CN100469407C - 高尔夫杆头的锻压初胚 - Google Patents

Abstract

一种高尔夫杆头的锻压初坯，该初坯利用铸造方式制成，该初坯设置至少一预设弯折部，该预设弯折部的二端分别连接一杆头部及一套柄部。在进行锻压时，该初坯的预设弯折部可减少锻压的加工变形量，并同时填实该初坯的表面渣孔，以使该初坯使用较少锻模即可锻压形成结构完整的一杆头。

Description

高尔夫杆头的锻压初胚

技术领域

本发明关于一种高尔夫杆头的锻压初胚，特别是关于先由铸造制成一初胚，该初胚具有一预设弯折部，以便利用该初胚快速锻压制造高尔夫杆头的构造。

背景技术

习用高尔夫杆头的制造方法，如图1所示，该制程首先选用适当的碳钢或合金钢，将其辊轧抽拉制成一金属棒材90。接着，使该金属棒材90经过数个锻模91a至91d进行数次锻压处理。在锻造过程中，由于各锻模91a至91d的模穴92a至92d是依序形成连续性形状变化，因此可逐渐使该金属棒材90的外形轮廓同步锻压成对应形状的杆头半成品90a至90d。最后，将该杆头半成品90d再经数道表面加工，即可制得预定规格的杆头成品(未绘示)。

虽然，该锻造成型的杆头成品具有钢质均匀且结构强度高等优点，但是由于锻造过程使用过多锻模91a至91d数量，且该锻模91a至91d的模穴92a至92d也易因长期受压变形，而需经常更换，因而该制程存在开模及换模成本过高，及无法使制得的杆头成品维持规格一致等缺点。同时，在上述锻造制程期间，将该金属棒材90锻压至该杆头半成品90d即发生极大的变形量，一旦钢质的延性不佳时，该金属棒材90将容易在欲预设弯折部位发生裂痕93，因而降低杆头成品的锻造品质及良率。虽然藉由高温固溶热处理可提升金属棒材90的延性及可锻压性，但此举却相对延长制程，且过高温度也促使该锻模91a至91d产生变形，并降低该锻模91a至91d的使用寿命及锻造精确度。

另一习用高尔夫杆头的制造方法，如图2所示，其是利用脱蜡铸造方式制造一杆头成品，其制程首先是准备一铸模81，其设有一模穴811，该模穴811具有预定杆头成品的规格；接着，将蜡液注入该铸模81的模穴811以形成一蜡模80；自该模穴811取出该蜡模80，再将该蜡模80浸浆形成一砂壳模82；接着，加热使蜡模80熔化脱离该砂壳模82；再将融熔金属液注入该砂壳模82，以形成一杆头半成品83。最后，将该杆头半成品83经数道表面加工，如此即可制得预定规格的杆头成品(未绘示)。

虽然该铸造成型的杆头成品具有降低制造成本及适于大量生产等优点，且其杆头成品在抗拉强度、磨耗及金属疲劳等机械性质的表现也几近等同于锻造的杆头成品的表现。然而，如图3所示，由于铸造过程常伴随在该杆头半成品83表面形成不良的渣孔84(或称砂孔、气孔)，以致当该杆头半成品83的表面抛光不足或抛光过度时，该杆头成品将造成残留渣孔84或尺寸精度失真等问题。由于熔融金属的流动性不佳，其在铸造时未能确实充填于该砂壳模82内，因此也造成铸造后的成形性质不佳。

另一方面，对于浇铸性质不佳的铁锰铝合金而言(其黏滞性过高)，该渣孔84的问题十分严重，甚至会影响使用该材质的杆头成品铸造良率。再者，例如AISI 8620钢及AISI 4130钢等金属、合金材料，由于其熔融金属的流动性不佳，故该金属材质的熔融金属无法确实充填于具精细模穴造形的砂壳模82内，因此无法得到良好的初胚83形状。然而，上述的金属材料具有较低的硬度范围(约为HRB 80至100)，若将其制作成高尔夫球杆头有吸震性佳、击球感优良、延展性高，及任意调整套柄角度等优点。因此，有必要进一步改良上述高尔夫杆头的制造方法，以便加速制程及使制程可适用各种金属材质。

发明内容

有鉴于此，本发明为改良上述缺点，该初胚先由铸造方式制成，该初胚设置至少一预设弯折部，如此利用该初胚进行锻压时，该预设弯折部可减少过度弯折产生裂痕的机率。藉此，本发明不但能兼顾杆头成品的表面性质及结构强度，且确实更能进一步加速制程、提升锻压品质及扩大取材范围。

本发明的主要目的是提供一种高尔夫杆头的锻压初胚，该初胚利用铸造方式制成，该初胚设置至少一预设弯折部，该预设弯折部可减少后续锻压步骤及避免形成锻压缺陷，使本发明具有加速制程、降低制造成本及适于量产的功效。

