高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有：5.3?5.7%的Al、3.11?3.95%的Sn、0.25?0.96%的Mo、0.23?0.69%的Nb、2.61?3.45%的Zr、0.16?0.45%Si、0.23?0.65%的Ta、0.13?0.25%的Pd、0.12?0.23%的Fe、0.03?0.07%的C、0.02?0.05%的N、0.008?0.011%的H、0.08?0.14%的O，余量為T(mén)i。藉此，通過(guò)采用本發(fā)明配方的鈦合金材料制得的高爾夫球頭，其具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接，熱加工性能、鑄造性能和焊接性能佳，其熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性匹配良好，制作出來(lái)的產(chǎn)品使用壽命更長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】
局爾夫球頭用的耐疲勞欽合金材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鈦合金材料領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料。
【背景技術(shù)】
[0002]高爾夫球運(yùn)動(dòng)是一種流行的休閑健身方式。而對(duì)于初學(xué)者除了練習(xí)基本的球技之外還要懂得選擇合適的球桿。球桿由球頭、桿身與握把三部分組成，其長(zhǎng)度約0.91-1.29米之間。根據(jù)擊球遠(yuǎn)近不同的需要，每個(gè)選手最多可帶14根各種類型的球桿進(jìn)場(chǎng)。這14根球桿以如下配置最為合適:4根木桿、9根鐵桿和I根推桿。對(duì)初學(xué)者而言，只要取其中的奇數(shù)桿就足夠了。
[0003]目前，球頭一般是金屬制成采用鎢合金配重元件。這些配重元件通常做成螺釘狀便于拆裝與更換。對(duì)于不同的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，對(duì)球頭的重量選擇各不相同，主要看自身的力量大小。鎢合金配重是一種高密度合金，在重量和體積上較其他金屬有很大的優(yōu)勢(shì)，再加上鎢合金這種材質(zhì)的環(huán)保性，更是得到了廣泛的運(yùn)用。然而，目前的鎢合金其耐疲勞性不好，產(chǎn)品使用壽命低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其能有效解決現(xiàn)有之用于制作高爾夫球頭的鎢合金存在耐疲勞性不好、產(chǎn)品使用壽命低的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.3-5.7%的Al、3.11-3.95%的 Sn、0.25-0.96%的Mo、0.23-0.69%的Nb、2.61-3.45%的Zr、0.16-0.45%S1、0.23-0.65%的Ta、0.13-0.25%的PcU0.12-0.23%的Fe、0.03-0.07%的C、0.02-0.05%的N、0.008-0.011%的H、0.08-0.14%的O，余量為T(mén)i。
[0006]作為一種優(yōu)選方案，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.7%的Al、3.95%的Sn、0.65%的Mo、0.35%的Nb、3.02%的Zr、0.45%S1、0.56%的Ta、0.13%的PcU0.18%的Fe、0.06%的C、0.03%的N、0.011%的H、0.13%的O，余量為T(mén)i。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.4%的Al、3.41%的Sn、0.75%的Mo、0.69%的Nb、3.25%的Zr、0.37%S1、0.36%的Ta、0.19%的PcU0.12%的Fe、0.03%的C、0.05%的N、0.008%的H、0.09%的 O，余量為T(mén)i。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
通過(guò)采用本發(fā)明配方的鈦合金材料制得的高爾夫球頭，其具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接，熱加工性能、鑄造性能和焊接性能佳，其熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性匹配良好，制作出來(lái)的產(chǎn)品使用壽命更長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明揭示一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.3-5.7%的Al、3.11-3.95%的Sn、0.25-0.96%的Mo、0.23-0.69%的Nb、2.61-3.45%的Zr、0.16-0.45%S1、0.23-0.65%的Ta、0.13-0.25%的PcU0.12-0.23%的Fe、0.03-0.07%的C、0.02-0.05%的N、0.008-0.011%的H、0.08-0.14%的O，余量為T(mén)i。
[0010]制備母合金所采用的金屬原料均為純度大于99.9%的純金屬單質(zhì)元素，根據(jù)合金的化學(xué)組成配料，合金的熔煉設(shè)備采用高真空電弧熔煉爐，抽真空高于5X10-3 Pa，在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行電弧熔煉，待母合金熔化后，控制C含量為0.03-0.07%、N含量為0.02-0.05%，H含量為0.008-0.011%，0含量為0.08-0.14%，然后，將熔融鈦合金澆注高爾夫球頭模殼。
[0011]下面以多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1
一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.3%的Al、3.85%的 Sn、0.55%的Mo、0.61%的Nb、2.61%的Zr、0.44%S1、0.65的Ta、0.22%的Pd、0.22%的Fe、
0.07%的C、0.05%的N、0.01%的H、0.12%的O，余量為T(mén)i。
