專利名稱：高爾夫桿頭的配重塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種高爾夫桿頭的配重塊，特別是關(guān)于通過(guò)控制鎳、鎢的混合比例及同時(shí)添加鉬，以改善焊接熱造成裂痕的鎢鐵鎳合金的配重塊。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)高爾夫桿頭的配重塊，通常是由傳統(tǒng)粉末冶金〔powder metallurgy〕制程將鎢[19.30g/cm3]、鐵[7.8g/cm3]及鎳[8.9g/cm3]等高比重、高硬度的金屬粉末，經(jīng)加壓成形、燒結(jié)而形成適用于高爾夫桿頭的鎢鐵鎳配重塊。雖然，粉末冶金制程被業(yè)界廣泛使用，但是該制程仍存在許多缺點(diǎn)，例如制模成本高、成品伸長(zhǎng)率低、制程時(shí)間長(zhǎng)、易熱脹冷縮、無(wú)法形成精密的圖案、文字、型號(hào)及商標(biāo)等。
另一傳統(tǒng)高爾夫桿頭的配重塊，如本申請(qǐng)人的臺(tái)灣專利第91116681號(hào)的「高爾夫球桿頭的配重塊及其制造方法」的發(fā)明專利，其主要是利用精密鑄造制程制造鎢鐵鎳合金配重塊，并利用特定金屬熔融順序及組成比例有效防止高融點(diǎn)的鎢形成沉淀。該精密鑄造制程是將鎳、鐵、鎢、硅、錳及鈮依30-50％∶30-50％∶20-35％∶1.0％以下∶1.0％以下∶0.5％以下的預(yù)定比例，而依序加入1450℃以上的高溫熔爐內(nèi)熔融，以制得鎢鐵鎳合金的高爾夫桿頭的配重塊。制得的配重塊再利用鑲埋、焊接等方式，結(jié)合于一高爾夫球桿頭本體上，該本體是大致以不銹鋼的材質(zhì)所制成，如SUS304、17-4、4130等不銹鋼系列。
該精密鑄造制程可克服傳統(tǒng)粉末冶金制程所產(chǎn)生的上述問(wèn)題。然而，如圖1-圖2所示，當(dāng)鎳、鐵、鎢的混合成份控制不當(dāng)時(shí)，卻容易使制得的鎢鐵鎳合金的“γ[鐵，鎳]”相在基底中析出波來(lái)鐵〔pearlite〕組織，而造成配重塊的耐蝕性低落，并使配重塊焊接于桿頭本體時(shí)，易產(chǎn)生焊接熱裂。
在圖1中，水平焊道的上方是鎢鐵鎳合金配重塊及焊接熱裂，水平焊道的下方是桿頭本體的基材。
在圖2中，則為鎢鐵鎳合金的波來(lái)鐵組織及焊接熱裂的放大圖。當(dāng)波來(lái)鐵組織析出“γ[鐵，鎳]”相時(shí)，焊接熱裂常會(huì)發(fā)生在該波來(lái)鐵組織處。
當(dāng)使用的5.0％重量百分比的氯化鈉溶液對(duì)鎢鐵鎳合金進(jìn)行40℃、24小時(shí)的鹽霧試驗(yàn)，以模擬高腐蝕性的氣候環(huán)境時(shí)，可發(fā)現(xiàn)鎢鐵鎳合金的生銹面積常會(huì)超過(guò)8％左右。
再者，如圖3所示，由于鎢鐵鎳合金的表面常有鎢的析出[深色部份為波來(lái)鐵組織，波來(lái)鐵包圍的白色部份則為析出的鎢]，因此，該合金形成的“鎢+γ[鐵，鎳]”相亦導(dǎo)致由鎢鐵鎳合金制成的配重塊在研磨拋光后產(chǎn)生花紋，使鎢鐵鎳合金制成的配重塊，在直接結(jié)合于桿頭本體的底部表面時(shí)，該鎢鐵鎳合金與桿頭本體之間的嵌合線明顯可見(jiàn)，并且隨研磨厚度和角度的差異，造成各成品皆不相同，因此，在制程條件上難以控制。
