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CN108939473A - 高尔夫球杆头的制造方法 - Google Patents

高尔夫球杆头的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种高尔夫球杆头的制造方法，包括：打击面板半成品提供步骤，提供一个打击面板半成品，该打击面板半成品由钛合金基材所制得；时效热处理步骤，于650～750℃的温度下对该打击面板半成品进行时效热处理10～12小时；热轧步骤，热轧该打击面板半成品，以形成一个打击面板成品；第一退火步骤，于700～800℃的温度下对该打击面板成品进行退火30～60分钟；焊接步骤，将该打击面板成品焊接于一个球杆头本体，该球杆头本体由前述钛合金基材所制得，以形成一个高尔夫球杆头半成品；及第二退火步骤，于500～700℃的温度下对该高尔夫球杆头半成品进行退火30～240分钟，以获得一个高尔夫球杆头成品；借此可以制得具有高杨氏系数的高尔夫球杆头成品。

Description

高尔夫球杆头的制造方法
技术领域
本发明关于一种高尔夫球杆头的制造方法，尤其是一种具有高杨氏系数的高尔夫球杆头的制造方法。
背景技术
现有的高尔夫球杆头的制造方法，是将T9S钛合金熔炼形成一个钛合金棒，并锻打形成一个扁平状的板胚，然后热轧该板胚而形成一个薄板胚，再冷轧该薄板胚，且经退火修磨而形成一个打击面板，该打击面板结合一个球杆头本体后所获得的高尔夫球杆头半成品可以再通过500～700℃的温度热处理后，获得一个高尔夫球杆头成品，如前述的现有的高尔夫球杆头的制造方法。
通过如前述的现有的高尔夫球杆头的制造方法，虽然可以制造具有高抗拉强度、高降伏强度的高尔夫球杆头成品(抗拉强度约为151ksi；降伏强度约为136ksi)，但是该高尔夫球杆头成品的杨氏系数仅有119Gpa，使该高尔夫球杆头成品在使用时的击球距离的表现略显不佳，因此仍须提供一种高尔夫球杆头的制造方法，以解决上述的问题。
发明内容
本发明提供一种高尔夫球杆头的制造方法，可以制得具有高杨氏系数的高尔夫球杆头。
本发明的高尔夫球杆头的制造方法，包括：一个打击面板半成品提供步骤，提供一个打击面板半成品，该打击面板半成品由钛合金基材所制得，该钛合金基材包括以重量百分比计为7～9.5％的铝、0.5～2％的钒、0.05～0.4％的硅、0.4％以下的铁、0.15％以下的氧、0.1％以下的碳、0.05％以下的氮，其余比例为钛及不可避免的杂质，且该钛合金基材的密度为4.32～4.35g/cm3；一个时效热处理步骤，于650～750℃的温度下对该打击面板半成品进行时效热处理10～12小时；一个热轧步骤，于该时效热处理步骤后，热轧该打击面板半成品，以形成一个打击面板成品；一个第一退火步骤，于700～800℃的温度下对该打击面板成品进行退火30～60分钟；一个焊接步骤，于该第一退火步骤后，将该打击面板成品焊接于一个球杆头本体，该球杆头本体由前述钛合金基材所制得，以形成一个高尔夫球杆头半成品；及一个第二退火步骤，于500～700℃的温度下对该高尔夫球杆头半成品进行退火30～240分钟，获得一个高尔夫球杆头成品。
相比于现有高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品，通过本发明的高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品具有较高的杨氏系数，使得使用者以该高尔夫球杆头打击高尔夫球时，可以提升该高尔夫球的球速，并降低该高尔夫球的旋转量，借此可以提升该高尔夫球受到打击后所能够弹跳滚动的距离。
本发明的高尔夫球杆头的制造方法中，该时效热处理步骤较佳可以于680～720℃的温度下对该打击面板半成品进行时效热处理10.5～11.5小时，该第一退火步骤较佳可以于740～760℃的温度下对该打击面板成品进行退火40～50分钟，该第二退火步骤较佳可以于580～620℃的温度下对该高尔夫球杆头进行退火50～70分钟；借此可以更为提升所制造获得的高尔夫球杆头成品的杨氏系数，使得使用者以该高尔夫球杆头打击该高尔夫球时，能够提升该高尔夫球所能够弹跳滚动的距离。
本发明的高尔夫球杆头的制造方法中，该热轧步骤中较佳可以形成板厚介于3.4～3.6mm之间，且横向曲率半径与打击面的纵向曲率半径的相差值小于30mm的打击面板成品。
本发明的高尔夫球杆头的制造方法中，该第二退火步骤中较佳可以获得打击面的反弹系数介于0.82～0.83之间，且打击面的特征时间小于257μs的高尔夫球杆头成品。
本发明的高尔夫球杆头的制造方法中，通过该时效热处理使该打击面板半成品中的晶粒的尺寸小于18μm。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1：本发明的一实施例的高尔夫球杆头的制造方法的流程图。
附图标记说明
S1 打击面板半成品提供步骤
S2 时效热处理步骤
S3 热轧步骤
S4 第一退火步骤
S5 焊接步骤
S6 第二退火步骤。
具体实施方式
为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本发明的较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
