專利名稱：：應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于高爾夫球桿頭的a鈦合金材料，特別是有關(guān)一種調(diào)配鈦、鋁及錫重量百分比的比例，并通過添加鈮、釩、鉬、鋯、鉻、鐵、硅、氧及/或氮等微量元素，以具有高延伸性的高爾夫球桿頭合金材料。
背景技術(shù)：
：目前所開發(fā)應(yīng)用于高爾夫球桿頭的合金技術(shù)主要為鈦合金材料，如美國專利US2006/0045789中揭示的現(xiàn)有6A1-4V-Ti鈦合金(即重量百分比為鋁及釩，其余為鈦金屬)，其成分包含5.5-6.75重量百分比的Al、3.5-4.5重量百分比的釩、最大值為0.3重量百分比的鐵，以及最大值為0.2重量百分比的氧。以6A1-4V-Ti鈦合金制造的高爾夫球桿頭，雖具有相對高于早期以不銹鋼材料制成的球桿頭的彈性變形力、相同的強(qiáng)度及更低的密度等特性，因此可在不增加高爾夫球桿頭重量的前提下來增加高爾夫球桿頭的體積，以使其較佳擊球點(diǎn)的面積相對增加，以提高擊球成功率。另外，該高于不銹鋼的彈性變形力，可在擊球時提供較大的彈性變形能力，亦能產(chǎn)生較大的彈性變形程度-伸長率，并可相對地減少高爾夫球在碰撞打擊面板時所造成的球體壓縮變形，以降低擊球應(yīng)力被阻尼吸收的程度，避免擊球應(yīng)力的能量損失，并得以進(jìn)一步提升擊球距離。然而，至目前為止，在高爾夫球桿頭體積大型化及多樣化的個性需求下，，便有需要開發(fā)低密度、高延展性，但仍保持原有機(jī)械強(qiáng)度，以提高設(shè)計裕度。由此可見，上述現(xiàn)有的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的合金在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決應(yīng)用于高爾夫球桿頭的合金存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。有鑒于上述現(xiàn)有的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的合金存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的合金，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的合金存在的缺陷，而提供一種新的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的高塑性、高延展率的鈦鋁錫合金，所要解決的技術(shù)問題是使其能調(diào)整高爾夫球桿頭的彈性變形能力，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，所要解決的技術(shù)問題是使其高延展率的鈦鋁錫合金，并可利用微量的改質(zhì)元素，對鈦鋁錫合金進(jìn)行改質(zhì)微調(diào)，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其重量百分比包含鈥89°/。至95%、鋁3.5°/。至6.5%以及錫1.5%至3.5%。前述的應(yīng)用于高:夫球桿頭"鈥鋁;易:金:、其中所述的鈥鋁錫^金組成的密度范圍為4.25至4.45g/cm3。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的鈦鋁錫合金是以延伸率在11%-15%、抗拉強(qiáng)度在700-95畫pa的鈦合金，應(yīng)用鑄造、鍛造或枳d成加工成型。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的鈦鋁錫合金更包含一改質(zhì)元素，該改質(zhì)元素是選自鈮、釩、鉬、鋯、鉻、鐵、硅、氧及氮所組成的群組。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含鈮2%以下。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含釩2%以下。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含鉬2%以下。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含鋯2%以下。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含鐵1%以下。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含硅1%以下。前迷的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含氧0.3%以下。前述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其中所述的改質(zhì)元素包含氮0.05%以下。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其重量百分比包含鈦89°/。至95%、鋁3.5°/。至6.5%、錫1.5°/。至3.5%、鈮^2%、釩^2%、鉬^2%、鋯^2%、鉻^2%、鐵Siy。、硅^1%、氧當(dāng)O.3%及氮當(dāng)0.05%，其組成的密度范圍為4.25至4.45g/cm3。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明所提出的一種鈦鋁錫合金，其重量百分比包含鈦89至95%,鋁3.5至6.5%，錫1.5%至3.5°/。密度范圍為4.25至4.45g/cm3。上述的鈦鋁錫合金是以延伸率在11°/。-15%、抗拉強(qiáng)度在700-95畫pa的鈥合金，以鑄造、鍛造或機(jī)械加工成型。本發(fā)明所提出的另一種鈥鋁錫合金，其重量百分比包含4太89%至95°/、鋁3.5%至6.5%、錫1.5%至3.5%、鈮^2%、釩^2%、鉬^2%、鋯^2%、鉻^2%、鐵^1%、硅^1%、氧芻O.3%及氮^0.05%,其組成的密度范圍為4.25至4.45g/cm3。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金至少具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的鈦鋁錫合金中的鈦及鋁的含量較習(xí)用6A1-4V-Ti高，鋁含量的提高對于提高合金的常溫和高溫強(qiáng)度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果；鈮、釩、鉬、鋯、鉻、鐵為卩穩(wěn)定元素，與6A1-4V-Ti相比，釩的添加量大為減少，從而降低了鈦鋁錫合金的制造成本。又本發(fā)明具有良好的熱加工成型性，易于工廠量產(chǎn)，且其密度也低于同類合金，有利于高爾夫球桿頭的大型化，并而提高其設(shè)計裕度。綜上所述，本發(fā)明特殊的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在產(chǎn)品或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)il明如下。圖1是本發(fā)明應(yīng)用于高爾夫桿頭的鈦鋁錫合金實(shí)施例的放大50倍金相圖。