铁基低密度高尔夫球头不锈钢合金及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种铁基低密度高尔夫球头不锈钢合金及其制造方法。所述铁基低密度高尔夫球头不锈钢合金为铁杆头使用材质，成份包含：铬含量17.5～18.8wt％、锰含量9.5～10.5wt％、镍含量2.5～3.6wt％、硅含量1.5～2.5wt％、碳含量0.05～0.09wt％，余量为铁，以及不可避免的微量合金元素。其合金特征：具备耐蚀性与高延伸率，以及密度介于ρ＝7.42～7.62g/cm

【技术实现步骤摘要】
铁基低密度高尔夫球头不锈钢合金及其制造方法
本专利技术是有关于一种合金结构为：具有肥粒铁(α)+沃斯田铁(γ)双相结构组织，肥粒铁(α)比例介于(5～40％，且降伏强度介于420-600MPa之间，高延伸率(40-55％)，具有耐蚀性，同时密度介于ρ＝7.42～7.62g/cm3，特别是关於一种可增加高尔夫球头铁杆头设计空间的合金。
技术介绍
高尔夫球运动是一种利用球杆将球打进洞里的运动，基本规则为将高尔夫球于发球位置开球，克服各项自然或人工障碍，于果岭上将球推入特定位置的洞内，统计其使用杆数，一场球赛共计18洞(标准杆72杆)，累计总杆数最低者为优胜。高尔夫球杆整套球具最多不得超过14支，依照球场需求与不同打击目的，大致可分为木杆、铁杆与推杆三大类，扼要陈述如下。1.木杆(Wood)选用时机为需要长远距离击球时，其可容许较大的失击率；木杆又可分为开球木杆(Driver)与球道木杆(Fairway)二种。2.铁杆选用时机则为将球击上果岭或球落入障碍区时选用，其主要诉求在于精准有效的击球，同时获致准确击球距离；铁杆依照号数分为长铁杆、中铁杆、短铁杆、挖起杆与劈起杆，甚至混合杆(空心铁头)等几种。3.推杆专用于果岭上击球，其主要诉求在于击球时的稳定与平衡性。推杆则可分为重心低击球稳的D型、以偏心击球手感较佳的L型、偏心击球球路较佳的Pin型、中心击球球路平直的T型四种形式。为能适应不同球道的变化，因此，不同号数的杆头，亦存在不同角度与尺寸规范，如下表所示。编号球杆名称杆面斜度杆身斜度球杆长度(吋)挥杆距离(码)I#1DrivingIron165539.5190～210I#2MidIron195639.0170～200I#3MidMashie225738.5160～180I#4MashieIron265838.0150～170I#5Mashie305937.5140～160I#6SpadeMashie346037.0130～150I#7MashieNiblick386136.5120～140I#8DitchingNiblick426236.0110～130I#9Niblick466335.5100～120I#10PitchingWedge506435.5110以内I#11SecondWedge54～646435.080以内S(SW)SandWedge54～586435.090以内AChipper20～356534.550以内依据UnitedStatesGolfAssociation(USGA，美国高尔夫协会)订定球场击球规范与球具规范，高尔夫球具主要限定球头：1.球具的尺寸规范：杆身总长必须介于18吋至48吋。球头跟部与杆身中心线及击球水平方向所在的平面距离不得超过0.625吋。当处于正常瞄球位置时，球杆杆身轴心与垂直通过球头底部的中心线，需夹10度角。球杆杆身轴心与击球路线两侧夹角，前倾最多20度或后前倾最多10度。铁杆球头根部至趾部必须总长度大于击球面至背部总深度，以上尺寸限定均包括任何允许的设计特征。2.球头惯性力矩(MomentofInertia,MOI)，此参数越高表示物体越难被扭转。国际规范极限值不得超过惯性矩5900g·cm2外加100g·cm2测试容许误差。3.特征时间(CharacteristicTime,CT)，主要限定开球木杆高尔夫球与高尔夫球头接触的时间，不能超过239μs，(最大容许误差257μs)；4.限定球头的击球面须为单一材质。因此，高尔夫球具为达到挥杆的平衡性，基本上球头重量皆在一定范围内，亦即球头重量存在固定值的限制。此外，高尔夫球头的设计，主要分为造型功能设计(外型设计或采多元材料复合而成)，以及发展不同机械特性的材料设计。近年高尔夫球头外型的发展趋势，主要有：1.轻量化与配重性：透过不同的材质搭配，改变球头重量分布，如：(1)利用高密度钨镍铁合金(常用密度约10、14、17g/cm3)做为配重块，以降低球头整体重心位置，提高球飞行角度；或(2)顶盖以质量较轻的碳纤维或薄化蜂窝式，降低重量顶盖重量，使部分质量可调整至底部；(3)使用高强度且低密度合金，增大球头体积以减少失击率。