本發(fā)明關(guān)于一種高爾夫球頭的制造方法，尤其是一種高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法。
背景技術(shù)：
一般來說，二件式球桿頭的制造工藝是分別成型一球頭本體及一打擊面板，續(xù)以焊接方式結(jié)合該球頭本體及該打擊面板而獲得，如此即能夠選擇高強(qiáng)度、高硬度的材質(zhì)制作該打擊面板，而可以使該二件式球桿頭不致由于多次擊球而發(fā)生打擊面變形的問題。
現(xiàn)有高爾夫球頭的打擊面板的制造方法取一鈦金屬粗胚，經(jīng)由鍛打后，依序進(jìn)行熱軋及冷軋以成型該打擊面板，該現(xiàn)有高爾夫球頭的打擊面板的制造方法的一實(shí)施例已為美國公開第2009/0286622號(hào)專利案所揭露；只是，以此現(xiàn)有高爾夫球頭的打擊面板的制造方法所成型的打擊面板的耐沖擊值仍有待提升。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，可以制造獲得具有強(qiáng)化的耐沖擊值的鈦合金板材者。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其包含：提供一合金基材，該合金基材包含以重量百分比計(jì)為5.5～6.75％的鋁、0.05～0.15％的硅、1～2％的鉻、3.5～4.5％的釩、至多為0.4％的鐵，其余比例為鈦及不可避免的雜質(zhì)；將該合金基材壓制為數(shù)個(gè)合金錠；將該數(shù)個(gè)合金錠真空熔煉以形成一合金棒；使該合金棒成型為一薄板胚，該薄板胚的厚度為1～5mm；及將該薄板胚于500～800℃的溫度下進(jìn)行 退火處理30～90分鐘。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，另包含將經(jīng)該退火處理的薄板胚于400～700℃的溫度下進(jìn)行時(shí)效熱處理30～240分鐘。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，另包含混摻一海綿鈦材及一金屬合金材，以獲得該合金基材。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，混摻0～2級(jí)的海綿鈦材及該金屬合金材，以獲得該合金基材。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，于將該合金基材壓制為該數(shù)個(gè)合金錠之后，該將數(shù)個(gè)合金錠焊接形成一棒材，續(xù)將該棒材以真空熔煉形成該合金棒。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，于1400～1900℃的溫度下真空熔煉，以形成該合金棒。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，于真空熔煉以形成該合金棒之后，于相同的溫度下進(jìn)行二次熔煉。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，于真空熔煉以形成該合金棒之后，于600～1200℃的溫度下鍛打該合金棒以成型一厚板胚，續(xù)將該厚板胚熱軋壓延以成型該薄板胚。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，于800℃以上的溫度下將該厚板胚熱軋壓延以成型該薄板胚。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，將該薄板胚于780℃的溫度下進(jìn)行退火處理45分鐘。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，將經(jīng) 該退火處理的薄板胚于600℃的溫度下進(jìn)行時(shí)效熱處理60分鐘。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，經(jīng)該時(shí)效熱處理的薄板胚的耐沖擊值為2.0～2.7kgm/cm2。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，經(jīng)該時(shí)效熱處理的薄板胚的抗拉強(qiáng)度為140～170ksi(1ksi＝6.895MPa)。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，其中，經(jīng)該時(shí)效熱處理的薄板胚的屈服強(qiáng)度為130～160ksi。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，借助對該薄板胚進(jìn)行該退火處理，以改變該薄板胚的金屬組織，因而可以提升所獲得的鈦合金板材的耐沖擊值，為本發(fā)明的功效。
