專(zhuān)利名稱(chēng)：高爾夫球桿頭部用擊打板的化學(xué)蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爾夫球桿頭部用擊打板的加工方法，更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種對(duì)用于高爾夫球桿頭部由金屬鍛制成的擊打板進(jìn)行化學(xué)蝕刻的方法，用以均勻地獲得合適的厚度。
當(dāng)利用高爾夫球桿頭部擊打高爾夫球時(shí)，所產(chǎn)生的巨大沖擊力將會(huì)加載到高爾夫球桿頭部及高爾夫球上。該巨大沖擊所產(chǎn)生的大部分能量會(huì)從高爾夫球桿頭部傳遞到高爾夫球上，但是，由于碰撞將會(huì)造成一部分能量損失。高爾夫球通常由包繞在一橡膠狀芯部上的聚合物包覆材料(比如含離子鍵的聚合物)制成。這些軟性聚合物材料的阻尼(損耗)性能比金屬球桿表面阻尼性能大10至100倍，其中所述阻尼(損耗)性能與應(yīng)力及應(yīng)變速率有關(guān)。從而，在撞擊過(guò)程中絕大部分的能量會(huì)因?yàn)楦郀柗蚯虻母邞?yīng)力及大變形而損失掉(高爾夫球的變形量是0.001至0.20英寸)，相反，在金屬球桿的表面上則僅會(huì)發(fā)生微小的變形(其變形量是0.025至0.050英寸)。如果能夠從高爾夫球桿頭部向高爾夫球更有效地傳遞能量，那么將會(huì)使得該高爾夫球的射程更遠(yuǎn)。
通?？杀唤邮艿慕鉀Q方案是增強(qiáng)所述球桿頭部表面的剛度，用以減少金屬或者球桿頭部的變形量。但是，這又將導(dǎo)致在高爾夫球上產(chǎn)生更大的變形量，從而使得所述的能量傳遞問(wèn)題更為嚴(yán)重。
一些人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了該問(wèn)題并且已經(jīng)提出了一些可能的解決方案。其中一個(gè)例子是Lu的第5,499,814號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，其名稱(chēng)為“一種帶有撓曲嵌入式面板的中空球桿頭部”(a Hollow Club Head With Deflecting Insert Face Plate)，其中公開(kāi)了一種由塑料或鋁合金所制成的補(bǔ)強(qiáng)元件，該補(bǔ)強(qiáng)元件能夠使得厚度為0.01至0.30英寸的面板發(fā)生較小的撓曲，其中該面板由有不銹鋼、鈦、KEVLAR或者類(lèi)似材料制成。另一個(gè)是Campau的第3,989,248號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，其名稱(chēng)為“一種具有嵌入式彈性撓曲能力的高爾夫球桿”(a Golf Club Having Insert Capable OfElastic Flexing)，其中公開(kāi)了一種由帶有金屬插件的木材所制成的木質(zhì)球桿。
盡管不希望所述面板發(fā)生撓曲，但是Viste的第5,282,624號(hào)美國(guó)專(zhuān)利仍公開(kāi)了一種具有這樣一面板的高爾夫球桿，其中所述面板由經(jīng)鍛制的不銹鋼材料制成并且具有3毫米的厚度。Anderson的第5,344,140號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，其名稱(chēng)為“一種高爾夫球桿頭部及其成形方法”(a Golf Club Head And Method Of FormingSame)，其中也公開(kāi)了利用鍛制材料來(lái)制成所述面板。由Anderson所提出的面板可以由包括有鋼、銅和鈦的若干種鍛制材料制成。該鍛制面板具有處于0.090至0.130英寸之間均勻厚度。
另外一個(gè)涉及在球桿頭部利用鍛制材料的發(fā)明是Su等人的第5,776,011號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，其名稱(chēng)為“一種高爾夫球桿頭部”(a Golf Club Head)。在這份專(zhuān)利中Su公開(kāi)了一種由三塊材料制成的高爾夫球桿，且每塊材料均由鍛制材料制成。Su的主要目的是為了制造這樣一種球桿頭部，該球桿頭部不僅具有較高的發(fā)射角精度，而且還減少了結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)。