请参照图1所示，本发明的一个实施例的高尔夫球杆头的制造方法大抵可以包括：一个打击面板半成品提供步骤S1、一个时效热处理步骤S2、一个热轧步骤S3、一个第一退火步骤S4、一个焊接步骤S5及一个第二退火步骤S6，进而可以制造获得具有高杨氏系数的高尔夫球杆头成品。
详而言之，该打击面板半成品提供步骤S1提供一个打击面板半成品。该打击面板半成品可以由钛合金基材所制造获得，该钛合金基材可以为如前述的T9S钛合金基材，即包括以重量百分比计为7～9.5％的铝、0.5～2％的钒、0.05～0.4％的硅、0.4％以下的铁、0.15％以下的氧、0.1％以下的碳、0.05％以下的氮，其余比例为钛及不可避免的杂质，且该钛合金基材的密度为4.32～4.35g/cm3。
该时效热处理步骤S2于650～750℃的温度下对该打击面板半成品进行时效热处理10～12小时，同时以一块3～5吨重的钢板对该打击面板半成品施予一力，使该打击面板半成品中的晶粒可以变得更加致密(晶粒尺寸约由29μm变成小于18μm)，且使该打击面板半成品的高低差小于1mm，借此提升最终获得的高尔夫球杆头成品的杨式系数；较佳地，该时效热处理步骤S2中，可以于于680～720℃的温度下对该打击面板半成品进行时效热处理10.5～11.5小时。值得注意的是，该时效热处理步骤S2的温度必须设定于该钛合金基材的1/2Tm熔点下，借此可以使该打击面板半成品中的金相组织可以大量地再结晶，但又不会发生晶粒成长的状况。
于该时效热处理步骤S2后，可以进行该热轧步骤S3，即热轧该打击面板半成品，以形成一个打击面板成品，该打击面板成品的板厚可以介于3.4～3.6mm之间，打击面的横向曲率半径与打击面的纵向曲率半径的相差值小于30mm。
接着，该第一退火步骤S4于700～800℃的温度下对该打击面板成品进行退火30～60分钟，如此可以提升该打击面板成品的抗拉强度，使该打击面板成品较不容易受到高尔夫球的冲击而发生变形，进而提升该打击面板成品的使用寿命；较佳地，该第一退火步骤S4中，可以于740～760℃的温度下对该打击面板成品进行退火40～50分钟。
该焊接步骤S5焊接经该第一退火步骤S4的打击面板成品至一个球杆头本体，以形成一个高尔夫球杆头半成品。值得注意的是，该球杆头本体同样由前述的钛合金基材所制造获得。
于该焊接步骤S5后，另外进行该第二退火步骤S6，于500～700℃的温度下对该高尔夫球杆头半成品进行退火30～240分钟，以获得一个高尔夫球杆头成品，该高尔夫球杆头成品的打击面的反弹系数(coefficient of restitution，COR)介于0.82～0.83之间，且特征时间(characteristic time，CT)小于257μs。通过该第二退火步骤S6，使该高尔夫球杆头成品的金相组织自α+β相转变为趋近α相，如此不仅可以使该高尔夫球杆头成品的打击面板纵使受到高尔夫球的冲击，也较不容易发生弧度的变化，而能够提升该高尔夫球杆头成品的打击面板的使用寿命外，更可以释放该焊接步骤S5所产生的应力，并防止该高尔夫球杆头成品的打击面板及球杆头本体之间的焊道发生焊裂的现象，借此可以提升所制造获得的高尔夫球杆头成品的合格率；较佳地，该第二退火步骤S6中，可以于580～620℃的温度下对该打击面板成品进行退火50～70分钟。
为证实本发明高尔夫球杆头的制造方法确实可以通过该打击面板半成品提供步骤S1、该时效热处理步骤S2、该热轧步骤S3、该第一退火步骤S4、该焊接步骤S5及该第二退火步骤S6制造获得具有高杨氏系数的高尔夫球杆头成品，遂进行以下试验。
(A)时效热处理步骤的测试
请参照表1所示，本试验取该T9S钛合金基材所制造获得的打击面板半成品(打击面板半成品提供步骤S1)，于未进行该时效热处理步骤S2的状况下直接进行该热轧步骤S3以获得该打击面板成品，然后于750℃的温度下对该打击面板成品进行退火45分钟(第一退火步骤S4)所获得的经退火处理的打击面板成品作为第A0组。另外地，第A1组的经退火处理的打击面板成品的试验条件与前述的第A0组大抵相同，唯一区别在于，第A1组是先进行该时效热处理步骤S2后才进行该热轧步骤S3，第A1组的时效热处理步骤S2的条件为：700℃、11小时。
表1、本试验各组的处理条件
请参照表1所示，进行该时效热处理S2的第A1组打击面板成品的杨氏系数为147Gpa，明显高于未进行该时效热处理S2步骤的第A0组打击面板成品。
(B)第一退火步骤的温度测试
请参照表2所示，本试验取该T9S钛合金基材所制造获得的打击面板半成品(打击面板半成品提供步骤S1)，于700℃的温度下进行时效热处理11小时(时效热处理步骤S2)后，进行该热轧步骤S3以获得该打击面板成品，该打击面板成品于不同的温度下进行该第一退火步骤S4，将该打击面板成品焊接于该球杆头本体后，再于600℃的温度下进行退火60分钟(第二退火步骤S6)所得的高尔夫球杆头作为第B1及B2组。第B1组的第一退火步骤S4的条件为：750℃、45分钟，第B2组的第一退火步骤S4的条件为：780℃、45分钟。
表2、本试验各组的处理条件
请参照表2所示，进行该第一退火处理S4的第B1及B2组打击面板成品的杨氏系数为137～147Gpa，其中以于750℃的温度下进行该第一退火步骤S445分钟的第B1组效果为佳。
