JPH119741A

JPH119741A - 非晶質Ｚｒ合金製ゴルフクラブヘッド鋳物

Info

Publication number: JPH119741A
Application number: JP9167084A
Authority: JP
Inventors: Akira Mihashi; 章三橋; Masato Otsuki; 真人大槻; Kazuaki Kubo; 和明久保; Noboru Yonezawa; 登米澤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度および低弾性率を有する非晶質Ｚｒ合
金製ゴルフクラブヘッド鋳物を提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッド鋳物を、原子％で、
Ｃｕ：１０〜３２％、Ａｌ：３〜１５％、Ｎｉ：５〜１
５％、Ｓｎ：０．３〜１．４％、Ｆｅ：０．０２〜１
％、Ｃｒ：０．０２〜１％、を含有し、さらに必要に応
じて、Ｔｉ：０．１〜１０％、を含有し、残りがＺｒと
不可避不純物からなる組成、並びに全体が非晶質（アモ
ルファス）、あるいは５０面積％以上が非晶質で、残り
が結晶質からなる組織、を有する非晶質Ｚｒ合金で構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高強度および低
弾性率を有する非晶質Ｚｒ合金製ゴルフクラブヘッド鋳
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般にゴルフクラブヘッド鋳物と
して、ステンレス鋼製のものや、Ｔｉ合金製のものなど
が広く知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、ゴルフクラブヘ
ッドに対する軽量化および薄肉化の要求は強く、またゴ
ルフクラブヘッドには、打球の高飛距離化および方向安
定性が永遠の課題として常に存在し、このため一段と高
強度および低弾性率を有するゴルフクラブヘッド鋳物の
開発が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、より一段と高強度および低弾性
率を有するゴルフクラブヘッド鋳物を開発すべく研究を
行った結果、ゴルフクラブヘッド鋳物を、原子％で（以
下、単に％の表示は原子％を示す）、Ｃｕ：１０〜３２％、Ａｌ：３〜１５％、Ｎｉ：５〜１５％、Ｓｎ：０．３〜１．４％、Ｆｅ：０．０２〜１％、Ｃｒ：０．０２〜１％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｔｉ：０．１〜１０％、を含有し、残りがＺｒと不可避不純物からなる組成、並
びに全体が非晶質（アモルファス）、あるいは５０面積
％以上が非晶質で、残りが結晶質からなる組織、を有す
る非晶質Ｚｒ合金で構成すると、この結果の非晶質Ｚｒ
合金製ゴルフクラブヘッド鋳物は、いずれも従来一般に
広く適用されている、例えばＪＩＳ・ＳＣＳ２４で規定
するステンレス鋼製のものや、Ｔｉ−６重量％Ａｌ−４
重量％Ｖの組成を有するＴｉ合金製のものに比して強度
が著しく高く、これによってより一段の軽量化および薄
肉化が可能となり、さらに弾性率もその組織の主体が非
晶質であることと相まって相対的に低く、このため打球
の高飛距離化および方向安定性がより一層向上するよう
になるという研究結果を得たのである。

【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、Ｃｕ：１０〜３２％、Ａｌ：３〜１５％、Ｎｉ：５〜１５％、Ｓｎ：０．３〜１．４％、Ｆｅ：０．０２〜１％、Ｃｒ：０．０２〜１％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｔｉ：０．１〜１０％、を含有し、残りがＺｒと不可避不純物からなる組成、並
びに全体が非晶質（アモルファス）、あるいは５０面積
％以上が非晶質で、残りが結晶質からなる組織、を有す
る非晶質Ｚｒ合金で構成してなる、高強度および低弾性
率を有する非晶質Ｚｒ合金製ゴルフクラブヘッド鋳物に
特徴を有するものである。