有鑒于此，本發(fā)明改良上述缺點(diǎn)，是在精密鑄造一配重塊的鎢鐵鎳合金時(shí)，通過(guò)添加鉻，以防止“γ[鐵，鎳]”相中析出不耐蝕的波來(lái)鐵；利用適當(dāng)控制鎳、鎢的混合比例，使鎢能完全固溶于足量的鎳中，避免固溶相析出影響制程控制的鎢；并通過(guò)添加鉬，以減少鎢鐵鎳合金配重塊在焊接時(shí)產(chǎn)生焊接熱裂缺陷。利用精密鑄造方式制造鎢鐵鎳合金做為高爾夫桿頭的配重塊時(shí)，即可有效提升該配重塊的防銹耐蝕性、亮面均勻度及外觀，并使配重塊適用于焊接組裝制程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種高爾夫桿頭的配重塊，其是在精密鑄造時(shí)，通過(guò)添加鉬，以減少鎢鐵鎳合金配重塊在焊接時(shí)產(chǎn)生焊接熱裂缺陷，達(dá)到提升配重塊的焊接性質(zhì)的目的。
本發(fā)明的第二目的是提供一種高爾夫桿頭的配重塊，其是在精密鑄造時(shí)通過(guò)添加鉻，以防止在鎢鐵鎳合全配重塊的γ(鐵，鎳)相中析出波來(lái)鐵，達(dá)到提高配重塊的防銹耐蝕性的目的。
本發(fā)明的第三目的是提供一種高爾夫桿頭的配重塊，其是在精密鑄造時(shí)，通過(guò)控制鎳、鎢的混合比例，以防止在鎢鐵鎳合金配重塊的γ[鐵，鎳]相中析出鎢，配重塊直接結(jié)合于桿頭本體的表面時(shí)，可增益桿頭成品的制程優(yōu)良率，達(dá)到提升配重塊的亮面均勻度、外觀及結(jié)合組裝裕度的目的。
本發(fā)明的第四目的是提供一種高爾夫球桿頭的配重塊，其是在熔煉鑄造時(shí)，通過(guò)添加硅，以防止?jié)沧⒌娜廴诮饘倭鲃?dòng)不良，達(dá)到提升制程優(yōu)良率的目的。
本發(fā)明的第五目的是提供一種高爾夫桿頭的配重塊，其是在精密鑄造時(shí)，通過(guò)添加錳、銅、釩或鈮，以改善由鎢鐵鎳合金制得的配重塊的機(jī)械性質(zhì)，并提高鑄造時(shí)的流動(dòng)性及輔助除氣效果，達(dá)到提升配重塊的機(jī)械強(qiáng)度的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高爾夫桿頭的配重塊，其特征是它是由精密鑄造的鎢鐵鎳合金制成，該鎢鐵鎳合金的重量百分組成為鐵15-40％、鎳30-60％、鎢15-30％、鉻1.5-10.0％及鉬0.5-5.0％。
該鎢及鎳的融熔混合的固溶線是符合如下公式Y(jié)＝1.26X-38.99％其中，該鎢的重量百分比為Y，該鎳的重量百分比是大于或等于X。
該鎢鐵鎳合金為另包含有硅1.5％以下。該鎢鐵鎳合金為另包含至少一種改善機(jī)械性質(zhì)的成份。該改善機(jī)械性質(zhì)的成份包括錳1.0％以下、銅4.0％以下、釩1.0％以下或鈮1.0％以下。該鎢鐵鎳合金的比重為9.0-10.5g/cm3。該鎢鐵鎳合金的熔點(diǎn)范圍是介于1400℃至1500℃之間。該鎢鐵鎳合金另包含至少一種微量摻質(zhì)。該微量摻質(zhì)是碳0.1％以下、硫0.1％以下或磷0.1％以下。
通過(guò)添加鉻，以提升該配重塊的防銹耐蝕性；通過(guò)控制鎳及鎢的混合比例，以增加配重塊的亮面均勻度；通過(guò)添加適量的鉬，以減少該鎢鐵鎳合金的焊接熱裂；通過(guò)添加適量的錳、銅、釩或鈮，以改善配重塊的機(jī)械性質(zhì)。