[0012]本實(shí)施例鑄造的鈦合金材料其密度為4.51g/cm3，室溫彈性模量115GPa，泊松比0.33，硬度為34HRC，具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接。
[0013]實(shí)施例2
一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.6%的Al、3.11%的Sn、0.25%的Mo、0.55%的Nb、3.12%的Zr、0.32%S1、0.29%的Ta、0.25%的PcU0.17%的Fe、0.03%的C、0.02%的N、0.008%的H、0.08%的 O，余量為T(mén)i。
[0014]本實(shí)施例鑄造的鈦合金材料其密度為4.52g/cm3，室溫彈性模量I1GPa，泊松比0.31，硬度為32HRC，具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接。
[0015]實(shí)施例3
一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.4%的Al、3.25%的Sn、0.96%的Mo、0.23%的Nb、3.45%的Zr、0.16%S1、0.23%的Ta、0.16%的PcU0.23%的Fe、0.04%的C、0.04%的N、0.009%的H、0.14%的O，余量為T(mén)i。
[0016]本實(shí)施例鑄造的鈦合金材料其密度為4.53g/cm3，室溫彈性模量116GPa，泊松比0.33，硬度為32HRC，具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接。
[0017]實(shí)施例4
一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.7%的Al、3.95%的 Sn、0.65%的Mo、0.35%的Nb、3.02%的Zr、0.45%S1、0.56%的Ta、0.13%的Pd、0.18%的Fe、0.06%的C、0.03%的N、0.011%的H、0.13%的O，余量為T(mén)i。
[0018]本實(shí)施例鑄造的鈦合金材料其密度為4.55g/cm3，室溫彈性模量117GPa，泊松比0.33，硬度為35HRC，具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接。
[0019]實(shí)施例5
一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.5%的Al、3.65%的Sn、0.45%的Mo、0.48%的Nb、2.95%的Zr、0.26%S1、0.41%的Ta、0.17%的PcU0.15%的Fe、0.05%的C、0.02%的N、0.011%的H、0.11%的O，余量為T(mén)i。
[0020]本實(shí)施例鑄造的鈦合金材料其密度為4.56g/cm3，室溫彈性模量116GPa，泊松比
0.34,硬度為35HRC，具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接。
[0021 ] 實(shí)施例6
一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.4%的Al、3.41%的Sn、0.75%的Mo、0.69%的Nb、3.25%的Zr、0.37%S1、0.36%的Ta、0.19%的PcU0.12%的Fe、0.03%的C、0.05%的N、0.008%的H、0.09%的 O，余量為T(mén)i。
[0022]本實(shí)施例鑄造的鈦合金材料其密度為4.51g/cm3，室溫彈性模量118GPa，泊松比
0.33，硬度為35HRC，具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接。
[0023]本發(fā)明的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于:通過(guò)采用本發(fā)明配方的鈦合金材料制得的高爾夫球頭，其具有良好的拉伸、疲勞和蠕變等綜合力學(xué)性能，該合金的熱加工性能良好，并可進(jìn)行超塑性成形和擴(kuò)散焊連接，熱加工性能、鑄造性能和焊接性能佳，其熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性匹配良好，制作出來(lái)的產(chǎn)品使用壽命更長(zhǎng)。
[0024]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其特征在于:其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.3-5.7%的Al、3.11-3.95%的Sn、0.25-0.96%的Mo、0.23-0.69%的Nb、2.61-3.45%的Zr、0.16-0.45%S1、0.23-0.65%的Ta、0.13-0.25%的PcU0.12-0.23%的Fe、0.03-0.07%的C、.0.02-0.05%的N、0.008-0.011%的H、0.08-0.14%的O，余量為T(mén)i。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其特征在于:其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.7% 的 Al、3.95% 的 Sn、0.65% 的 Mo、0.35% 的 Nb、3.02% 的 Zr、0.45%S1、.0.56%的Ta、0.13%的PcU0.18%的Fe、0.06%的C、0.03%的N、0.011%的H、0.13%的O，余量為T(mén)i。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球頭用的耐疲勞鈦合金材料，其特征在于:其化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計(jì)含有:5.4%的Al、3.41%的Sn、0.75%的Mo、0.69%的Nb、3.25%的Zr、0.37%S1、.0.36%的Ta、0.19%的Pd、0.12%的Fe、0.03%的C、0.05%的N、0.008%的H、0.09%的O，余量為T(mén)i。
【文檔編號(hào)】C22C14/00GK105950910SQ201610298705
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】付長(zhǎng)浩, 潘黎, 齊輝, 曹恒, 李何坤, 錢(qián)鋼, 許海宗, 孟巖, 石北峰, 萬(wàn)力, 鄧敏, 朵善路, 李晶權(quán)
【申請(qǐng)人】東莞雙瑞鈦業(yè)有限公司