專利名稱：：高爾夫球鐵桿頭的組成合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種組成合金，特別是涉及一種高爾夫球鐵桿頭的組成合金。
背景技術(shù)：
：高爾夫球運(yùn)動因其球場環(huán)境大自然化，且運(yùn)動量和緩；同時，又是強(qiáng)調(diào)自我挑戰(zhàn)的球類運(yùn)動，其運(yùn)動年齡層可從56歲至8090歲，而為多數(shù)人喜愛的運(yùn)動之一，該高爾夫球運(yùn)動所使用的球具概包括有木桿、鐵桿、起球桿、沙坑桿、推桿等等，各型式的球桿各有其特定的功用及使用的場所。在前述眾多型式的高爾夫球桿中，鐵桿主要是用以將球擊至目標(biāo)點(diǎn)的球具，其擊球時的特征為球飛行距離較木桿稍短，但是可將球打的較高，且方向容易掌握，為高爾夫球運(yùn)動中常有的球桿?，F(xiàn)有用于制作高爾夫球鐵桿頭的組成合金，是一種包含21.8wt%24.8wt0/"々鉻、7.8wt%8.8wt°/"々鎳、0.03wt%~0.12wt。/。的氮與碳，及用以平衡且含量不為O的鐵的合金材料。但是，由于該種鐵桿頭的鎳含量偏高，而在合金材料的領(lǐng)域中，添加鎳元素的主要目的是使該合金材料容易塑型(延展性高)，因此，在一合金材料中，過高的鎳含量會導(dǎo)致整體強(qiáng)度的不足(尤其是在抗拉強(qiáng)度上)，進(jìn)而導(dǎo)致鐵桿頭成品容易變形等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，在于提供一種抗拉強(qiáng)度高，又可維持其延展性的高爾夫球鐵桿頭的組成合金。1.為達(dá)到上述目的，本發(fā)明高爾夫球鐵桿頭的組成合金，包含21.5wt%24.5wt%的鉻、4.45wt%6.05wt%的鎳、0.17wto/o0.23wt。/o的氮、1.5wt。/。3.5wt。/o的銅、不大于0.06wt0/0且含量不為0的碳，及用以平衡且含量不為O的鐵。2.根據(jù)以上l中所述的高爾夫球鐵桿頭的組成合金，該組成合金還包含不大于1.0重量百分比且含量不為0的硅。3.根據(jù)以上l中所述的高爾夫球鐵桿頭的組成合金，該組成合金還包含不大于1.0重量百分比且含量不為0的錳。4.根據(jù)以上l中所述的高爾夫球鐵桿頭的組成合金，該組成合金還包含不大于l.O重量百分比且含量不為O的硅，以及不大于1.0重量百分比且含量不為0的錳。本發(fā)明的功效在于，利用減少該組成合金中鎳的含量并利用銅來代替減少的鎳成分，以降低鎳所造成的塑形性(延展性)，使該組成合金的整體強(qiáng)度更佳，進(jìn)而使由該組成合金所制造的高爾夫球鐵桿頭更不易因擊球時與高爾夫球的強(qiáng)力撞擊而變形，且本發(fā)明不需經(jīng)過熱處理就可擁有較現(xiàn)有合金更高的強(qiáng)度，有助于整體制程效率的提升。圖l是一金相圖，說明本發(fā)明高爾夫球鐵桿頭的組成合金的較佳實(shí)施例在鑄件狀態(tài)時的金相組織圖(倍率400X)。圖2是一實(shí)施例范圍圖，說明鐵鎳鉻不銹鋼合金系列基本結(jié)構(gòu)圖與本發(fā)明的較佳實(shí)施例的范圍。具體實(shí)施例方式下面通過較佳實(shí)施例及附圖對本發(fā)明高爾夫球鐵桿頭的組成合金進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明高爾夫球鐵桿頭的組成合金的較佳實(shí)施例，包含21.5wt%~24.5wt%的鉻、4.45wt%6.05wt%的鎳、0.17wt%0.23wto/o的氮、1.5wt。/o3.5wt。/o的銅、不大于0.06wt。/。且含量不為0的碳、不大于1.0wtQ/。且含量不為0的硅、不大于1.0wtQ/。且含量不為0的錳，以及用以平衡且含量不為0的4失。鉻添加于合金材料中，不但可增加合金材料的腐蝕及氧化抗性，且可提升合金材料硬化能及高溫強(qiáng)度，尤其是對于高碳鋼的耐磨耗性更有顯著的效果。