增強該成型單元2整體的結構強度的效果。

又，該桿頭模穴23還可連接一輔助澆道25，該輔助澆道25係位於該桿頭模穴23對位於該主澆道1的位置，並且該輔助澆道25係朝向該主澆道1，本實施例中，該輔助澆道25具有連接該桿頭入澆道22的一第一端251，及連接該桿頭模穴23的一第二端252，該熔融金屬原料充填於該桿頭模穴23後，係可以進一步的進入該輔助澆道25，藉此可以確保該桿頭模穴23被完全充填。另外，該熔融金屬原料亦可以由連接該桿頭入澆道22的第一端251，進入該輔助澆道25幫助該桿頭模穴23的充填，具有增加高爾夫球桿頭成型率的效果。

再者，當該熔融金屬原料藉由離心力的作用，從遠離該主澆道1的位置開始，朝該主澆道1的方向進行該桿頭模穴23的充填時，亦可以將該桿頭模穴23中的空氣，漸漸的朝該輔助澆道25推送並排出，特別是該熔融金屬原料充填至超過該桿頭排氣道24之入氣端241時，該桿頭排氣道24的排氣效率會降低，藉由該輔助澆道25可以有助於對該桿頭模穴23中剩餘的氣體進行排氣，以避免空氣殘留於該桿頭模穴23，而造成高爾夫球桿頭鑄件產生氣孔，具有提昇高爾夫球桿頭成型率的效果。

續驅動該殼模以該主澆道1之基準軸T為中心進行旋轉，舉例而言，係能夠以一離心鑄造機驅動該殼模進行旋轉，藉此以產生離心力，並將該熔融金屬原料由該主澆道1注入，經由離心力使該熔融金屬原料充填於該殼模內。詳言之，該熔融金屬原料係可以將所使用的合金熔融成金屬液，或者將不同的金屬熔熔金屬液混合形成該熔融金屬原料，本實施例中，係能夠以1200~1370℃加熱90~150分預熱該殼模，並以1650~1750℃熔融所需金屬形成該熔融金屬原料，於0.5~3秒內注入預熱後的該殼模，確保該熔融金屬原料的流動性，使該熔融金屬原料藉由該殼模旋轉後產生的離心力充填於該殼模內。

值得注意的是，係能夠先以400~600rpm的轉速離心1~15秒，此時產生之離心力為120~400N來給予該熔融金屬原料足夠的離心力進行充填，以確實的充填至該殼模之桿頭模穴23，接著，以5~10秒內降速至200~300rpm的轉速進行離心30~180秒以待該熔融金屬原料完全凝固，此時產生之離心力為離心力40~90N藉此避免持續維持高速離心的情況下，該殼模持續受到高溫及壓力而破裂，亦防止該熔融金屬原料在尚未完全凝固成形的狀態下，轉速過低，導致該熔融金屬原料因尚未凝固而往重力方向逆流，造成桿頭無法確實成形。該熔融金屬原料完全凝固後，將轉速於10~20秒內降至0，將該殼模破壞後以獲得該高爾夫球桿頭鑄件。

綜上所述，本發明的高爾夫球桿頭鑄造法，係藉由大氣離心鑄造法成型該高爾夫球桿頭的殼模，可使該熔融金屬原料充分的充填於該殼模，並且避免造成氣體排出不全的狀況發生，可以確保獲得的高爾夫球桿頭鑄件的完整性，達到提升高爾夫球桿頭成型率的功效；再者，藉由該大氣離心鑄造法之階段式離心，係可以避免該殼模的損壞及該熔融金屬原料凝固不全的情況發生，可以有效提升鑄件的良率，達到減少鑄材浪費，避免成本增加的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。