【０００６】ついで、この発明のゴルフクラブヘッド鋳
物を構成する非晶質Ｚｒ合金の成分組成を上記の通りに
限定した理由を説明する。（ａ）ＣｕおよびＡｌこれら両成分には、ＺｒおよびＮｉ成分との共存におい
て非晶質を形成し、強度を向上させ、かつ弾性率を低減
する作用があるが、その含有量がＣｕおよびＡｌのいず
れでもＣｕ：１０％未満、Ａｌ：３％未満になると、非
晶質の割合が５０面積％未満となってしまい、所望の強
度向上効果および弾性率低減効果が発揮されず、一方そ
の含有量がＣｕおよびＡｌのいずれでもＣｕ：３２％、
Ａｌ：１５％を越えても非晶質の形成能が低下し、非晶
質の割合が５０面積％未満となってしまうことから、そ
の含有量を、Ｃｕ：１０〜３２％、Ａｌ：３〜１５％と
それぞれ定めた。なお、望ましくはＣｕ：１４〜２４
％、Ａｌ：７〜１２％の含有がよい。

【０００７】（ｂ）ＮｉＮｉ成分には、同じくＺｒ、Ｃｕ、およびＡｌとの共存
において非晶質を形成し、強度の向上および弾性率の低
減をはかるほか、鋳造性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が５％未満では前記作用に所望の向上効果が得
られず、一方その含有量が１５％を越えると、非晶質の
形成能が抑制されるようになることから、その含有量を
５〜１５％、望ましくは８〜１２％と定めた。

【０００８】（ｃ）ＳｎＳｎ成分には、弾性率を低減し、かつＮｉと共に鋳造性
を向上させる作用があるが、その含有量が０．３％未満
では前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含
有量が１．４％を越えると、強度が低下するようになる
ことから、その含有量を０．３〜１．４％、望ましくは
０．５〜１．０％と定めた。

【０００９】（ｄ）ＦｅおよびＣｒこれら両成分には、共存して強度を向上させる作用があ
るが、その含有量がＦｅおよびＣｒのいずれでも０．０
２％未満になると、所望の強度向上効果ず得られず、一
方その含有量がＦｅおよびＣｒのいずれでも１％を越え
ると、弾性率が上昇すると共に、鋳造性が損なわれるよ
うになることから、その含有量を、それぞれＦｅ：０．
０２〜１％、望ましくは０．１〜０．４％、Ｃｒ：０．
０２〜１％、望ましくは０．０７〜０．３％と定めた。

【００１０】（ｅ）ＴｉＴｉ成分には、一段と強度を向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量が０．１％
未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その含有
量が１０％を越えると、弾性率が上昇するようになるこ
とから、その含有量を０．１〜１０％、望ましくは２〜
８％と定めた。

【００１１】また、同じく非晶質Ｚｒ合金における非晶
質の割合を５０面積％以上と定めたが、これは、その割
合が５０面積％未満になると、所望の強度向上効果およ
び弾性率低減効果を確保することができなくなるという
理由からである。さらに、非晶質Ｚｒ合金における非晶
質は、上記の通りＺｒ、Ｃｕ、Ａｌ、およびＮｉ成分の
共存によって形成されるが、これの５０面積％以上の割
合は、主として前記４成分の含有量、合金溶湯の鋳造温
度、および鋳造後の冷却速度によって所定の割合に調整
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明のゴルフクラブ
ヘッド鋳物を実施例により具体的に説明する。通常の真
空溶解炉を用いて、表１に示される成分組成をもったＺ
ｒ合金溶湯を調製し、これら溶湯を１０００〜１３００
℃の範囲内の所定の鋳造温度で水冷銅鋳型に鋳造し、こ
の場合非晶質の割合を前記成分組成および鋳造温度に加
えて制御する目的で、前記水冷銅鋳型の冷却速度を鋳型
冷却水量を調整して種々制御しながら冷却するすること
により、非晶質Ｚｒ合金で構成され、かつ直径：１８ｍ
ｍ×長さ：１７０ｍｍの寸法をもった本発明ゴルフクラ
ブヘッド鋳物素材（以下、本発明ヘッド鋳物素材と云
う）１〜１６をそれぞれ製造した。

