專利名稱：具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高爾夫球頭及其制造方法，特別是涉及一種具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭及其制造方法。
背景技術：
一般而言，常作為高爾夫球頭的材質(zhì)有鈦合金，及不銹鋼等材質(zhì)，但是由于功能的需求，通常會以外加被覆的方式，來提高其表面硬度與強度。例如電鍍(Electroplate)、物理蒸氣沈積(Physical VaporDeposition，PVD)、化學蒸氣沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)、熱反應擴散被覆(Thermal Reactive Diffusion，TRD)。然而，以上述外加被覆鍍膜的方式，在使用一段時間，特別是需承受沖擊力量的部分，所被覆的材質(zhì)會有剝離脫落的疑慮，以致于外觀丑陋。
另外，也有利用熱處理的方式，來提高高爾夫球頭表面的硬度。此方式是將高爾夫球頭置于高溫之下，而使整個球頭的硬度同時提升而具有相同的硬度。不幸的是，對于打擊者來說，高爾夫球頭必須有部分較軟的材質(zhì)來增加擊球的感覺與提供吸震的功能。因此，以熱處理方式制作的高爾夫球頭是無法達到局部硬度增強的效果。
近年來，有人利用硬度高且顆粒小(40～200微米，μm)的微小鋼珠，以100m/s的高速對高爾夫球頭的局部表面進行珠擊，造成表面材質(zhì)密實，來提高硬度與強度，然而，此處理需要有高功率的空壓機、高硬度的小鋼珠，及需要精密控制受珠擊的表面溫度等設備與技術，而且表面硬度較不易均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭，可以有效且局部地提高高爾夫球頭的硬度與強度，而不會有剝離的問題產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，用以制造該具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭。
為達到上述目的，本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭，包含一球頭，該球頭具有一位于外表面的表面改質(zhì)部，該表面改質(zhì)部是利用離子轟擊而使表層的組織更為致密。
本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，包含一備制一球頭的備制步驟，及一表面改質(zhì)步驟。該表面改質(zhì)步驟是在真空環(huán)境下，利用一離子產(chǎn)生器產(chǎn)生離子，以轟擊該球頭的表面，使其表層的組織變?yōu)楦又旅堋?br> 本發(fā)明的功效在于利用離子轟擊該球頭的表層組織，使表面材質(zhì)溫升并軟化，同時因轟擊的作用，將表面所吸附的氣體與雜質(zhì)擊出，而使表層組織更為致密，以提高其硬度與強度。由于并無外加的材質(zhì)，因此并不會有剝離脫落的問題。


圖1是一局部剖面示意圖，說明本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的較佳實施例。
圖2是一流程圖，說明本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法的較佳實施例。
圖3是一制造示意圖，說明是在一真空爐中，利用一離子產(chǎn)生器產(chǎn)生離子，以轟擊一球頭表面。
圖4是一表面電子顯微圖，說明該球頭未進行高溫離子轟擊的表面狀況。
圖5是一表面電子顯微圖，說明該球頭已進行高溫離子轟擊的表面狀況。
具體實施例方式
下面通過較佳實施例及附圖對本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭及其制造方法進行詳細說明。
如圖1所示，本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的較佳實施例，包含一球頭1，該球頭1具有一位于外表面的表面改質(zhì)部11，該表面改質(zhì)部11是利用離子轟擊而使表層的組織更為致密。在該較佳實施例中，該球頭1是不銹鋼材質(zhì)所制成，但也可以是鈦合金或是碳鋼等材質(zhì)。
在該較佳實施例中，該表面改質(zhì)部11是位于該球頭1的前端面，或稱打擊面，是直接撞擊高爾夫球的部分，借此提高打擊面的硬度與強度。實際上，該表面改質(zhì)部11也可是位于該球頭1的后端面、頂面，或是底面上，不應以此局限本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。
如圖2所示，本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法的較佳實施例，包含一備制步驟2、一前處理步驟3，及一表面改質(zhì)步驟4。
同時配合圖1與圖3，該備制步驟2是備制成型出一球頭1。該球頭1是不銹鋼材質(zhì)所制成，但也可以是鈦合金，或是碳鋼。一般而言，是以金屬材質(zhì)為主。
該前處理步驟3是對該球頭1進行研磨、拋光、清洗，及烘干等處理。當然，也可視該球頭1成型后的表面狀況，來增減上述的處理，不應以此局限本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。
該表面改質(zhì)步驟4是將該球頭1置于一真空爐5，接著，利用一設置在該真空爐5內(nèi)的離子產(chǎn)生器6，以高溫電漿放電的方式，使通入的惰性氣體，如氬氣離子化而產(chǎn)生高溫的離子，當然也可以是通入氮氣或是氦氣等氣體。其中，所控制的參數(shù)有電流強度、電壓、時間，及溫度。而所使用的電流、電壓與時間，則視被撞擊的金屬材質(zhì)及通入的氣體種類方能決定。