對(duì)金屬球桿表面進(jìn)行鍛制的典型工藝涉及在超過(guò)1000℃的溫度下對(duì)金屬桿進(jìn)行加熱，持續(xù)時(shí)間大于二十分鐘，接著對(duì)其沖壓并重復(fù)該工藝。隨后，對(duì)經(jīng)鍛制的表面進(jìn)行碾壓和研磨，以獲得合適的表面厚度。因而，所有現(xiàn)有高爾夫球桿鍛制面板均需經(jīng)受二次鍛造碾壓或者研磨步驟以獲得合適的厚度，及合適的凸起部及卷邊。但是，對(duì)鍛制面板進(jìn)行碾壓和研磨均無(wú)法實(shí)現(xiàn)厚度的均勻減小。
本發(fā)明提供了一種對(duì)用于高爾夫球桿頭部的鍛制表面構(gòu)件(face member)進(jìn)行化學(xué)蝕刻的方法，用以以一種均勻方式獲得一相對(duì)較薄的擊打板。該較薄厚度的擊打板能夠在撞擊過(guò)程中與高爾夫球具有較好的屈從性。一個(gè)具有較好屈從性的擊打板可以提供較少的能量損失和較高的回彈系數(shù)。
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)用于高爾夫球桿頭部的成品鍛制擊打板進(jìn)行化學(xué)蝕刻的方法。該方法包括首先，將帶有一擊打板的表面構(gòu)件鍛制成一具有預(yù)定厚度的最終形狀(final configuration)。接著，將帶有擊打板的該鍛制表面構(gòu)件置入一酸性浴液中進(jìn)行化學(xué)蝕刻，從帶有擊打板的該鍛制表面構(gòu)件上均勻地去除0.002英寸至0.015英寸的厚度。最好，從該帶有擊打板的鍛制表面構(gòu)件各個(gè)表面上均勻地去除0.003英寸的厚度。
所述鍛制工藝可以包括首先，將一金屬桿加熱到一低于1000℃的溫度并持續(xù)少于20分鐘，隨后將經(jīng)過(guò)加熱的金屬桿沖壓成一L形金屬桿。接著，再次將該L形金屬桿加熱到一低于1000℃的溫度并持續(xù)少于20分鐘，并且隨后將其沖壓成一中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件(an intermediate shape face member)。接下來(lái)，利用一種上光劑來(lái)對(duì)該中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件進(jìn)行涂敷。再下一步，將該經(jīng)過(guò)涂覆的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件加熱到一低于1000℃的溫度并持續(xù)少于20分鐘，隨后將其沖壓成一最終的表面構(gòu)件形狀(a final face memberconfiguration)。
該方法還可以包括在更低的溫度和較低的壓力下進(jìn)行額外的加熱和沖壓，來(lái)在所述最終表面構(gòu)件形狀中的擊打板上最終形成凸起部和卷邊。優(yōu)選的金屬材料是鈦，最好是兩相鈦(alpha-beta-titanium)。通過(guò)多次加熱和沖壓可以形成一具有更高耐用性的薄表面。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有方法所制成的一高爾夫球桿的前視圖；圖1A是高爾夫球桿頭部一可選擇實(shí)施例的前視圖；圖2是圖1中所示高爾夫球桿頭部的俯視平面圖；圖2A是高爾夫球桿頭部一可選擇實(shí)施例的俯視平面圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明中的方法所制成的一高爾夫球桿頭部中表面構(gòu)件的局部俯視圖，其中該表面構(gòu)件上帶有用雙點(diǎn)劃線示出的隆起部；圖4是一高爾夫球桿頭部的側(cè)視圖；圖4A是高爾夫球桿頭部一可選擇實(shí)施例的側(cè)視圖；圖5是所制成一高爾夫球桿頭部的仰視圖；圖6是依據(jù)本發(fā)明中的方法所制成的高爾夫球桿頭部的前視圖，其圖示出了擊打板厚度的變化狀況；圖7是擊打板的局部俯視圖，其圖示出了所述表面構(gòu)件的厚度變化狀況；圖8是本發(fā)明中化學(xué)蝕刻方法的流程圖；圖8A是本發(fā)明中鍛造工藝的流程圖；圖9是一高爾夫球桿頭部中各組件的分解視圖；圖10是圖9中所示表面構(gòu)件的局部視圖；圖11是隆起部、連接基板(connected sole)及表面構(gòu)件的分解視圖；圖12是即將與一高爾夫球發(fā)生撞擊時(shí)的高爾夫球桿側(cè)視圖；圖13是與一高爾夫球發(fā)生撞擊過(guò)程中的高爾夫球桿側(cè)視圖；圖14是與一高爾夫球發(fā)生撞擊后的高爾夫球桿側(cè)視圖。