本发明的次要目的是提供一种高尔夫杆头的锻压初胚，该初胚先由铸造方式制成，该初胚具有一预设弯折部，在该初胚进行锻压时，至少一锻模可填实该初胚表面的渣孔并确保预设弯折部的结构完整，因此使制程适用浇铸性质不佳而易生渣孔的金属材质，使本发明具有提升成品良率及扩大取材范围的功效。

根据本发明的高尔夫杆头的锻压初胚，该初胚利用铸造方式制成，该初胚设置至少一预设弯折部，该预设弯折部的二端分别连接一杆头部及一套柄部。

在进行锻压时，该初胚的预设弯折部可减少锻压的加工变形量，并同时填实该初胚的表面渣孔，以使该初胚使用较少锻模即可锻压形成结构完整的一杆头。

附图说明

图1为习用高尔夫杆头的锻压初胚的制程示意图。

图2为另一习用高尔夫杆头的锻压初胚的制程示意图。

图3为习用高尔夫杆头表面图2的局部放大图。

图4为本发明第一实施例的高尔夫杆头的锻压初胚的侧视图。

图5为本发明第一实施例的高尔夫杆头的锻压初胚进行锻压制程的示意图。

图6为本发明第一实施例的高尔夫杆头的锻压初胚在锻压后产生锻造毛边的示意图。

图7为本发明第一实施例的高尔夫杆头的锻压初胚去除锻造毛边后的杆头半成品的示意图。

图8为本发明第一实施例的高尔夫杆头的锻压初胚所制得的杆头成品的示意图。

图9为本发明第二实施例的高尔夫杆头的锻压初胚的侧视图。

图10为本发明第二实施例的高尔夫杆头的锻压初胚所制得的杆头成品的示意图。

图号说明：

10.初胚      10’.杆头半成品  10a.杆头成品   101.渣孔

102.锻造毛边 11.预设弯折部    11a.颈部       12.杆头部

12’.杆头部  12a.本体         121.面板部     122.预制配重体

13.套柄部    13a.套柄         20.锻模        21.模穴

80.蜡模      81.铸模          82.砂壳模      83.杆头半成品

84.渣孔      90.金属棒材      93.裂痕

90a至        90d.杆头半成品   91a至91d.锻模  92a至92d.模穴

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

请参照图4所示，本发明第一实施例的高尔夫杆头的锻压初胚包含一初胚10。该初胚10通常利用铸造方式制成，且该铸造方式较佳选择使用如图2所示的习用脱蜡铸造方式进行制造，其使用的铸材可选自各种金属或合金，例如铁锰铝合金、AISI 8620钢或AISI 4130钢等。在铸造后，该初胚10设置形成至少一预设弯折部11，该预设弯折部11具有一第一端及一第二端，该第一端连接一杆头部12，及该第二端连接一套柄部13。该预设弯折部11的弯折角度α较佳界于100°至150°之间，而该杆头部12及套柄部13则依产品需求选择形成不同的厚度D、d，以形成不同横截面积，也即具有不同模数(横截面积/周长)，其横截面形状大致为圆形，或近似于圆形。再者，该初胚10在铸造后通常伴随产生少许的渣孔101。另外，该初胚10的体积较佳的是包含一预留加工量，该预留加工量可使该初胚10具有加工裕度，以便在后续锻压步骤中进行加工形成一杆头成品10a。在本发明中，含预留加工量的初胚10的总体积较佳的是等于后续锻造压缩量、锻造毛边切除量、表面加工去除量及该杆头成品10a最终体积的总和：

V_初胚＝V_{锻造压缩量}+V_{锻造毛边切除量}+V_{表面加工去除量}+V_杆头成品

换言之，单就该初胚10的预留加工量而言，其等于后续锻造压缩量、锻造毛边切除量、表面加工去除量的体积和。再者，该预留加工量的体积较佳形成在与该杆头成品10a的本体的打击面板相垂直的方向上。

V_{预留加工量}＝V_{锻造压缩量}+V_{锻造毛边切除量}+V_{表面加工去除量}

请参照图4至图8所示，本发明第一实施例首先利用至少一锻模20锻压该初胚10，该锻模20的数量可依制程需求加以调整。该锻模20设有一模穴21，而该模穴21具有预定杆头成品10a的尺寸规格。在上述锻压所使用的最后一道锻模20的模穴21中，该锻模20的模穴21将可高压锻压该初胚10，对该初胚10的预设弯折部11进行调整角度，并对该杆头部12及套柄部13进行调整厚度及横截面积。值得注意的是，由于本发明在该初胚10预设该预设弯折部11，因此该锻模20仅需对该初胚10进行轻微调整弯折角度α。由于角度调整仅造成轻微变形量，因此本发明能有效避免该预设弯折部11因过度弯折而产生裂痕的机率，进而确保该初胚10的结构完整。如图6所示在锻造后，该杆头半成品10’通常在该锻模20的模穴21夹缝处向外形成一锻造毛边102，在该杆头半成品10’进行脱模及冷却定形后，则适当切除该锻造毛边102。如图7、8所示，在锻压后，该杆头半成品10’也可进一步进行表面加工处理，以制得一杆头成品10a，该杆头成品10a至少包含一头部11a、一本体12a及一套柄13a，藉此使该杆头成品10a具有较佳外观及一致规格。