利用該離子產(chǎn)生器6所產(chǎn)生的高溫離子轟擊該球頭1的表面，可將表面上所吸附的氣體與雜質(zhì)轟擊出來，同時，高溫的離子也會使該球頭1表面因溫升而軟化。利用轟擊的效果，讓表層的組織可均勻地被壓實而變得更為致密，形成一硬度、強度較高的表面改質(zhì)部11，借此提高該球頭1表面的硬度。在該較佳實施例中，被轟擊的表面，其影響的深度可達30微米(μm)以內(nèi)。
如圖4所示，為一未進行高溫離子轟擊的表面電子顯微圖，是針對SUS474不銹鋼，并以500倍的倍率進行拍攝，顯示出其表面狀況只存在著先前成型時的加工直痕跡。
如圖5所示，為一已進行高溫離子轟擊的表面電子顯微圖，同樣為SUS474不銹鋼，并以500倍的倍率進行拍攝，顯示出其表面在進行離子轟擊后，已看不出成型時的加工直痕跡，變成了許多微小且致密的微小凹孔。
回到圖1，值得一提的是，在離子高速轟擊的過程中，該球頭1表面上的原子也有可能被撞擊出來，而形成部分離子植入的效應，同時，也因為是利用高溫離子，會使表層的材質(zhì)達到熱處理晶格改變的效果，以上均可達到提高表面硬度與強度的功效。另外，由于并不是額外再鍍覆硬度高的材質(zhì)，因此，即使在擊球之撞擊下，也不會有材質(zhì)產(chǎn)生剝離的問題產(chǎn)生。
以本發(fā)明的制造方法至少可以使硬度提升20％以上，例如，對17-4不銹鋼(17Cr-4Ni Stainless Steel)進行高溫離子轟擊，其表面硬度可由300Hv提高到500Hv，增加的幅度為66％。對SUS304不銹鋼材質(zhì)而言，其表面硬度可由180Hv提高至350Hv，增加的幅度為94％。對SUS450不銹鋼材質(zhì)而言，其表面硬度可由390Hv提高至600Hv，增加的幅度為54％。
應注意的是，由于以離子轟擊的部分只可使表層30μm以下的部分的硬度提高而已，其他內(nèi)部的材質(zhì)仍可維持原有的硬度，形成外硬內(nèi)軟的態(tài)樣，借由材質(zhì)較軟的部分以提供吸震效果，增加打擊者擊球的球感。
歸納上述，本發(fā)明具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭及其制造方法，是利用高溫離子轟擊該球頭1的表面，使表層的組織受熱軟化，并可以被均勻地壓實而變得更為致密堅硬，提高該球頭1的硬度。同時，因該球頭1也存在有相較下材質(zhì)較軟的部分，能提供吸震效果與增加擊球感覺。更重要的是，由于是將原本的材質(zhì)轟擊使之緊實，而不是額外再鍍覆材質(zhì)，不會有剝離脫落的問題發(fā)生，所以確實能達到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，包含一備制一球頭的備制步驟，及一表面改質(zhì)步驟，其特征在于該表面改質(zhì)步驟是在真空環(huán)境下，利用一離子產(chǎn)生器產(chǎn)生離子，以轟擊該球頭的表面，以形成一組織更為致密的表面改質(zhì)部。
2.如權(quán)利要求1所述具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，其特征在于于該表面改質(zhì)步驟中，是將該球頭置于一真空爐中，并對該球頭進行加熱。
3.如權(quán)利要求2所述具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，其特征在于于該表面改質(zhì)步驟中，該離子產(chǎn)生器是以高溫電漿放電方式，使惰性氣體離子化而產(chǎn)生轟擊用的離子。
4.如權(quán)利要求1或3所述具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，其特征在于還包含一介于該備制步驟與表面改質(zhì)步驟之間的前處理步驟，該前處理步驟是對該球頭進行研磨、拋光、清洗，及烘干處理。
5.如權(quán)利要求1所述具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，其特征在于在該表面改質(zhì)步驟中，被離子轟擊的表面改質(zhì)部，其影響深度是在30微米之內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭的制造方法，其特征在于該球頭是選自下列金屬材質(zhì)其中之一鈦合金、不銹鋼，及碳鋼。
7.一種具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭，其特征在于該高爾夫球頭具有一位于外表層的表面改質(zhì)部，該表面改質(zhì)部是利用離子轟擊而使表層的組織更為致密。
8.如權(quán)利要求7所述具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭，其特征在于被離子轟擊的表面改質(zhì)部，其影響深度是在30微米之內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭，其特征在于該高爾夫球頭是選自下列金屬材質(zhì)其中之一鈦合金、不銹鋼，及碳鋼。
全文摘要
一種具有表面改質(zhì)的高爾夫球頭及其制造方法，包含一制備步驟，及一表面改質(zhì)步驟，該制備步驟是制備一球頭。該表面改質(zhì)步驟是在真空環(huán)境下，利用一離子產(chǎn)生器產(chǎn)生高溫離子，以轟擊該球頭的部分表面，使其表層的組織因溫升而軟化，并因撞擊的作用，將表面所吸附的氣體與雜質(zhì)擊出，而使表層組織更為致密，借此提高硬度與強度，形成外硬內(nèi)軟的形態(tài)，能提供吸震效果與擊球感覺，并且，由于并無外加鍍覆的材質(zhì)，因此在擊球并不會有剝離脫落的問題產(chǎn)生。
文檔編號C23C14/48GK101045183SQ200610058490
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者蕭德福, 許文川 申請人:明安國際企業(yè)股份有限公司