2.不均厚打击面设计：由于球头打击面的特征时间与击球位置、击球面曲率、球面厚度及硬度相关。因此，近年来，打击面尺寸设计开始发展不均厚打击面，可分为：可变杆面厚度(VariableFaceThickness)与减少厚度(GraduationReducedThickness)两种方式，其主要目在于增加甜蜜区面积，降低失击率。3.可调整性设计：根据USGA规范，于球场上使用的球具，须为单一刚体(不可脱落)，因此球具尺寸不可再变化。近年来球具设计上，开始逐渐发展，使用者可自行变化球头重心、惯性矩、左右旋转角等。打者可依天候状况于上场前，调整球杆配重及杆面角度等功能与特性。就材料设计方面，高尔夫球杆头材料主要强调：(1)高抗拉强度和/或高延伸率组合；(2)不同密度的合金，或不同密度的差异组合；(3)低杨氏系数，以达到变化不同球头造型与产生不同的打击效果，以满足打击者的需求。以下，就球头的材料发展趋势，陈述如下：1.开球木杆：主要以钛合金或析出硬化型不锈钢为主，因开球木杆为求增大击球区域，故通常采用高比强度材料(强度与密度的比值)。其中钛合金的运用更占80％。目前，钛合金应用于高尔夫球头，将近20种合金，如：Ti-3Al-2.5V、Ti9、Ti64、Ti811、Ti1023、Ti1553、Ti15333、Ti-22V-4Al、2041、SP700、等。2.球道木杆：球道木杆尺寸较开球木杆小，着重低密度或高CT设计，因此材料选用主要以高强度为主，以析出硬化型不锈钢为主。目前，主要使用麻田散铁型或析出硬化型材料，包括：455SS、465SS、475SS、AM350、AM355、15-5PH、15-7PH、17-4PH、M300、X25、X30等。3.铁杆：2000年开始陆续有使用其他钛合金应用在铁杆头上，但受到金融风暴影响，至2005年左右开始钛合金陆续减少；其后为了降低成本及开发上的难度开始有其他新型合金被加入，逐渐以强度较高，机械性质呈现高比强度取向或是高延伸率取向的不锈钢作为高尔夫球铁杆头材质，如450SS及455SS、ASTM71及475SS。另外，碳钢系列材质也被广泛应用于铁杆头，虽比强度较低但有比较好的延伸率(22～38％)，惟，其缺点为易生锈，故需施以电镀表面处理，如：镀镍或镀铬。其中以锻造软铁S25C被使用时间最长。在考量加工性与铸造性情况下，2000年始8620低碳合金钢被广泛应用。然，2010年起，为能增加不同铁杆头，具有不同硬度与杆部可调杆特征，较高硬化能S45C与4140则陆续被应用于铁杆头材料上。为克服铁系碳钢或低合金钢易生锈问题，不锈钢被广泛采用，其间又以17-4PH析出硬化型不锈钢为主要材质，为了成本考量，亦采用431SS。目前商用高尔夫球铁杆头材质主要以铁系碳钢或低单价不锈钢为主，常用铁杆头铁系材料，主要有：S20C、S25C、S30C、8620、4140等。请参照图1显示：目前常用商用高尔夫球头铁杆头材质降伏强度与延伸率值。4.推杆：主要考量击球感觉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁基低密度高尔夫球头不锈钢合金的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：提供一组成合金以重量百分比计包含：铬含量17.5～18.8％、锰含量9.5～10.5％、镍含量2.5～3.6％、硅含量1.5～2.5％、碳含量0.05～0.09％，余量为铁，以及不可避免的微量合金元素于冶炼炉中进行冶炼，冶炼后合金通过1050±50℃/1～2小时的固溶处理，得到降伏强度介于420‑600兆帕，及延伸率大于40，密度介于7.42～7.62克/立方公分。

【技术特征摘要】
1.一种铁基低密度高尔夫球头不锈钢合金的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：提供一组成合金以重量百分比计包含：铬含量17.5～18.8％、锰含量9.5～10.5％、镍含量2.5～3.6％、硅含量1.5～2.5％、碳含量0.05～0.09％，余量为铁，以及不可避免的微量合金元素于冶炼炉中进行冶炼，冶炼后合金通过1050±50℃/1～2小时的固溶处理，得到降伏强度介于420-600兆帕，及延伸率大于40，密度介于7.42～7.62克/立方公分。2.如权利要求第1项所述的铁基低密度高...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏瑞明，费友仁，赵志烨，
申请(专利权)人：大田精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71