再者，该锻模20锻压该初胚10的总锻压体积压缩量必需控制至等于上述预定值(V_{锻造压缩量})，如此即可由该初胚10锻造成一杆头半成品10’，并使该杆头半成品10’的规格接近一杆头成品10a的最终规格。另一方面，在进行锻压期间，由于锻造压力也可同时填实该杆头半成品10’表面的渣孔101，因此也可提高该杆头半成品10’的表面平整度并相对减少表面加工需求。在锻压后，该杆头半成品10’距表面层至少0.5mm以内则形成具流线特征的锻压微结构组织，其可提升该杆头半成品10’的表面机械性质，同时也可使该表面层内的基材保有原本铸造产生的极佳韧性，因而能提升后续杆头成品10a的结构强度。由于本发明可藉由铸造及锻压的复合制程有效的填实该初胚10表面的渣孔101，因此即使制程使用铁锰铝合金等浇铸性质不佳而易生渣孔的铸造材质，其也不会影响后续杆头成品10a的铸造良率，故相对可扩大取材范围。

另外，由于该初胚10的预设弯折部11已具有一弯折角度α，因此使锻压制程可省略利用高温固溶热处理提升延展性的步骤。即使锻压制程仍还用高温固溶热处理步骤，本发明也仅需加温至相对较低高温(750℃至1050℃)，因而有利于缩短制程及延长锻模寿命。另一方面，藉由适当增加该初胚10各部位的模数(横截面积/周长)，则可减少热处理的热能损耗机率，其也有利于维持该初胚10的高温延展性。

请参照图9、10所示，其揭示本发明第二实施例的高尔夫杆头的锻压初胚。相较于第一实施例，第二实施例的初胚10’将该杆头部12’的厚度D’及横截面积设计成小于该套柄部13’的厚度d’及横截面积，以形成相对厚度较薄的杆头部12’。在经过至少一次锻压后，该杆头部12’的厚度D’可足供形成该杆头成品10a的一面板部121，预设弯折部11’可形成该杆头成品10a一颈部11a，及该套柄部13则可形成杆头成品10a的一套柄13a。该杆头成品10a面板部121的背面则可供另外结合一预制配重体122，而组成该杆头成品10a的本体12a。当该初胚10包含厚度较薄的该杆头部12’时，该初胚10’将具有较佳的模数比，因此即使该初胚10，使用浇铸性质不佳的铁锰铝合金，或流动性不佳的AISI 8620钢及AISI 4130钢等金属、合金材料，其也可相对减少产生渣孔或提升铸造良率。

如上所述，相较于习用锻造制程必需使用较多锻模且锻造初胚的加工变形量过大也造成锻造缺陷等缺点，本发明图4藉由铸造制成该初胚10的预设弯折部11，其确实可减少该初胚10的弯折加工变形量及总锻压次数，并确保杆头成品10a的表面性质及结构强度、减少渣孔101，进而加速制程、降低制造成本、扩大取材范围、提升锻造品质。

Claims (7)

1、一种高尔夫杆头的锻压初胚，该初胚利用铸造方式制成，其特征在于，该初胚包含：至少一个预设弯折部，其具有一个第一端及一个第二端；一个杆头部，其连接于该预设弯折部的第一端；及一个套柄部，其连接于该预设弯折部的第二端；在利用该初胚进行锻压时，该预设弯折部可减少该初胚的锻压变形量；在锻压期间，该初胚的表面渣孔可受锻压压力填实，以利将该初胚锻压成结构完整的一个杆头。

2、根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻压初胚，其特征在于，该杆头部及该套柄部的横截面形状为圆形，或近似于圆形。

3、根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻压初胚，其特征在于，该初胚另包含一个预留加工量，该预留加工量的体积形成在与该杆头成品本体的打击面板相垂直的方向上。

4、根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻压初胚，其特征在于，该初胚的杆头部的横截面积大于该套柄部的横截面积，如此该初胚的杆头部可锻压形成该杆头的一个本体及一个面板。

5、根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻压初胚，其特征在于，该初胚的杆头部的横截面积小于该套柄部的横截面积，如此该杆头部可锻压形成该杆头的一个面板部，且该杆头的面板部可由背面另外结合一配重体，以便组成该杆头的一个本体。

6、根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻压初胚，其特征在于，该初胚由合金材质铸造制成。

7、根据权利要求6所述的高尔夫杆头的锻压初胚，其特征在于，该合金材质选用铁锰铝合金、AISI 4130合金钢或AISI 8620合金钢之一。

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