圖2是本發(fā)明應(yīng)用于高爾夫桿頭的鈦鋁錫合金實(shí)施例的放大100倍金相圖。圖3是本發(fā)明應(yīng)用于高爾夫桿頭的鈦鋁錫合金實(shí)施例的放大200倍金相圖。具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。請參照圖1、圖2及圖3所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的鈦鋁錫合金，其合金元素的重量百分比包含鈦89%至95%、鋁3.5%至6.5%以及錫1.5°/。至3.5%,其組成的密度范圍為4.25至4.45g/cm3,延伸率在11%-15%、抗拉強(qiáng)度在700-950Mpa的鈥合金，應(yīng)用鑄造、鍛造或機(jī)械加工成型。本發(fā)明另可通過添加微量的改質(zhì)元素，如由鈮、釩、鋯、鉻、鉬、鐵、硅、氧及氮等元素組成的群組中選擇，來調(diào)整其特性，例如，可通過添加微量的鈮，來提升合金的強(qiáng)度，但不致減低其延伸特性；可通過相對地降低釩的添加量，來提高鑄造時的流動性及輔助除氣效果，但仍不致影響原合金的機(jī)械性質(zhì)；可通過添加微量的鉬，使合金析出均勻分布的碳化物，并提高耐熱性，以減少合金的焊接熱裂現(xiàn)象，亦可增加合金硬化能力及高溫強(qiáng)度；可通過添加微量的鋯，使成型后的合金經(jīng)熱處理時提升材料的強(qiáng)度而不易變形，更可配合鉬的添加，形成高強(qiáng)度與高韌性；可通過添加適量的鉻，來提升合金的防銹耐蝕性，增加高爾夫球桿頭的使用壽命；可通過添加微量的鐵，以具有良好的塑性，便于加工處理的施行；通過添加微量的硅，以改善熔融金屬的流動性。本發(fā)明中所選"^奪添加的改質(zhì)元素中，其含量百分比為鈮^2%、釩^2°/。、鉬^2%、鋯^2%、鉻^2%、鐵^1%、硅^1%、氧^0.3%及氮^0.05%。以下將本發(fā)明的較佳的實(shí)施例與習(xí)用6A卜4V-Ti鈦合金的特性比較如下列表l所示表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>相較于現(xiàn)有的6A1—4V-Ti合金，本發(fā)明通過降低釩的元素含量，可降低合金密度并增加其韌性，而獲得優(yōu)異的延展塑性，又能保持低密度的特性。本發(fā)明的實(shí)施例與現(xiàn)有的鈦合金的元素組成比較表如下列表2所示:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述實(shí)施例的合金材料是以鈦鋁錫合金為主要合金，其以延伸率在11-15%(8%以上)，抗拉強(qiáng)度在700-950(65謹(jǐn)pa以上)的鈥合金，以鑄造、鍛造、機(jī)械加工而成型。本發(fā)明的強(qiáng)度及延展性較高，適合作為高爾夫球桿頭的本體以及打擊面，當(dāng)然亦可以其他剛性較佳的的材料成為打擊面材料組成可為6A卜4V-Ti鈥合金、P鈥合金等，以鑄造、鍛造、機(jī)械加工而成型。本發(fā)明的高延展性本體加上高強(qiáng)度打擊面板的材料組合，于本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計再輔以配重結(jié)構(gòu)與肋片設(shè)計，即可達(dá)到具打感佳(制震性佳)及控球性佳且桿部可調(diào)角予以個性化的高爾夫球頭產(chǎn)品，其本發(fā)明8A1-Ti與習(xí)用6A1-4V-Ti的加工性能比較列表如表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>另外，本發(fā)明以5A1-2.5Sn-Ti材料為實(shí)施例制成高爾夫球頭本體再焊以SP700高強(qiáng)度鈦合金為打擊面，經(jīng)炮擊專用高爾夫球(球規(guī)格為90)55.8m/s炮擊速度，通過3000下炮擊測試，打擊面板與球頭本體經(jīng)目視與探傷測試均無破裂及裂痕。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其重量百分比包含鈦89％至95％、鋁3.5％至6.5％以及錫1.5％至3.5％。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該鈦鋁錫合金組成的密度范圍為4.25至4.45g/cm3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該鈦鋁錫合金是以延伸率在11°/。-15%、抗拉強(qiáng)度在700-"0Mpa的鈦合金，應(yīng)用鑄造、鍛造或機(jī)械加工成型。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該鈦鋁錫合金更包含一改質(zhì)元素，該改質(zhì)元素是選自鈮、釩、鉬、鋯、鉻、鐵、硅、氧及氮所組成的群組。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含鈮2%以下。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含釩2°/。以下。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含鉬2%以下。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含4告2%以下。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含鐵1%以下。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含硅1%以下。11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含氧0.3°/。以下。12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其中該改質(zhì)元素包含氮0.05%以下。13.—種應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其特征在于其重量百分比包含鈦89%至95%、鋁3.5°/。至6.5°/。、錫1.5%至3.5%、鈮^2%、釩^2%、鉬^2%、鋯^2%、鉻^2%、鐵^1%、硅^1%、氧SO.3°/。及氮^0.05%。全文摘要本發(fā)明是有關(guān)于一種應(yīng)用于高爾夫球桿頭的鈦鋁錫合金，其包含重量百分比的鈦89％至95％、鋁3.5％至6.5％、錫1.5％至3.5％。該鈦鋁錫合金并可選擇性地添加鈮、釩、鉬、鋯、鉻、鐵、硅、氧、氮等微量元素，組成延伸率在11％-15％，抗拉強(qiáng)度在700-950Mpa的高延伸率材料，可運(yùn)用于高爾夫球桿頭的本體及打擊面，再以本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計、配重結(jié)構(gòu)與肋片設(shè)計，即可達(dá)到具打感佳、制震性及控球性佳且桿部可調(diào)角予以個性化的高爾夫球頭產(chǎn)品。文檔編號A63B53/04GK101514412SQ20081000795公開日2009年8月26日申請日期2008年2月19日優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日發(fā)明者李政道,蔡良和申請人:明安國際企業(yè)股份有限公司