本發(fā)明涉及一種對(duì)一用于高爾夫球桿頭部的鍛制表面構(gòu)件進(jìn)行均勻地化學(xué)蝕刻的方法。該表面構(gòu)件具有一相對(duì)較薄的擊打板，從而使得在與一高爾夫球撞擊的過(guò)程中該擊打板具有較好的屈從性。該可屈從的擊打板提供了一個(gè)較高的回彈系數(shù)，從而在利用本發(fā)明中的高爾夫球桿對(duì)一高爾夫球進(jìn)行擊打時(shí)該高爾夫球可以有更遠(yuǎn)的飛行距離。其中，回彈系數(shù)(在此也可以簡(jiǎn)稱(chēng)為“COR”)由下述公式來(lái)進(jìn)行確定e=(v2-v1)/(U1-U2)其中，U1是在發(fā)生撞擊之前球桿頭部的速度；U2是在發(fā)生撞擊之前高爾夫球的速度，其等于零；v1是高爾夫球剛剛與高爾夫球桿頭部上的表面構(gòu)件分離時(shí)高爾夫球桿的速度；v2是高爾夫球剛剛與高爾夫球桿頭部上的表面構(gòu)件分離時(shí)高爾夫球的速度；而e是所述高爾夫球與球桿表面構(gòu)件之間的回彈系數(shù)。
在沒(méi)有施加額外能量時(shí)，系統(tǒng)中e值被限制在0到1.0之間。對(duì)于諸如軟質(zhì)粘土或者膩?zhàn)舆@樣的材料來(lái)說(shuō)，回彈系數(shù)e接近為0，但對(duì)于具有極好彈性的材料來(lái)說(shuō)，即在不會(huì)因?yàn)樽冃味斐赡芰繐p失的情況下，e的值將為1。本發(fā)明所提供的球桿頭部帶有一回彈系數(shù)接近為0.93的擊打板或表面構(gòu)件，該回彈系數(shù)是在常規(guī)測(cè)試條件下而測(cè)量得出的。
正如在圖1至5中所示那樣，高爾夫球桿總體上由40來(lái)表示。這樣的一種高爾夫球桿已經(jīng)在另一件美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第09/431,982號(hào)中進(jìn)行了非常詳細(xì)的描述，其中該專(zhuān)利申請(qǐng)的申請(qǐng)日是1999年11月1日，其名稱(chēng)為“帶有一由鍛制材料制成的表面構(gòu)件的高爾夫球桿頭部”(A Golf Club Head With A Face ComposedOf A Forged Material)，在此通過(guò)參考而將其中所公開(kāi)的內(nèi)容結(jié)合入本發(fā)明。所述高爾夫球桿40包括有一個(gè)帶有一本體44和一未示出的中空內(nèi)部(hollowinterior)的高爾夫球桿頭部42。與該球桿頭部42相配合的是一根長(zhǎng)柄48，該長(zhǎng)柄48在平頭端52處帶有一未示出的手柄50，而在尖端56處插入一套管(hosel)54中。一O型密封圈58在該套管54上的孔59處環(huán)繞在所述長(zhǎng)柄48周?chē)?br> 球桿頭部42中的本體44通常由四部分組成套管(hosel)54、表面構(gòu)件60、隆起部62和基板64。該球桿頭部42也可以被分成一最靠近長(zhǎng)柄48的后跟部(heelsection)66、一與該后跟部66相對(duì)的前趾部(toe section)68及一與所述表面構(gòu)件60相對(duì)的尾部70。
表面構(gòu)件60通常由一整體式經(jīng)鍛制金屬制成，并且最好由一種經(jīng)鍛制的鈦材料制成。該表面構(gòu)件60通常包括有一擊打板(以下也可以被稱(chēng)作面板)72和一從該擊打板72的周邊向內(nèi)側(cè)向延伸的表面延展部74。該擊打板72上具有多條刻痕線75。表面延展部74通常包括有一個(gè)上側(cè)向延展部76、一個(gè)下側(cè)向延展部78、一個(gè)后跟壁(heel wall)80和一個(gè)前趾壁(toe wall)82。
上側(cè)向延展部76朝向中空內(nèi)部46向內(nèi)延伸一預(yù)定距離來(lái)與隆起部62相連接。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該預(yù)定距離的范圍是從0.2至1.0英寸，該距離是通過(guò)對(duì)面板72的周邊73至上側(cè)向延展部76的邊緣進(jìn)行測(cè)量而得到的。與現(xiàn)有技術(shù)不同，即與所述隆起部垂直地連接在面板上的技術(shù)方案不同，本發(fā)明中的表面構(gòu)件60沿一大致水平的平面與隆起部62相連接。這種連接方式提高了擊打板72的柔韌性，從而使得回彈系數(shù)更大。隆起部62和上側(cè)向延展部76通過(guò)焊接或者類(lèi)似方法沿嚙合線81相互固接在一起。如圖2A所示，在一種可選擇實(shí)施例中，所述上側(cè)向延展部76在一更遠(yuǎn)的內(nèi)部位置處與隆起部62相連接，從而使得焊接部比附圖2中所示的實(shí)施例更遠(yuǎn)離擊打板72的應(yīng)力集中部。
