[發(fā)明專(zhuān)利]雙相高爾夫桿頭的鈦合金

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610573978.6
• 申請(qǐng)日: 2016-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107641734B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常傳賢;趙志燁;曲灣灣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大田精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C14/00
• 分類(lèi)號(hào): C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 上海翼勝專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發(fā)明公開(kāi)一種雙相高爾夫桿頭的鈦合金，其包含6.0至7.5重量％的鋁、1.5至2.5重量％的釩、1.5至2.5重量％的鉻、0.1至0.5重量％的鐵、1.5至2.5重量％的錫、1.5至2.5重量％的鋯、0.1至0.5重量％的硅，其余比例以鈦為基材，以及其它于合金材料制造過(guò)程中不可避免的微量元素。所述雙相高爾夫桿頭的鈦合金經(jīng)過(guò)780至840℃的塑性加工與熱處理后，可獲致具有α+β雙相組織的合金結(jié)構(gòu)。此外，由于多元合金元素組合，使得合金基地內(nèi)產(chǎn)生次晶粒與高密度差排的結(jié)構(gòu)，以及可形成微量的微細(xì)ω相析出物，使所述雙相高爾夫桿頭的鈦合金具備1300至1450MPa的抗拉強(qiáng)度，1250至1400MPa的屈服強(qiáng)度，以及6至12％的延伸率，可提高高爾夫球桿頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種雙相(duplex phase)高爾夫桿頭的鈦合金，包含：6.0至7.0重量％的鋁、1.5至2.5重量％的錫、1.5至2.5重量％的鋯、1.5至2.5重量％的釩、1.5至2.5重量％的鉻、0.1至0.5重量％的鐵、0.05至0.20重量％的硅。經(jīng)適當(dāng)?shù)乃苄约庸づc熱處理后，合金基本顯微結(jié)構(gòu)為bimodal組織，同時(shí)具備次晶粒與高密度差排的特征，以及微量的ω相析出物。

背景技術(shù)

在高爾夫球具中，將數(shù)種不同用途的球桿依照功能分類(lèi)成：木桿、鐵桿及推桿，不同用途的球桿分別由各種合金材質(zhì)制成。其中，木桿桿頭(wood)3～5支、鐵桿桿頭(iron)7～8支、劈起桿桿頭(PW)1支、砂坑桿桿頭(SW)1支、推桿桿頭(putter)1支。茲分述如下：

1.木桿頭：木桿頭主要以開(kāi)球桿為主，以打得遠(yuǎn)直為需求，且擊球失誤率低，因此基本上朝大型化發(fā)展，以擴(kuò)大有效擊球區(qū)與輕量化。因，鈦合金具有高比強(qiáng)度及低比重的特性，可讓木桿頭的甜密區(qū)較大，保持方向的穩(wěn)定性，故為常用的素材。此外，木桿亦包括：球道木桿，為在球道上長(zhǎng)距離為目標(biāo)，體積較小，一般以不銹鋼材質(zhì)為多。

2.鐵桿頭：用于擊球到果嶺或預(yù)定地點(diǎn)，主要以打得準(zhǔn)與穩(wěn)定掌握其飛行距離，材質(zhì)主要以不銹鋼為主，外觀造型也較趨向擴(kuò)大甜密區(qū)發(fā)展，新材質(zhì)、新結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料及具吸振效果的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)為其重要發(fā)展方向。此外，目前除了球頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就目前材料而言，普遍被職業(yè)選手認(rèn)定較優(yōu)異的材料為鍛造軟鐵(S25C)，主要因其具備20～30％的延伸率與適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，惟其容易生銹，通常以電鍍處理克服。此外，鐵桿亦包括：砂坑桿或挖起趕，通常具較大的傾斜角，擊球曲度較高。

3.推桿：推桿則使用在果嶺上推球入洞，主要以控制球的方向?yàn)橹鳎⒅仄胶狻Ｔ谠O(shè)計(jì)時(shí)以平衡、重心、瞄準(zhǔn)與造型美為主，其意義即是如何維持推桿球頭與中管桿配合時(shí)，打擊面不致旋轉(zhuǎn)，在制造上以精密鑄造為主，但是最近有朝直接使用CNC加工球頭，以維持設(shè)計(jì)重心的位置及保持球頭的均勻性。

故整體而言，以高爾夫球木桿頭來(lái)說(shuō)，在固定大小及重量的限制下，其主要發(fā)展為尋求具備良好的機(jī)械強(qiáng)度以防止中空的木桿頭因打擊的因素產(chǎn)生凹陷甚至破裂等現(xiàn)象。依據(jù)目前高爾夫木桿頭制造的經(jīng)驗(yàn)，使用最多的木桿頭合金材料大多數(shù)為為鈦合金及不銹鋼，其中，鈦系常用素材如6-4Ti、20-4-1Ti、15-3-3-3Ti、10-2-3Ti、SP700與Ti735；鐵系則以17-4PH、455SS、465SS與AM355為主。

另，其間最常使用材料為6-4鈦合金，根據(jù)市售Ti-6Al-4V合金而言，其合金成分元素為5.5至6.7重量％的鋁、3.5至4.5重量％的釩、鐵≦0.3％、OT(其他過(guò)渡元素)≦0.4％、碳≦0.1％、氮≦0.1％、氧≦0.2％、硅≦0.2％。如圖1中6-4鈦合金基本相變化的示意圖，6-4鈦合金經(jīng)不同熱處理后，會(huì)呈現(xiàn)不同組織結(jié)構(gòu)，典型的組織結(jié)構(gòu)有三種：

1.經(jīng)1040℃熱處理后，呈現(xiàn)針狀(acicular or plate-like)麻田散鐵結(jié)構(gòu)，商用6-4鈦合金典型組織圖，如圖2所示。其主要特征為強(qiáng)度高，典型抗拉強(qiáng)度介于1150至1200MPa，如圖5所示，但破壞韌性值(fracture toughness)低。