下面結(jié)合較佳實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是傳統(tǒng)高爾夫桿頭的配重塊的鎢鐵鎳合金的波來(lái)鐵組織及焊接熱裂的顯微照相圖。
圖2是圖1的波來(lái)鐵組織及焊接熱裂的局部放大的顯微照相圖。
圖3是傳統(tǒng)高爾夫桿頭的配重塊的鎢鐵鎳合金析出的波來(lái)鐵組織及鎢的顯微照相圖。
圖4是本發(fā)明的高爾夫桿頭的配重塊的鎢鐵鎳合金添加鉻時(shí)的顯微照相圖。
圖5是本發(fā)明的高爾夫桿頭的配重塊的鎢鐵鎳合金的γ[鐵，鎳]析出鎢的固溶線統(tǒng)計(jì)圖。
圖6是本發(fā)明的高爾夫桿頭的配重塊的鉬鐵鎳合金添加鉻及鉬時(shí)的顯微照相圖。
具體實(shí)施例方式
參閱圖4-圖6所示，本發(fā)明的高爾夫桿頭的配重塊的大部份制造方法是相同于臺(tái)灣專利第91116681號(hào)的傳統(tǒng)高爾夫桿頭的配重塊的制造方法，因而兩者制程及條件相同部分不再予詳細(xì)贅述。
本發(fā)明的高爾夫桿頭的配重塊較佳是利用精密鑄造方式制造。在進(jìn)行精密鑄造時(shí)，首先是依特定金屬熔融順序及組成比例，將所需成份加入高溫熔爐內(nèi)，溫度介于1450-1750℃之間，較佳介于1600-1680℃之間，并同時(shí)添加鉻及適當(dāng)控制鎳、鎢的混合比例，以制得融熔鎢鐵鎳合金；接著，再將該融熔鎢鐵鎳合金澆鑄于預(yù)定形狀、精密圖案及文字的預(yù)熱模具內(nèi)〔預(yù)熱溫度較佳是設(shè)定在950℃至1300℃之間〕，如此即可精密鑄造制成高爾夫球桿的配重塊。該制得的配重塊再利用鑲埋、焊接等方式，結(jié)合于一高爾夫球桿頭本體上，該桿頭本體是大致以不銹鋼的材質(zhì)所制成，如SUS304、17-4、4130等不銹鋼系列。
在進(jìn)行上述精密鑄造時(shí)，本發(fā)明較佳是依序?qū)㈡嚵?、純鐵、鎢鐵、硅鐵及鉻等加入一高溫熔爐中，以利用先行熔解的鎳粒及純鐵的融熔合金進(jìn)一步降低鎢鐵的熔化溫度，而促使高融點(diǎn)的鎢鐵在不生成鎢沉淀下，順利熔融于該熔解爐中。
接著，通過(guò)適當(dāng)抽樣檢測(cè)及控制，使制得融熔鎢鐵鎳合金包含鐵〔Fe〕15-40％、鎳[Ni]30-60％、鎢〔w〕15-30％、硅[Si]1.5％以下及鉻〔Cr〕1.5-10.0％〔重量百分比〕。
參閱圖4所示，在制造合金時(shí)，本發(fā)明是通過(guò)添加鉻1.5-10.0％，以避免在該鎢鐵鎳合金配重塊的γ〔鐵，鎳〕相中析出波來(lái)鐵組織，以便提升該鎢鐵鎳合金配重塊的防銹耐蝕性。
當(dāng)使用5.0％〔重量百分比〕的氯化鈉溶液對(duì)該鎢鐵鎳合金進(jìn)行40℃、24小時(shí)的鹽霧試驗(yàn)，以模擬高腐蝕性的氣候時(shí)，可發(fā)現(xiàn)該鎢鐵鎳合金的生銹面積僅占該鎢鐵鎳合金總表面積的1％以下。
若添加鉻1.5-10.0％時(shí)，可以抑制波來(lái)鐵組織的產(chǎn)生，并通過(guò)鹽霧試驗(yàn)的測(cè)試，其可增加鎢鐵鎳合金的耐蝕性。
然而，觀察圖4的晶相圖可知在γ[鐵，鎳]的基底中，是有碳化物析出于晶界上，因此該鎢鐵鎳合金在進(jìn)行焊接的制程時(shí)，仍然有焊接熱裂的產(chǎn)生。