本發(fā)明的獨(dú)特性由所述上側(cè)向延展部76上的一套管部分(hosel section)84予以進(jìn)一步證實(shí)，其中該套管部分84包繞在通向內(nèi)部套管54的孔59的周?chē)?。套管部?4的寬度w1大于所述上側(cè)向延展部76的整個(gè)寬度w2。并且該套管部分84逐步過(guò)渡到后跟壁80處。該后跟壁80大體上與擊打板72相垂直，并且在與基板64中的板條90(ribbon)及底部91相連接之前覆蓋在內(nèi)部套管54上。通過(guò)焊接或者類(lèi)似方法來(lái)將后跟壁91固接在所述基板64中的板條90及底部91上。
在表面構(gòu)件60的另一端部是所述的前趾壁82，該前趾壁82從擊打板72開(kāi)始以凸面形式沿弧線進(jìn)行延伸。該前趾壁82也通過(guò)焊接或類(lèi)似方法固接在基部64中的板條90及底部91上。
下側(cè)向延展部78也朝向中空內(nèi)部46向內(nèi)延伸一預(yù)定距離來(lái)與基板64相連接。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該預(yù)定距離的范圍是從0.2至1.0英寸，該距離是通過(guò)對(duì)擊打板72的周邊73至該下側(cè)向延展部78的端部進(jìn)行測(cè)量而得到的。與現(xiàn)有技術(shù)不同，即與所述基板垂直地嚙合在面板上的技術(shù)方案不同，本發(fā)明中的表面構(gòu)件60沿一大致水平的平面與基板64相連接。這種連接方式使得焊接熱作用區(qū)域遠(yuǎn)離隆起部/面板的臨界強(qiáng)度輻射區(qū)域(a strength critical crown/face plate radiusregion)。同時(shí)這種連接方式也提高了擊打板72的柔韌性，從而使得回彈系數(shù)更大。基板64與下側(cè)向延展部78通過(guò)焊接或者類(lèi)似方法沿嚙合線81相互固接在一起。本發(fā)明的獨(dú)特性由所述下側(cè)向延展部78上的一鉆孔部分(bore section)86予以進(jìn)一步證實(shí)，其中該鉆孔部分86包繞在基板64上通向內(nèi)部套管54的鉆孔114周?chē)?。鉆孔部分86的寬度w3大于所述下側(cè)向延展部78的整個(gè)寬度w4。并且該鉆孔部分86逐步過(guò)渡到后跟壁80處。
隆起部62通常朝向基部64方向凸出，并在與表面構(gòu)件60連接處外側(cè)與基板64中的板條90相連接。該隆起部62可以是V字形圖案88，或者可以是一些在此處所刻出的其他標(biāo)記形式，但這些標(biāo)記形式必須有助于使得球桿頭部42與高爾夫球相對(duì)準(zhǔn)。該隆起部62的厚度范圍優(yōu)選為0.025至0.060英寸，并且更優(yōu)選的范圍為0.035至0.043英寸，最好其厚度為0.039英寸。該隆起部62最好由諸如鈦薄板這樣的熱成形或者“鑄造”材料制成。但是，本技術(shù)領(lǐng)域中的那樣熟練技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的范圍與精神的條件下，可以利用其他的材料或者成形工藝來(lái)形成隆起部62。
基板64通常由底部91和大體上與該底部91相垂直的板條90組成。該底部91通常朝向所述隆起部62凸出。該底部具有一中間脊部92(medial ridge)，該中間脊部92帶有一朝向所述前趾部68延伸的第一側(cè)向延展部94和一朝向所述后跟部66延伸的第二側(cè)向延展部96。該中間脊部92和第一側(cè)向延展部94形成了第一凹陷部98，該中間脊部92與第二側(cè)向延展部96形成了第二凹陷部100?；?4的厚度范圍優(yōu)選為0.025至0.060英寸，更優(yōu)選的范圍是0.047至0.055英寸，最好其厚度為0.051英寸。該基板64最好由諸如鈦薄板材料的熱成形或者“鑄造”金屬材料制成。但是，本技術(shù)領(lǐng)域中的那樣熟練技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的范圍與精神的條件下，可以利用其他的材料或者成形工藝來(lái)形成該基板64。
