TW202126828A - 高爾夫球桿頭之組成合金 - Google Patents
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Abstract
一種高爾夫球桿頭之組成合金，包含7.0wt%~8.0wt%的鋁、0.15~0.3wt%的矽、1.8wt%~2.2wt%的鉻、0.8wt%~1.2wt%的釩、2.3wt%~2.7wt%的鉬、0.3wt%~0.7wt%的鐵，其餘為不可避免的雜質及用以平衡且含量不為0的鈦。本發明具有高韌性及強度，能承受高爾夫球桿頭擊球瞬間的局部高速撞擊而不破裂、不變形，且本發明同時具有低密度之特色，能減輕桿頭重量，使配重分佈能有更大的彈性，以能針對不同的彈道需求、使用者特性來進行重心的調整，達到最適化的桿頭設計。
Description
本發明是有關於一種組成合金，特別是指一種可用於作為高爾夫球桿頭之材料的組成合金。
由於質量輕及強度高等特點，鈦合金被廣泛應用於航太、汽車、精密機械及自行車等領域，其中常見的代表便是Ti-6Al-4V合金，其是由6wt%的鋁、4wt%的釩，及不可避免的雜質及鈦組成，然而此材質比強度不足，難以承受擊球時瞬間升高的力道，且不利於重新調整配重，因而已無法滿足目前的高爾夫球桿頭之設計。
因此，本發明之目的，即在提供一種具高強度、高韌度及低密度等特性，以能應用於高爾夫球桿頭的組成合金。
於是，本發明高爾夫球桿頭之組成合金，包含7.0wt%~8.0wt %的鋁、0.15~0.3wt%的矽、1.8wt%~2.2wt%的鉻、0.8wt%~1.2wt%的釩、2.3wt%~2.7wt%的鉬、0.3wt%~0.7wt%的鐵，其餘為不可避免的雜質及用以平衡且含量不為0的鈦。
本發明之功效在於：本發明具有高韌性及強度，能承受高爾夫球桿頭擊球瞬間的局部高速撞擊而不破裂、不變形，且本發明同時具有低密度之特色，能減輕桿頭重量，使配重分佈能有更大的彈性，以能針對不同的彈道需求、使用者特性來進行重心的調整，達到最適化的桿頭設計。
參閱圖1，本發明高爾夫球桿頭之組成合金的一實施例，包含7.0wt%~8.0wt%的鋁、0.15~0.3wt%的矽、1.8wt%~2.2wt%的鉻、0.8wt%~1.2wt%的釩、2.3wt%~2.7wt%的鉬、0.3wt%~0.7wt%的鐵，其餘為不可避免的雜質，及用以平衡且含量不為0的鈦。其中矽的含量較佳為0.18wt%。本發明透過添加0.18wt%的矽，能有利於防止氣孔形成、增進收縮作用，及增加金屬液之流動性，從而能提升合金鑄件之鑄造性。加入1.8wt%~2.2wt%的鉻，可提升合金材料硬化能及強度。加入0.8wt%~1.2wt%的釩，可使合金晶粒細化與析出強化，有助於提升合金機械性質。加入2.3wt%~2.7wt%的鉬，能增加強度但不致降低可塑性及韌性。圖1所顯示的是本發明的晶相SEM(掃描式電子顯微鏡，Scanning Electron Microscope,簡稱 SEM )圖。
參閱下表1，為本發明與其他7種常見的高強度鈦合金材料的成分組成，下表2則是這8種材料的機械性質比較，由表2中可清楚看到，本實施例有較高的強度、韌度及硬度，因此做為高爾夫球桿頭的材料，本實施例可承受擊球瞬間的高速撞擊，而能不破裂且不變形。參閱圖2，圖2為表1中的8種鈦合金特性的散點圖，其中橫坐標為應力除以彈性係數，縱座標則為應力除以密度，據此可將圖1區分為四個區域，左下的區域代表強度低且密度高，其並不適合作為高爾夫球桿頭之材料，右下的區域代表密度高，其不利於結構設計及配重調整，左上的區域代表強度高但彈性係數也高，其材質較脆而導致球頭容易破裂，右上的區域代表強度高但密度較低，其在保持高強度及韌度的情況下，還能擁有較低的密度，可維持設計及重心配置的靈活度，而本案實施例相較於其他材料而言，是位於右上方的區域，也就是維持高強度及高韌度的同時，能有較低的密度，因此利於調整配重，且能承受擊球瞬間的高速撞擊，適合製成高爾夫球桿頭。
表1
| 材料名稱 | 組成成分(%) | ||||||||
| Al | Cr | Mo | V | Sn | Zr | Si | Fe | Ti | |
| 本實施例 | 7.6 | 2 | 2.5 | 1 | - | - | 0.18 | 0.5 | Bal. |
| 6-4Ti | 6 | - | - | 4 | - | - | - | - | Bal. |
| Ti62222 | 6 | 2 | 2 | - | 2 | 2 | - | - | Bal. |
| T10 | 5 | 1 | 0.7 | - | - | - | - | 1 | Bal. |
| 15-3-3-3 | 3 | 3 | - | 15 | 3 | - | - | - | Bal. |
| SP700 | 4.5 | - | 2 | 3 | - | - | - | 2 | Bal. |
| DAT55G | 4 | 6 | - | 16 | - | - | - | - | Bal. |
| TA15 | 6.5 | - | 1 | 1 | - | - | - | - | Bal. |
表2
| 材料名稱 | 斷裂強度 (MPa) | 密度 (g/cm) | 降伏強度 (MPa) | 延伸率 (%) | 硬度 (HRC) |
| 本實施例 | 1300 | 4.59 | 1200 | 10 | 43 |
| 6-4Ti | 900 | 4.46 | 830 | 10 | 36 |
| Ti62222 | 1150 | 4.66 | 1130 | 10 | 37 |
| T10 | 1100 | 4.52 | 1048 | 13 | 33 |
| 15-3-3-3 | 1220 | 4.86 | 1100 | 10 | 41 |
| SP700 | 1200 | 4.66 | 1050 | 10 | 40 |
| DAT55G | 830 | 4.85 | 770 | 26 | 20 |
| TA15 | 1100 | 4.5 | 950 | 12 | 35 |
綜上所述，本發明的組成合金能在具備高強度及高韌性的同時，擁有相對較低的密度，不但能提升作為高爾夫球桿頭的耐用度，也能提高其結構設計及配重的自由度和機動性，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
無
本發明之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一SEM圖，說明本發明凹爾夫球桿頭之組成合金的晶相；及
圖2是一散點圖，說明表1中的八種鈦合金之特性。
Claims (2)
- 一種高爾夫球桿頭之組成合金，包含： 7.0wt%~8.0wt%的鋁、0.15~0.3wt%的矽、1.8wt%~2.2wt%的鉻、0.8wt%~1.2wt%的釩、2.3wt%~2.7wt%的鉬、0.3wt%~0.7wt%的鐵，其餘為不可避免的雜質及用以平衡且含量不為0的鈦。
- 如請求項1所述高爾夫球桿頭之組成合金，其中，矽的重量百分比為0.18wt%。
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