本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，更借助依序?qū)υ摫“迮哌M(jìn)行該退火處理及該時(shí)效熱處理，使所獲得的鈦合金板材具有更佳的耐沖擊值，同時(shí)該鈦合金板的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度亦有提升，為本發(fā)明的功效。
由本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法所獲得的鈦合金板材可以應(yīng)用于制成二件式球桿頭的擊球面板，使該打擊面板不易因?yàn)槎啻螕羟蚨l(fā)生破裂；該鈦合金板材亦可以應(yīng)用于制成多件式球桿頭的頂部件(crown)，借助其高強(qiáng)度的特性，減少該頂部件的厚度，而可以降低該多件式球桿頭的重量；該鈦合金板材更可以應(yīng)用于制成多件式球桿頭的底部件(sole)，借助其高強(qiáng)度的特性，提升該底部件的耐磨性及抗變形能力，為本發(fā)明的功效。
具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特 舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，作詳細(xì)說明如下：
本發(fā)明應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法包含：一薄板胚成型步驟、一退火步驟及一時(shí)效熱處理步驟，進(jìn)而可以獲得一高爾夫球頭的鈦合金板材，以供工者進(jìn)一步制成二件式球桿頭的擊球面板，或是多件式球桿頭的頂部件(crown)或底部件(sole)。
具體的，該薄板胚成型步驟將一合金基材成型為一薄板胚，該薄板胚的厚度為1～5mm。于本實(shí)施例中，該合金基材包含以重量百分比計(jì)為5.5～6.75％的鋁、0.05～0.15％的硅、1～2％的鉻、3.5～4.5％的釩、至多為0.4％的鐵，其余比例為鈦及不可避免的雜質(zhì)；較佳地，該合金基材可以經(jīng)由混摻一海綿鈦材及一金屬合金材而獲得，該海綿鈦材可以選擇為0～2級(jí)的海綿鈦材，借助該0～2級(jí)的海綿鈦材的含氧量為0.05～0.25wt％，而具有延展性佳、成型性佳等優(yōu)點(diǎn)。
該合金基材可以壓制為數(shù)個(gè)合金錠，并將該數(shù)個(gè)合金錠真空熔煉以形成一合金棒，例如以油壓機(jī)將該合金基材壓制為數(shù)個(gè)合金錠，續(xù)于1400～1900℃的溫度下，于真空環(huán)境中(真空度低于8pa以下)進(jìn)行真空熔煉，以獲得該合金棒；借助優(yōu)先成型小體積的數(shù)個(gè)合金錠，續(xù)成型大體積的合金棒，可以提升該合金棒的配料均勻性；同時(shí)，借助于真空環(huán)境中進(jìn)行真空熔煉，則可以避免該合金基材所含有的鈦與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，因而穩(wěn)定所獲得的合金棒的金屬相結(jié)構(gòu)。又，另可以于真空熔煉形成該合金棒之后，再于1400～1900℃的溫度下進(jìn)行二次熔煉，據(jù)此更可以再次提升該合金棒的配料均勻性。
此外，亦可以選擇于將該合金基材壓制為數(shù)個(gè)合金錠之后，優(yōu)先將該數(shù)個(gè)合金錠焊接形成一棒材，續(xù)將該棒材以真空熔煉形成該合金棒， 如此可以提升將該數(shù)個(gè)合金錠成型該合金棒的制造工藝便利性。
接著，該合金棒可以于600～1200℃的溫度下進(jìn)行鍛打，借此形成扁平的厚板胚，續(xù)于800℃以上的溫度下熱軋2～5次，以成型厚度為1～5mm的薄板胚(每次熱軋的壓縮量為70～75％)，即完成前述的薄板胚成型步驟。
該退火步驟將該薄板胚于500～800℃的溫度下進(jìn)行退火處理30～90分鐘，較佳于780℃的溫度下進(jìn)行退火處理45分鐘，以利于該薄板胚進(jìn)行應(yīng)力釋放，如此便可以強(qiáng)化該薄板胚的韌性，借此提升最終獲得的鈦合金板材的耐沖擊性。
而經(jīng)該退火處理的薄板胚續(xù)可以進(jìn)行該時(shí)效熱處理步驟，于400～700℃的溫度下進(jìn)行時(shí)效熱處理30～240分鐘，較佳于600℃的溫度下進(jìn)行時(shí)效熱處理60分鐘，借助該時(shí)效熱處理步驟，可以提升最終獲得的鈦合金板材的強(qiáng)度。
借助依據(jù)進(jìn)行前述的退火步驟及前述的時(shí)效熱處理步驟，可以獲得耐沖擊值為2.0～2.7kgm/cm2、抗拉強(qiáng)度為140～170ksi、屈服強(qiáng)度為130～160ksi的鈦合金板材，如此即可以將該鈦合金板材制成二件式球桿頭的擊球面板，或制成多件式球桿頭的頂部件(crown)或底部件(sole)。
為證實(shí)本發(fā)明應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法確實(shí)可以借助該退火步驟及該時(shí)效熱處理步驟制造獲得具有耐沖擊值高的鈦合金板材，遂進(jìn)行以下試驗(yàn)。