附圖6和7圖示出了所述擊打板72的厚度變化狀況。該面板或者擊打板72被分成若干個(gè)橢圓形區(qū)域，各個(gè)橢圓形區(qū)域具有不同的厚度。中部橢圓形區(qū)域102最好具有最大的基準(zhǔn)厚度，該厚度的范圍為0.110英寸至0.090英寸，優(yōu)選為0.103英寸至0.093英寸，最好為0.095英寸。第一同心區(qū)域104最好具有次之的第一厚度，該厚度的范圍為0.097英寸至0.082英寸，優(yōu)選為0.090英寸至0.082英寸，并且最好為0.086英寸。第二同心區(qū)域106最好具有再次之的第二厚度，該厚度的范圍為0.094英寸至0.070英寸，優(yōu)選為0.078英寸至0.070英寸，并且最好為0.074英寸。第三同心區(qū)域108最好具有又次之的第三厚度，該厚度的范圍為0.090英寸至0.070英寸。邊緣區(qū)域110最好具有更次之的第四厚度，該厚度的范圍為0.069英寸至0.061英寸。該邊緣區(qū)域包括有前趾邊緣區(qū)域110a(toe periphery region)和后跟邊緣區(qū)域110b(heel periphery region)。擊打板72厚度的這種變化方式能夠使得最大的厚度被分布在該擊打板72的中部111處，從而增強(qiáng)了該擊打板72的柔韌性，相應(yīng)地也增大了回彈系數(shù)。
此外，本發(fā)明中的擊打板72與現(xiàn)有技術(shù)中的面板相比具有更小的縱橫比(aspect ratio)。在此所使用的該縱橫比被定義為如附圖1A中所示的面板寬度“w”與該面板的高度“h”之間的比值。在某一實(shí)施例中，所述寬度為78毫米，所述高度為48毫米，則其縱橫比即為1.635。在常規(guī)的高爾夫球桿頭部中，該縱橫比通常大于1。例如，原裝的GREAT BIG BERTHA擊打器的縱橫比為1.9。本發(fā)明中的面板的縱橫比不大于1.7。本發(fā)明中的縱橫比范圍最好為1.0至1.7。一實(shí)施例中的縱橫比為1.3。本發(fā)明中的面板比現(xiàn)有技術(shù)中的面板更接近于圓形。本發(fā)明中擊打板72的表面面積范圍為4.00平方英寸至7.50平方英寸，優(yōu)選為4.95平方英寸至5.1平方英寸，最好為4.99平方英寸至5.06平方英寸。
本發(fā)明中的球桿頭部42在保持其重量大體上等于現(xiàn)有技術(shù)中球桿頭部重量的同時(shí)，其體積大于現(xiàn)有技術(shù)中球桿頭部的體積。本發(fā)明中球桿頭部42的體積范圍為175立方厘米至400立方厘米，優(yōu)選為300立方厘米至310平方厘米。本發(fā)明中球桿頭部42的重量范圍為165克至300克，優(yōu)選為175至225克，最好為188克至195克。所述球桿頭部從擊打板72至隆起部62后部處的深度范圍為3.606英寸至3.741英寸。當(dāng)處于擊打狀態(tài)時(shí)所測(cè)定的所述球桿頭部42的高度“H”，其范圍最好為2.22英寸至2.27英寸，最好為2.24英寸。所述球桿頭部從前趾部68至后跟部66之間的寬度范圍最好為4.5英寸至4.6英寸。
圖8是本發(fā)明中所述方法的流程框圖，其總體上由190來(lái)表示。在程序塊192中，一金屬桿被鍛制成一最終的表面構(gòu)件形狀。該最終的表面構(gòu)件形狀最好帶有一擊打板，該擊打板具有如前所述的不同面板厚度。該最終的表面構(gòu)件形狀其厚度范圍為0.050英寸至0.250英寸。最好，該擊打板72的厚度略大于參照附圖6中所描述的厚度。在程序塊194中，該最終的表面構(gòu)件形狀被浸入到一酸性浴液中進(jìn)行化學(xué)蝕刻，以從該最終表面構(gòu)件的各個(gè)表面上均勻地去除0.002英寸至0.015英寸的厚度。最好，從該最終表面構(gòu)件的每個(gè)表面上均勻地去除0.003英寸的厚度。因而，由于在即將成為擊打板72的內(nèi)表面上經(jīng)化學(xué)蝕刻去除了0.003英寸的厚度，而在外表面上也經(jīng)化學(xué)蝕刻去除了0.003英寸的厚度，所以總共從所述最終的表面構(gòu)件形狀上去除了0.006英寸的厚度。所述酸性浴液最好是氫氟酸、硝酸、鹽酸或者它們的混合物。為了去除掉所需的材料厚度，將所述最終表面構(gòu)件形狀在所述酸性浴液中放置一預(yù)定的時(shí)間，該預(yù)定時(shí)間根據(jù)所述酸液的強(qiáng)弱來(lái)決定。