而鉻基本上為BCC鐵素體(Ferritic)穩(wěn)定相，當(dāng)鉻含量低于21.5wt%，將使該合金材料所作的鐵桿頭鐵素體相不足，使強(qiáng)度低于本發(fā)明設(shè)計(jì)的范疇；當(dāng)鉻含量大于24.5wt。/。時，將使鐵素體相過多，使延伸率低于預(yù)期目標(biāo)，所以為使合金材料于生產(chǎn)過程中，容易控制奧氏體(Austenitic)基地+617。/。顆粒狀散布鐵素體的顯微結(jié)構(gòu)，而展現(xiàn)較佳的高爾夫球鐵桿頭性能，因此需嚴(yán)格限制鉻含量在21.5wt。/。24.5wt。/。之間。在本實(shí)施例中，鉻的含量為22.26wt%。鎳添加于合金材料中，不但可增加合金材料的腐蝕及氧化抗性，且穩(wěn)定合金材料的FCC奧氏體相。當(dāng)鎳含量低于4.45wto/。，將使該合金材料所作的鐵桿頭奧氏體相較不穩(wěn)定，相對的鐵素體相會過多，而使延伸率低于預(yù)期目標(biāo)；當(dāng)鎳含量大于6.05wt0/。時，雖使奧氏體穩(wěn)定，相對鐵素體相會不足，而使其強(qiáng)度低于本發(fā)明設(shè)計(jì)范圍，所以為使合金材料于生產(chǎn)過程中，容易控制奧氏體基地+6~17%顆粒狀散布鐵素體的顯微結(jié)構(gòu)，而展現(xiàn)較佳的高爾夫球鐵桿頭性能，因此需嚴(yán)格限制鎳含量在4.45wt。/o6.05wt。/o之間。在本實(shí)施例中，鎳的含量為5.46wt%。碳與氮元素基本上為一般鋼鐵材料不可缺的元素，除為碳化物或氮化物外，也是奧氏體穩(wěn)定相所需的元素，隨著碳氮含氏體愈穩(wěn)定，只有碳氮含量過高時，將不利合金材料的耐蝕性，因此，本發(fā)明若能控制或添加0.22wt%~0.28wt。/。的碳+氮，在預(yù)期性質(zhì)范疇內(nèi)，將有助于耐蝕性與奧氏體相穩(wěn)定。在本實(shí)施例中，碳的含量為0.04wt%,氮的含量為0.19wt%。硅在合金材料內(nèi)有防止氣孔形成，增進(jìn)收縮作用及增加鋼液流動性等特點(diǎn)，只有硅含量大于l.Owt。/。時，不利于延伸率。因此，在本發(fā)明的合金材料中添加不大于l.Owt。/。的硅，將有助于鑄件原料的制程。在本實(shí)施例中，硅的含量為0.56wt0/。。錳通常是與鐵共存，由于錳易與硫結(jié)合，可消除硫?qū)辖鸩脑斐蔁岽嘈缘挠泻τ绊?，且錳能去除合金材料中的氧化物；此外，錳會使FCC結(jié)構(gòu)的奧氏體穩(wěn)定，因此，在本發(fā)明的合金材料中添加不大于l.Owt。/。的錳，在預(yù)期性質(zhì)范疇內(nèi)，將有助于消除熱脆性及鑄造性的改善。在本實(shí)施例中，錳的含量為0.37wt%。另外，在本實(shí)施例中，鎳元素的含量相較于現(xiàn)有要少，其目的在于減少鎳元素對整體合金的延伸度的強(qiáng)化，以在合理的成品延伸度范圍內(nèi)(未加熱狀況下可調(diào)角+5度-5度)得到一強(qiáng)度較高的合金成品，而取代減少的鎳元素的銅元素的含量是控制在1.5wt。/o3.5wt。/o之間，當(dāng)銅含量小于1.5wt%,則會致使合金成品整體的強(qiáng)度不足，而當(dāng)銅含量大于3.5wtQ/o時，則會因?yàn)殂~元素自身的抗銹蝕特性較差而會影響合金成品的抗銹蝕度，因此需將銅元素的含量控制于1.5wt%3.5wt。/。之間，在本實(shí)施例中，銅元素的含量為2.38wt%。以本發(fā)明的組成合金進(jìn)行高爾夫球鐵桿頭的制作時，是先利用鑄造熔煉技術(shù)，再以蠟?zāi)Ｕ瓷夏突鹉酀{后進(jìn)行淋砂作業(yè)，重復(fù)沾漿與淋砂作業(yè)多次，經(jīng)風(fēng)干后就可完成制作砂模，再將本發(fā)明的組成合金熔融液，澆(灌)注于砂模中，待合金熔融液冷卻后取出并進(jìn)行表面處理，就完成高爾夫球鐵桿頭的制作。參閱圖1,為本實(shí)施例高爾夫球鐵桿頭的組成合金在鑄件狀態(tài)的金相組織圖。