(C)反弹系数与特征时间的关系式
将通过本发明高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品的反弹系数(COR)与特征时间(CT)绘制散点图，经计算可以获得的回归公式为COR＝0.0004×CT+0.726，相比于美国高尔夫球协会USGA所公开的回归公式(COR＝0.000436×CT+0.718)，在相同的特征时间下，通过本发明高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品的反弹系数较高，也代表该高尔夫球杆头成品具有较高的杨氏系数。
(D)机械手测试结果
将通过该现有的高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品作为第D0组，及将通过本发明高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品作为第D1组，分别以各组的高尔夫球杆头成品打击高尔夫球后，测量该高尔夫球的球速及旋转量，其结果如表3所示，该第D1组的高尔夫球杆头成品打击的高尔夫球的球速增加、旋转量降低，借此可以提升该高尔夫球受到打击后所能够弹跳滚动的距离至少3～5码。
表3、本试验各组的测试结果
组别 球速(mph) 旋转量(rpm)
第D0组 146.5 3182.8
第D1组 147.1 2874.4
综合上述，相比于现有的高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品，通过本发明的高尔夫球杆头的制造方法所制造获得的高尔夫球杆头成品具有较高的杨氏系数，使得使用者以该高尔夫球杆头打击该高尔夫球时，可以提升该高尔夫球的球速，并降低该高尔夫球的旋转量，借此可以提升该高尔夫球受到打击后所能够弹跳滚动的距离。
虽然本发明已利用上述较佳实施例进行公开，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本发明所保护的技术范畴，因此本发明的保护范围当视权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，包括：
一个打击面板半成品提供步骤，提供一个打击面板半成品，该打击面板半成品由钛合金基材所制得，该钛合金基材包括以重量百分比计为7～9.5％的铝、0.5～2％的钒、0.05～0.4％的硅、0.4％以下的铁、0.15％以下的氧、0.1％以下的碳、0.05％以下的氮，其余比例为钛及不可避免的杂质，且该钛合金基材的密度为4.32～4.35 g/cm3；
一个时效热处理步骤，于650～750℃的温度下对该打击面板半成品进行时效热处理10～12小时；
一个热轧步骤，于该时效热处理步骤后，热轧该打击面板半成品，形成一个打击面板成品；
一个第一退火步骤，于700～800℃的温度下对该打击面板成品进行退火30～60分钟；
一个焊接步骤，于该第一退火步骤后，将该打击面板成品焊接于一个球杆头本体，该球杆头本体由前述钛合金基材所制得，形成一个高尔夫球杆头半成品；及
一个第二退火步骤，于500～700℃的温度下对该高尔夫球杆头半成品进行退火30～240分钟，获得一个高尔夫球杆头成品。
2.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，该时效热处理步骤中，于680～720℃的温度下对该打击面板半成品进行时效热处理10.5～11.5小时。
3.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，该第一退火步骤中，于740～760℃的温度下对该打击面板成品进行退火40～50分钟。
4.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，该第二退火步骤中，于580～620℃的温度下对该高尔夫球杆头进行退火50～70分钟。
5.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，该热轧步骤中，形成板厚介于3.4～3.6 mm之间的打击面板成品。
6.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，该热轧步骤中，形成打击面的横向曲率半径与打击面的纵向曲率半径的相差值小于30 mm的打击面板成品。
7.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，该第二退火步骤中，获得打击面的反弹系数介于0.82～0.83之间的高尔夫球杆头成品。
8.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，该第二退火步骤中，获得打击面的特征时间小于257μs的高尔夫球杆头成品。
9.如权利要求1所述的高尔夫球杆头的制造方法，其特征在于，通过该时效热处理使该打击面板半成品中的晶粒的尺寸小于18μm。
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