在步驟196中，首先進(jìn)行熱定形操作，以確保在所述最終表面構(gòu)件形狀中的擊打板72上形成一合適的凸起及卷邊。在步驟196中，在一溫度低于600℃的加熱爐中對(duì)該最終的表面構(gòu)件形狀進(jìn)行加熱，持續(xù)時(shí)間少于二十分鐘。最好，在一溫度為250℃至520℃的加熱爐中對(duì)該最終的表面構(gòu)件形狀進(jìn)行加熱，持續(xù)時(shí)間為15至20分鐘，并且所述溫度最好為300℃。在步驟198中，經(jīng)過(guò)加熱的最終表面構(gòu)件形狀60立即被置于一低壓沖床中，以確保在所述擊打板72上成形合適的凸起及卷邊。在步驟198之后，已經(jīng)完成了對(duì)該表面構(gòu)件60的鍛造操作，并且備用于與所述高爾夫球桿頭部42的其他組件進(jìn)行裝配組合。
圖8A更詳細(xì)地對(duì)鍛造工藝192進(jìn)行了說(shuō)明。該鍛造工藝192利用一金屬桿從程序塊202處開(kāi)始，該金屬桿用于被鍛制成表面構(gòu)件60。該金屬桿最好具有1.8厘米的直徑和10厘米的長(zhǎng)度。該金屬桿最好由鈦制成，并且更優(yōu)選為由鈦合金制成。在步驟204中，在一溫度低于1000℃的加熱爐中對(duì)該金屬桿進(jìn)行加熱，持續(xù)時(shí)間少于二十分鐘。最好，在一溫度在900℃與970℃之間的旋轉(zhuǎn)式加熱爐內(nèi)對(duì)該金屬桿進(jìn)行加熱，更優(yōu)選的溫度為920℃，并且持續(xù)時(shí)間在10至17分鐘之間，最好為15分鐘。在步驟206中，經(jīng)過(guò)加熱的金屬桿在從所述加熱爐中取出后立即被沖壓成一L型桿。該L形桿上的一小部分被沖壓成大體上與該金屬桿的大部分相垂直。該沖壓工藝在常壓下利用一常規(guī)沖床來(lái)進(jìn)行。
在步驟208中，在一溫度低于1000℃的加熱爐中對(duì)所述L形金屬桿進(jìn)行再次加熱，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)20分鐘。優(yōu)選地，在一溫度在900℃至970℃之間的旋轉(zhuǎn)式加熱爐中對(duì)該L形金屬桿進(jìn)行加熱，最好是920℃，并且持續(xù)時(shí)間為10至17分鐘，最好為15分鐘。在步驟210中，經(jīng)過(guò)加熱的金屬桿在從所述加熱爐中取出后被立即沖壓成一中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件。
在步驟212中，該中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件被置于一滾筒中進(jìn)行拋光，以改善該中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件的表面質(zhì)量。在步驟214中，經(jīng)過(guò)拋光的該中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件被置于一酸性浴液中進(jìn)行輕度化學(xué)蝕刻，以去除表面上的灰塵及其他微粒。該酸性浴液最好由硝酸，鹽酸或者二者的混合物組成。在步驟216中，經(jīng)過(guò)蝕刻的該中間過(guò)渡表面構(gòu)件被利用一種常規(guī)的上光劑(glazingcompound)進(jìn)行涂敷，以在最終的全壓沖壓(full pressure pressing)過(guò)程中提供潤(rùn)滑作用，從而形成最終形狀。
在步驟218中，在一溫度低于1000℃的加熱爐中對(duì)經(jīng)過(guò)涂敷的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件進(jìn)行加熱，持續(xù)時(shí)間少于20分鐘。優(yōu)選地，在一溫度在900℃至970℃之間的旋轉(zhuǎn)式加熱爐中對(duì)該經(jīng)過(guò)涂敷的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件進(jìn)行加熱，最好是920℃，并且持續(xù)時(shí)間為10至17分鐘，最好為15分鐘。在步驟220中，經(jīng)過(guò)加熱的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件在從所述加熱爐中取出后被利用沖壓成最終的表面構(gòu)件形狀。該最終的表面構(gòu)件形狀最好具有附圖6和7中所示的不同表面厚度。另外，該最終的表面構(gòu)件形狀具有所述表面延展部，該表面延展部包括有上側(cè)向延展部76，下側(cè)向延展部78，后跟壁80及前趾壁82。