參閱圖5所示，在制造合金時(shí)，本發(fā)明可控制該鎢、及鎳的比例，若需要得到花紋、霧面的合金時(shí)，使其混合比例維持在該γ[鐵，鎳]的固溶線上方。若需要亮面或鏡面的合金時(shí)，本發(fā)明亦可通過(guò)控制使鎳、鎢的融熔混合比例維持在該γ[鐵，鎳]的固溶線下方，以使鎢能完全固溶于足量的鎳中。該鎳、鎢的固溶線符合下列公式Y(jié)＝1.26X-38.99％
其中，當(dāng)鎢的重量百分比為Y時(shí)，鎳的重量百分比是可大于或等于X。例如，當(dāng)鎳含量為51.78％時(shí)，該足量的鎳可完全固溶鎢23.5％；當(dāng)鎳含量為46.5％時(shí)，足量的鎳可完全固溶鎢19.6％；及當(dāng)鎳含量為55％時(shí)，該足量的鎳可完全固溶鎢30.3％。
因此，本發(fā)明可防止在該鎢鐵鎳合金配重塊的γ[鐵，鎳]相中析出鎢，以完全避免該鎢鐵鎳合金表面產(chǎn)生花紋。由于該配重塊的表面能形成較佳的亮面均勻度，因此當(dāng)該配重塊直接結(jié)合于桿頭本體的表面〔特別是以鑲嵌方式結(jié)合〕，并經(jīng)拋光加工后，配重塊與桿頭本體之間的嵌合線以眼睛直接觀察是無(wú)法分辨，可避免各別桿頭本體與配重塊的結(jié)合差異，而能控制其制程條件一致，并用以提升配重塊的附加價(jià)值及結(jié)合組裝裕度。
再者，在制造合金時(shí)，本發(fā)明是通過(guò)添加硅1.5％以下來(lái)改善提高鑄造時(shí)的流動(dòng)性。
參閱圖6所示，在將鉻等上述金屬加入高溫熔爐后，本發(fā)明添加適量的鉬。當(dāng)本發(fā)明添加鉬〔Mo〕0.5-5.0％以下時(shí)，其是可使該鎢鐵鎳合金配重塊的γ[鐵，鏢]相析出均勻分布的碳化物，以使該鎢鐵鎳合金制成的配重塊在進(jìn)行焊接時(shí)，避免產(chǎn)生焊接熱裂，如此使該配重塊適用于焊接組裝制程，例如激光焊接或氬焊焊接。
另外，本發(fā)明亦可依需求選擇添加適量的錳鐵、銅、釩鐵及鈮鐵等成份。本發(fā)明選擇添加至少一種下列金屬時(shí)，例如錳[Mn]1.0％以下、銅[Cu]4.0％以下、釩[V]1.0％以下、鈮〔Nb〕1.0％以下，其將可用以改善配重塊的機(jī)械性質(zhì)，并能有效提高鑄造時(shí)的流動(dòng)性及輔助除氣效果。
再者，本發(fā)明用以制造高爾夫桿頭的配重塊的鎢鐵鎳合金的預(yù)設(shè)比重是可選擇依不同用途的高爾夫球桿而變化，但其比重較佳是為9.0-10.5g/cm3，及其熔點(diǎn)范圍較佳介于1400-1500℃之間，特別是約等于1455℃。
再者，本發(fā)明上述精密鑄造制程使用的鎳粒、純鐵、鉻、鉬通常是指鎳、鐵、鉻、鉬的純金屬〔包含少量摻質(zhì)〕，而該鎢鐵、硅鐵、錳鐵、釩鐵及鈮鐵則分別指鎢、硅、錳、釩及鈮的鐵合金[ferroalloy]。在精密鑄造時(shí)，本發(fā)明是可依實(shí)際取得的鎢鐵、硅鐵、錳鐵及鈮鐵的內(nèi)含元素組成適當(dāng)調(diào)整其個(gè)別用量，以使制得的鎢鐵鎳熔融合金能符合上述預(yù)設(shè)比例，以供制造高爾夫桿頭的配重塊。
另外，該鎢鐵鎳合金因制程及原料不同，而可能含有部份微量摻質(zhì)，例如碳〔C〕0.1％以下、硫[S]0.1％以下、磷〔P〕0.1％以下。