由表1的比較表，將本發(fā)明的組成合金與現(xiàn)有合金材料的相比較可知，由本發(fā)明較佳實(shí)施例的組成合金所制作的高爾夫球鐵桿頭，在抗拉強(qiáng)度及降伏強(qiáng)度的表現(xiàn)上均較現(xiàn)有合金優(yōu)異，尤其是抗拉強(qiáng)度高出現(xiàn)有合金至少10%以上，因此較不易因擊球時與高爾夫球的大力撞擊而造成變形，在整體強(qiáng)度上是優(yōu)于現(xiàn)有合金所制成的鐵桿頭。此外，本發(fā)明的組成合金并不需要經(jīng)過熱處理就可具有比現(xiàn)有需要熱處理的雙相合金鋼較高的強(qiáng)度，進(jìn)而有助于制程的簡化并縮短制造所需花費(fèi)的時間，進(jìn)而提升整體制程效率，對產(chǎn)能及經(jīng)濟(jì)效益上有著相當(dāng)大的優(yōu)勢。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>參閱圖2，是就不銹鋼相關(guān)合金成分與結(jié)構(gòu)范圍，以及本發(fā)明成分范圍有進(jìn)一步顯示，至于圖2中所顯示的奧氏體系、鐵素體系、《失素體-奧氏體系、馬氏體(Martensitic)系，及馬氏體-奧氏體系等不銹鋼合金應(yīng)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的，在;t匕;f尤不力口以、贊述。歸納上述，本發(fā)明的高爾夫球鐵桿頭的組成合金，是透過21.5wt%24.5wt%的鉻、4.45wt%6.05wt%的鎳、0.17wt%0.23wt。/o的氮、1.5wto/。3.5wt。/o的銅、不大于0.06wtQ/。且含量不為0的碳、不大于1.0wtQ/。且含量不為0的硅、不大于1.0wt。/。且含量不為O的錳，以及用以平衡且含量不為O的鐵的組成成份，借由利用銅元素代替部分的鎳元素，以降低鎳所造成的塑型性(延展性)，使該組成合金的整體強(qiáng)度更佳，進(jìn)而使由該組成合金所制造的高爾夫球鐵桿頭更不易因擊球時與高爾夫球的強(qiáng)力撞擊而變形，所以確實(shí)能達(dá)到本發(fā)明的目的。權(quán)利要求1.一種高爾夫球鐵桿頭的組成合金，其特征在于，該組成合金包含21.5重量百分比～24.5重量百分比的鉻、4.45重量百分比～6.05重量百分比的鎳、0.17重量百分比～0.23重量百分比的氮、1.5重量百分比～3.5重量百分比的銅、不大于0.06重量百分比且含量不為0的碳，及用以平衡且含量不為0的鐵。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爾夫球鐵桿頭的組成合金，其特征在于，該組成合金還包含不大于1.0重量百分比且含量不為0的硅。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爾夫球鐵桿頭的組成合金，其特征在于，該組成合金還包含不大于l.O重量百分比且含量不為0的錳。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爾夫球鐵桿頭的組成合金，其特征在于，該組成合金還包含不大于1.0重量百分比且含量不為0的硅，以及不大于1.0重量百分比且含量不為0的錳。全文摘要一種高爾夫球鐵桿頭的組成合金，包含21.5wt％～24.5wt％的鉻、4.45wt％～6.05wt％的鎳、0.17wt％～0.23wt％的氮、1.5wt％～3.5wt％的銅、不大于0.06wt％且含量不為0的碳，及用以平衡且含量不為0的鐵，本發(fā)明的功效在于，利用減少該組成合金中鎳的含量并利用銅來代替減少的鎳成分，以降低鎳所造成的塑型性，使該組成合金的整體強(qiáng)度更佳，進(jìn)而使由該組成合金所制造的高爾夫球鐵桿頭更不易因擊球時與高爾夫球的強(qiáng)力撞擊而變形，且本發(fā)明不需經(jīng)過熱處理就可擁有較現(xiàn)有合金更高的強(qiáng)度，有助于整體制程效率的提升。文檔編號C22C38/42GK101633998SQ200810129960公開日2010年1月27日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日發(fā)明者常傳賢,張佐銘,蘇瑞明申請人:大田精密工業(yè)股份有限公司