附圖9至11圖示出了所述高爾夫球桿頭部42中不同組件的優(yōu)選裝配方式。從本質(zhì)上說(shuō)，此處具有四個(gè)主要組件，表面構(gòu)件60，隆起部62，基板64及內(nèi)部套管54。次要組件包括兩個(gè)配重構(gòu)件(weight member)122和123及圖案(decal)88。所述表面構(gòu)件60在鍛造工藝200中進(jìn)行加工，以形成所述擊打板72和表面延展部74，該表面延展部74包括所述上側(cè)向延展部76，下側(cè)向延展部78，后跟壁80及前趾壁82。所述孔59在鍛造處理之后在所述上側(cè)向延展部76上的套管部分84上鉆取而成，并且持續(xù)向下鉆取直至在所述鉆孔部分86上形成鉆孔114。
接著，正如附圖10中所示那樣，將內(nèi)部套管54焊接到所述套管部分84及鉆孔部分86上，并保持所述孔59與鉆孔114相對(duì)齊。在一優(yōu)選實(shí)施例中，將一實(shí)心圓長(zhǎng)柄焊接在所述套管部分84和鉆孔部分86上，并保持所述孔59與鉆孔114相對(duì)齊，隨后，對(duì)該實(shí)心圓長(zhǎng)柄進(jìn)行鉸孔，以形成所述內(nèi)部套管54的中空內(nèi)部118，如同由套管側(cè)壁120所形成的中空內(nèi)部那樣。在另一可選擇實(shí)施例中，所述內(nèi)部套管也可以在被焊接到所述表面構(gòu)件60上之前進(jìn)行預(yù)先鉸空。那些本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的范圍與精神的條件下可以利用類(lèi)似于焊接的方法來(lái)將所述套管54固接在表面構(gòu)件60上。接著，如附圖11中所示那樣將基板64焊接到表面構(gòu)件60上(利用已固接其上的套管54)。接著將配重構(gòu)件122和123固接到所述基板64的底部91上，并隨后將隆起部62焊接到所述表面構(gòu)件60和板條部分90上。
正如在圖12至14中所示那樣，擊打板72的屈從性使得其具有一個(gè)更大的回彈系數(shù)，該回彈系數(shù)在這種測(cè)試條件下處于0.83至0.93的范圍之內(nèi)，比如，專(zhuān)用于執(zhí)行1998至1999年高爾夫規(guī)則附錄Ⅱ中第4-e條的USGA測(cè)試條件。在圖12中，擊打板72即將撞擊到一高爾夫球140。在圖13中，該擊打板72正好與高爾夫球相接觸，并且還圖示出了高爾夫球140和擊打板72的變形狀態(tài)。在圖14中，所述高爾夫球140恰好被從擊打板72處彈射出去。
權(quán)利要求
1．一種用于制造高爾夫球桿頭部用表面構(gòu)件的方法，該方法包括將一金屬桿鍛造成一最終的表面構(gòu)件形狀，該最終的表面構(gòu)件形狀具有一預(yù)定厚度；將該最終的表面構(gòu)件形狀置于一種酸性浴液中進(jìn)行化學(xué)蝕刻，用以從該最終的表面構(gòu)件形狀上均勻地去除0.002英寸至0.015英寸的厚度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述金屬桿進(jìn)行鍛造的工藝包括將該金屬桿加熱到一低于1000℃的溫度并持續(xù)少于20分鐘；將經(jīng)過(guò)加熱的金屬桿沖壓成一L形金屬桿；將該L形金屬桿加熱到一低于1000℃的溫度并持續(xù)至少20分鐘；將經(jīng)過(guò)加熱的L形金屬桿沖壓成一中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件；利用上光劑來(lái)對(duì)該中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件進(jìn)行涂敷；將經(jīng)過(guò)涂敷的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件加熱到一低于1000℃的溫度并持續(xù)至少20分鐘；并且將經(jīng)過(guò)加熱的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件沖壓成最終的表面構(gòu)件形狀。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從所述最終表面構(gòu)件形狀上均勻地去除0.003英寸至0.004英寸的厚度。