如上所述，相較于傳統(tǒng)精密鑄造制成的高爾夫桿頭的配重塊容易在γ[鐵，鎳]相中析出波來(lái)鐵及鎢，而影響耐蝕性、表面均勻度、外觀、焊接性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)及流動(dòng)性等缺點(diǎn)，本發(fā)明確實(shí)能通過(guò)添加鉻、控制鎳鎢比例及添加鉬等方式，增進(jìn)高爾夫桿頭的配重塊的物理化學(xué)性質(zhì)，而具有提升配重塊的防銹耐蝕性、亮面均勻度、外觀及結(jié)合組裝裕度的功效，并使該配重塊適用焊接組裝制程。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所作各種更動(dòng)與修改，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高爾夫桿頭的配重塊，其特征是它是由精密鑄造的鎢鐵鎳合金制成，該鎢鐵鎳合金的重量百分的主要組成為鐵15-40％、鎳30-60％、鎢15-30％、鉻1.5-10.0％及鉬0.5-5.0％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該鎢及鎳的融熔混合的固溶線是符合如下公式Y(jié)＝1.26X-38.99％其中，該鎢的重量百分比為Y，該鎳的重量百分比是X。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該鎢鐵鎳合金為另包含有硅1.5％以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該鎢鐵鎳合金為另包含至少一種改善機(jī)械性質(zhì)的成份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該改善機(jī)械性質(zhì)的成份包括錳1.0％以下、銅4.0％以下、釩1.0％以下或鈮1.0％以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該鎢鐵鎳合金的比重為9.0-10.5g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該鎢鐵鎳合金的熔點(diǎn)范圍是介于1400℃至1500℃之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該鎢鐵鎳合金另包含至少一種微量摻質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高爾夫桿頭的配重塊，其特征是該微量摻質(zhì)是碳0.1％以下、硫0.1％以下或磷0.1％以下。
全文摘要
一種高爾夫桿頭的配重塊，其是由精密鑄造的鎢鐵鎳合金制成，鎢鐵鎳合金是包含重量百分比的鐵15－40％、鎳30－60％、鎢15－30％、鉻1.5－10.0％及鉬0.5－5.0％。通過(guò)添加鉻，以提升配重塊的防銹耐蝕性；通過(guò)控制鎳及鎢的混合比例，以增加配重塊的亮面均勻度；通過(guò)添加適量的鉬，以減少鎢鐵鎳合金的焊接熱裂；通過(guò)添加適量的錳、銅、釩或鈮，以改善配重塊的機(jī)械性質(zhì)。
文檔編號(hào)A63B53/04GK1566383SQ0313749
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者陳建同, 蘇晏正 申請(qǐng)人:楠盛股份有限公司