【００１３】また、比較の目的で、溶湯の成分組成を、
重量％で、Ｃ：０．０３２％、Ｓｉ：０．３４％、Ｍ
ｎ：０．５２％、Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．０２１
％、Ｎｉ：３．９２％、Ｃｒ：１６．６８％、Ｃｕ：
３．４６％、Ｎｂ：０．３９％、を含有し、残りがＦｅ
とその他の不可避不純物からなるステンレス鋼（ＪＩＳ
・Ｇ５１２１、ＳＣＳ２４）とすると共に、鋳造温度
を：１６００℃とし、かつ水冷銅鋳型の冷却水量を一定
とする以外は同一の条件で、従来ステンレス鋼製ゴルフ
クラブヘッド鋳物素材（以下、従来ヘッド鋳物素材Ｓと
云う）を製造した。さらに、比較の目的で、溶湯の成分
組成を、Ａｌ：６．０３重量％、Ｖ：４．１２重量％、
Ｔｉおよび不可避不純物：残り、とすると共に、鋳造温
度を：１６５０℃とし、かつ水冷銅鋳型の冷却水量を一
定とする以外は同一の条件で、従来Ｔｉ合金製ゴルフク
ラブヘッド鋳物素材（以下、従来ヘッド鋳物素材Ｔと云
う）を製造した。

【００１４】この結果得られた各種のヘッド鋳物素材か
ら、ＪＩＳ・Ｚ２２０１（平行部直径：６ｍｍ）に規定
する試験片を削り出し、ＪＩＳ・Ｚ２２４１に基づいて
引張試験を行い、降伏強度を測定し、強度を評価した。
また、同じく横：４ｍｍ×縦：３ｍｍ×長さ：４０ｍｍ
の試験片を削り出し、ＪＩＳ・Ｚ２２８０に基づく横振
動共振法にてヤング率を測定し、弾性率を評価した。こ
れらの測定結果を表２に示した。なお、表２には、本発
明ヘッド鋳物素材１〜１６のそれぞれの非晶質の割合を
示した。この非晶質の割合は、任意箇所を光学顕微鏡
（１００倍）で観察し、その組織写真における非晶質の
割合を画像解析装置を用いて測定したものであり、測定
３か所の平均値として示した。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【発明の効果】表３に示される結果から、本発明ヘッド
鋳物素材１〜１６は、いずれも従来ヘッド鋳物素材Ｓお
よび従来ヘッド鋳物素材Ｔに比して一段と高強度を有
し、さらに弾性率の低いものであることが明らかであ
る。上述のように、この発明のゴルフクラブヘッド鋳物
は、高強度を有し、かつ弾性率の低い非晶質Ｚｒ合金で
構成されているので、これの軽量化および薄肉化を可能
とするばかりでなく、より一層の打球の高飛距離化およ
び方向安定性をはかることができるものであり、すぐれ
た性能を具備するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米澤登埼玉県桶川市上日出谷1230 三菱マテリアル株式会社桶川製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子％で、Ｃｕ：１０〜３２％、Ａｌ：３〜１５％、Ｎｉ：５〜１５％、Ｓｎ：０．３〜１．４％、Ｆｅ：０．０２〜１％、Ｃｒ：０．０２〜１％、を含有し、残りがＺｒと不可避不純物からなる組成、並びに全体が非晶質、あるいは５０面積％以上が非晶質
で、残りが結晶質からなる組織、を有する非晶質Ｚｒ合
金で構成したことを特徴とする非晶質Ｚｒ合金製ゴルフ
クラブヘッド鋳物。
【請求項２】原子％で、Ｃｕ：１０〜３２％、Ａｌ：３〜１５％、Ｎｉ：５〜１５％、Ｓｎ：０．３〜１．４％、Ｆｅ：０．０２〜１％、Ｃｒ：０．０２〜１％、を含有し、さらに、Ｔｉ：０．１〜１０％、を含有し、残りがＺｒと不可避不純物からなる組成、並びに全体が非晶質、あるいは５０面積％以上が非晶質
で、残りが結晶質からなる組織、を有する非晶質Ｚｒ合
金で構成したことを特徴とする非晶質Ｚｒ合金製ゴルフ
クラブヘッド鋳物。