JP2019528890A - マルチプロセス硬化方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
本発明は、2016年9月16日出願の米国特許仮出願第62/395,466号の利益を主張するものであり、上記出願に開示される全ての内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
第1プロセスは、ベータ−トランザス温度(またはソルバス温度)直下でのクラブヘッドアセンブリ30の熱処理プロセス100である。クラブヘッドアセンブリ30は、不活性ガスが注入された真空環境チャンバ内で加熱されてもよい。不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、およびキセノン、またはそれらの混合ガスから構成される群から選択可能である。クラブヘッドアセンブリ30は、さらに、誘導加熱コイルを用いた誘導加熱によって加熱されてもよい。誘導加熱コイルを用いた誘導加熱では、交番磁界が材料を貫通し、材料内に電流を発生させる。電流は、材料内の原子を励起し、熱を発生させる。誘導加熱はまた、粒状構造をより強くし、応力は、脆弱点と溶接領域を緩和する。
次に、クラブヘッドアセンブリ30は、クラブヘッドアセンブリ30の熱を制御された急速な方法で室温まで下げるために、急冷法プロセス200を受ける。急冷法プロセス200は、加熱されたクラブヘッドアセンブリ30を選択された温度の流体内に急速に入れることによって行われる。急冷法プロセス200中に熱が急速に下がることで、保持されているβ安定体の一部といくらかの変化したαを依然として備えながら、残りのβ安定体の大部分をマルテンサイト粒子に変化させることができる。マルテンサイト粒子は、強くて硬いメタ安定相であるため、クラブヘッドアセンブリ30の強度と硬度を増加させる。クラブヘッドアセンブリ30の強度と硬度が増すことで、フェースプレート14の厚みをより薄くすることができるため、ボールとの衝突時により大きな撓みを有する。フェースプレート14の厚みが薄いと、さらに、CGの配置とMOIを最適化するために、任意のウェイトをクラブヘッドアセンブリ30の他の位置に配置することができる。
急冷法プロセス200で残りのβ安定体がマルテンサイトに変化した後、クラブヘッドアセンブリ30は、次に、エージング処理プロセス300を受ける。エージング処理プロセス300では、クラブヘッドアセンブリ30の構造的特性をさらに操作するために、クラブヘッドアセンブリ30の温度を上げる。具体的には、エージング処理プロセス300は、クラブヘッドアセンブリ30の強度をさらに増加させ、クラブヘッドアセンブリ30の延性が減少しすぎることを防ぐ。さらに、エージング処理プロセス300は、クラブヘッドアセンブリ30の特定の部分に適用されてもよく、それにより、強度が増加した構造的特性がその領域に集中する。エージング処理プロセス300は、エージングオーブンによる従来の加熱、または誘導加熱コイルによる誘導加熱によって実施されてよい。
エージング処理プロセス300を受けた後、クラブヘッドアセンブリ30は、熱低下プロセス400において、比較的遅い冷却速度で室温まで冷却される。比較的遅い冷却速度により、クラブヘッドアセンブリ30の延性が、クラブヘッドアセンブリ30が脆くなってしまうまで減少しないように維持しやすくすることできる。さらに、比較的遅い冷却速度により、クラブヘッドアセンブリ30が酸化される可能性も低下する。上記のエージング処理プロセス300から、誘導加熱コイルまたはエージングオーブンの温度をゆっくりと低下させることで、室温までクラブヘッドアセンブリ30に熱低下プロセス400を実施することができる。クラブヘッドアセンブリ30をセラミック材料に浸漬させることによって、または、対流冷却によって、クラブヘッドアセンブリ30をゆっくりと室温までさらに冷却することができる。
一例では、Ti−6−4を備えるゴルフクラブヘッドは、熱処理プロセス100と、急冷法プロセス200と、エージング処理プロセス300と、熱低下プロセス400の複合プロセスを受けた。複合プロセスは、さらに、ゴルフクラブヘッドの延性が低下しすぎることを防ぐ。複合プロセスの後、ゴルフクラブヘッドの測定が行われ、160ksiの降伏強度、170ksiの引張強度、10%の伸び率(伸び率は延性の評価指標)、および、(ロックウェル硬度Cスケールに基づく)C41の硬度レベルを有すると測定された。アニールされたTi−6−4を備えるゴルフクラブヘッドと比較して、複合プロセスを経たTi−6−4は、降伏強度が25%高く、引張強度が25.9%高く、さらに硬度レベルが6増加した。さらに、強度を増加する他のプロセスを受けたTi−6−4を備える他のゴルフクラブヘッドと比較して、複合プロセスは、ゴルフクラブヘッドの延性が脆くなるまで減少することを防いだ。
Claims (20)
- クラブヘッドアセンブリの方法であって、
(a)凹部を有するゴルフクラブヘッドとフェースプレートとを提供することであって、前記ゴルフクラブヘッドと前記フェースプレートとは、α−β Ti合金から形成されており、前記α−β Ti合金は、5.5wt%から6.75wt%のアルミニウム(Al)と、3.5wt%から4.5wt%のバナジウム(V)と、最大0.08wt%の炭素(C)と、最大0.03wt%のシリコン(Si)と、最大0.3wt%の鉄(Fe)と、最大0.2wt%の酸素(O)と、最大0.015wt%のスズ(Sn)と、微量のモリブデン(Mo)と、を備える、前記提供することと、