(A)退火步驟的條件測試
請參照表1所示，本試驗(yàn)選用如前述的合金基材(即，包含以重量 百分比計(jì)為5.5～6.75％的鋁、0.05～0.15％的硅、1～2％的鉻、3.5～4.5％的釩、至多為0.4％的鐵，其余比例為鈦及不可避免的雜質(zhì)的合金基材)，經(jīng)前述的薄板胚成型步驟，以成型該薄板胚后，分別于700、740、780、830℃的溫度下進(jìn)行退火45分鐘(第A1～A4組)，并以經(jīng)同樣步驟測試的6-4Ti薄板胚作為對照組(即，第A0組)進(jìn)行比較，其結(jié)果如表1所示。
表1、本試驗(yàn)各組的機(jī)械性質(zhì)測試結(jié)果
綜合表1結(jié)果，以于780℃的溫度下進(jìn)行退火45分鐘的組別(即，第A3組)的耐沖擊值最佳，故以下時(shí)效熱處理步驟的條件測試以退火溫度780℃進(jìn)行。
(B)時(shí)效熱處理步驟的條件測試
請參照表2所示，本試驗(yàn)同樣以如前述的合金基材，經(jīng)前述的薄板胚成型步驟、前述的退火步驟(780℃、45分鐘)，續(xù)分別于400、500、600、700℃的溫度下進(jìn)行時(shí)效熱處理60分鐘(第B1～B4組)，其結(jié)果如表2所示。
表2、本試驗(yàn)各組的機(jī)械性質(zhì)測試結(jié)果
綜合表2結(jié)果，以于600℃的溫度下進(jìn)行時(shí)效熱處理60分鐘的組別(即，第B3組)的耐沖擊值最佳。
此外，本試驗(yàn)同樣以6-4Ti薄板胚作為對照組，其結(jié)果與未經(jīng)過時(shí)效熱處理的表1所示數(shù)值相似，顯示6-4Ti薄板胚不會(huì)因?yàn)闊崽幚?即，該退火步驟、該時(shí)效熱處理步驟)而提升其耐沖擊值、抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度。
(C)炮擊測試
請參照表3所示，本試驗(yàn)取由前述合金基材依序經(jīng)該薄板胚成型步 驟、該退火步驟所獲得的鈦合金基材(第C1組)，以及由前述合金基材依序經(jīng)該薄板胚成型步驟、該退火步驟、該時(shí)效熱處理步驟所獲得的鈦合金基材(第C2組)，分別將該鈦合金基材制成打擊面板，續(xù)與由6-4Ti材質(zhì)制成的球頭本體結(jié)合，最后針對該打擊面板進(jìn)行炮擊，紀(jì)錄該打擊面板經(jīng)過幾次炮擊之后會(huì)發(fā)生破裂的現(xiàn)象。本試驗(yàn)另以由6-4Ti基材依序經(jīng)該薄板胚成型步驟、該退火步驟所獲得的鈦合金基材作為對照組(即，第C0組)進(jìn)行比較，表3的中以O(shè)表示進(jìn)行、X表示未進(jìn)行。其中，各組的打擊面板各部位均為等厚，且其厚度為2.8或3.0mm。
表3、本試驗(yàn)各組的炮擊次數(shù)測試結(jié)果
綜合表3結(jié)果，相較于由未進(jìn)行該時(shí)效熱處理所獲得的鈦合金基材制成的打擊面板(即，第C1組)，由另進(jìn)行該時(shí)效熱處理所獲得的鈦合金基材制成的打擊面板(即，第C2組)可以耐更多次的炮擊。
綜合上述，本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法， 借助對該薄板胚進(jìn)行該退火處理，使該薄板胚的金屬相發(fā)生改變，因而可以提升所獲得的鈦合金板材的耐沖擊值，為本發(fā)明的功效。
此外，本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法，更借助依序?qū)υ摫“迮哌M(jìn)行該退火處理及該時(shí)效熱處理，使所獲得的鈦合金板材具有更佳的耐沖擊值，同時(shí)該鈦合金板的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度亦有提升，為本發(fā)明的功效。
而由本發(fā)明的應(yīng)用于高爾夫球頭的鈦合金板材的制造方法所獲得的鈦合金板材可以應(yīng)用于制成二件式球桿頭的擊球面板，使該打擊面板不易因?yàn)槎啻螕羟蚨l(fā)生破裂；該鈦合金板材亦可以應(yīng)用于制成多件式球桿頭的頂部件(crown)，借助其高強(qiáng)度的特性，減少該頂部件的厚度，而可以降低該多件式球桿頭的重量；該鈦合金板材更可以應(yīng)用于制成多件式球桿頭的底部件(sole)，借助其高強(qiáng)度的特性，提升該底部件的耐磨性及抗變形能力，為本發(fā)明的功效。
雖然本發(fā)明已利用上述較佳實(shí)施例揭示，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)，相對上述實(shí)施例進(jìn)行各種更動(dòng)與修改仍屬本發(fā)明所保護(hù)的技術(shù)范疇，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。