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻的最終表面構(gòu)件形狀加熱到一低于600℃的溫度并持續(xù)至少20分鐘；和在一較低壓力下利用一沖床對(duì)經(jīng)過(guò)加熱的最終表面構(gòu)件形狀進(jìn)行沖壓，該較低壓力低于前三次沖壓中任一次中的壓力，該低壓沖壓工藝能夠確保在最終表面構(gòu)件形狀上形成合適的凸起和卷邊。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述酸性浴液由氫氟酸、硝酸、鹽酸或者它們的混合物組成。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述最終表面構(gòu)件形狀的厚度范圍為0.010英寸至0.250英寸。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述最終表面構(gòu)件形狀帶有一擊打板，該擊打板帶有若干個(gè)具有不同厚度的同心區(qū)域，并且厚度最大的區(qū)域在中心處。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述最終表面構(gòu)件形狀帶有一擊打板，該擊打板包括有一具有基準(zhǔn)厚度的中部圓形區(qū)域；一具有第一厚度的第一同心區(qū)域，其中所述基準(zhǔn)厚度大于該第一厚度；一具有第二厚度的第二同心區(qū)域，其中所述第一厚度大于該第二厚度；一具有第三厚度的第三同心區(qū)域，其中所述第二厚度大于該第三厚度；及一具有第四厚度的邊緣區(qū)域，其中該第四厚度小于所述第三厚度。
9．一種制造高爾夫球桿頭部用擊打板的方法，該方法包括將一鈦金屬桿加熱到一處于900℃至975℃之間的溫度并持續(xù)至少20分鐘，該鈦金屬桿的直徑小于2厘米，其長(zhǎng)度為10厘米；將經(jīng)過(guò)加熱的鈦金屬桿沖壓成一L形桿；將該L形桿加熱到一處于900℃至975℃之間的溫度并持續(xù)至少20分鐘；將經(jīng)過(guò)加熱的L形桿沖壓成一中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件；利用一種上光劑來(lái)對(duì)該中間過(guò)渡形狀的表面構(gòu)件進(jìn)行涂敷；將經(jīng)過(guò)涂敷的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件加熱到一在900℃至975℃之間的溫度并持續(xù)至少20分鐘；將經(jīng)過(guò)加熱的中間過(guò)渡形狀表面構(gòu)件沖壓成最終的表面構(gòu)件形狀；并且將該最終的表面構(gòu)件形狀置于一種酸性浴液中進(jìn)行化學(xué)蝕刻，以從該最終的表面構(gòu)件形狀上均勻地去除0.002英寸至0.015英寸的厚度。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括有將經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻的最終表面構(gòu)件形狀加熱到一低于600℃的溫度并持續(xù)至少20分鐘；和在一較低壓力下，利用一沖床對(duì)該經(jīng)過(guò)加熱的最終表面構(gòu)件形狀進(jìn)行沖壓，該較低壓力低于前三次沖壓中任一次中的壓力，該低壓沖壓工藝能夠確保在該最終的表面構(gòu)件形狀上形成合適的凸起和卷邊。
全文摘要
一種對(duì)用于高爾夫球桿(40)的表面構(gòu)件(60)進(jìn)行化學(xué)蝕刻的方法,用以從其上均勻地去除掉0.002至0.015英寸的材料。經(jīng)鍛制而成的表面構(gòu)件(60)被置于一酸性浴液中,用以從該表面構(gòu)件(60)的所有表面上均勻地將材料去除。在蝕刻工藝之前所引入的鍛造工藝涉及對(duì)一金屬桿進(jìn)行多次加熱和沖壓,以獲得最終的表面構(gòu)件形狀(60)。對(duì)該金屬桿的加熱以低于1000℃的溫度并持續(xù)至少20分鐘來(lái)完成。該最終的表面構(gòu)件形狀(60)最好帶有一擊打板(72),該擊打板(72)帶有若干個(gè)厚度不同的區(qū)域。所述金屬桿最好由一種經(jīng)鍛制的鈦材料制成。
文檔編號(hào)A63B53/04GK1323640SQ01119680
公開(kāi)日2001年11月28日 申請(qǐng)日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月13日
發(fā)明者A·霍克尼爾, J·A·加洛維, R·C·赫爾姆斯特特爾, R·C·波伊西 申請(qǐng)人:卡拉韋高爾夫公司