(b)前記フェースプレートを前記ゴルフクラブヘッドの前記凹部に位置合わせすることと、
(c)前記フェースプレートを前記ゴルフクラブヘッドに溶接することと、
(d)所定の時間にわたって前記α−β Ti合金のβ−トランザス温度直下の温度まで、前記クラブヘッドアセンブリを熱処理することと、
(e)前記クラブヘッドアセンブリを室温まで急冷することと、
(f)Ti3Al溶液温度直下の温度まで前記クラブヘッドアセンブリをエージングすることと、
(g)毎時400℃以下ずつ、前記クラブヘッドアセンブリの温度を室温まで低下することと、を備える方法。 - ステップ(d)の前記クラブヘッドアセンブリは、425℃から550℃のα−β Ti合金溶液中で熱処理される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(e)の前記クラブヘッドアセンブリは、ストレートオイルと、水と、水溶性流体と、微粒分散オイルと、合成流体または半合成流体と、から構成される群から選択される流体を備える、請求項1に記載の方法。
- ステップ(e)の前記クラブヘッドアセンブリは、少なくとも550℃/秒の急冷速度で急冷される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(f)の前記クラブヘッドアセンブリは、誘導加熱コイルを用いた誘導加熱によってエージングされる、請求項1に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、毎時175℃以下ずつ、室温まで低下される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、毎時350℃以下ずつ、室温まで低下される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、5時間から7時間の時間範囲で、室温まで低下される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、2時間から6時間の時間範囲で、室温まで低下される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、3時間から8時間の時間範囲で、室温まで低下される、請求項1に記載の方法。
- クラブヘッドアセンブリの方法であって、
(a)凹部を有するゴルフクラブヘッドとフェースプレートとを提供することであって、前記ゴルフクラブヘッドと前記フェースプレートとは、α−β Ti合金から形成されており、前記α−β Ti合金は、6wt%のAlと、6wt%のVと、2wt%のSnと、を備える、前記提供することと、
(b)前記フェースプレートを前記ゴルフクラブヘッドの前記凹部に位置合わせすることと、
(c)前記フェースプレートを前記ゴルフクラブヘッドに溶接することと、
(d)所定の時間にわたって、前記α−β Ti合金のβ−トランザス(β−transus)温度直下の温度まで、前記クラブヘッドアセンブリを熱処理することと、
(e)前記クラブヘッドアセンブリを室温まで急冷することと、
(f)Ti3Al溶液温度直下の温度まで前記クラブヘッドアセンブリをエージングすることと、
(g)毎時400℃以下ずつ、前記クラブヘッドアセンブリの温度を室温まで低下することと、を備える方法。 - ステップ(d)の前記クラブヘッドアセンブリは、400℃から630℃のα−β Ti合金溶液中で熱処理される、請求項11に記載の方法。
- ステップ(e)の前記クラブヘッドアセンブリは、ストレートオイルと、水と、水溶性流体と、微粒分散オイルと、合成流体または半合成流体と、から構成される群から選択される流体を備える、請求項11に記載の方法。
- ステップ(e)の前記クラブヘッドアセンブリは、少なくとも2000℃/秒の急冷速度で急冷される、請求項11に記載の方法。
- ステップ(f)の前記クラブヘッドアセンブリは、誘導加熱コイルを用いた誘導加熱によってエージングされる、請求項11に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、毎時125℃以下ずつ、室温まで低下される、請求項11に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、毎時275℃以下ずつ、室温まで低下される、請求項11に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、5時間から7時間の時間範囲で、室温まで低下される、請求項11に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、7時間から8時間の時間範囲で、室温まで低下される、請求項11に記載の方法。
- ステップ(g)の前記クラブヘッドアセンブリの前記温度は、3時間から8時間の時間範囲で、室温まで低下される、請求項11に記載の方法。
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