局部热处理制造技术

本文描述了用于高尔夫球杆插销或高尔夫球杆头的局部热处理的分叉热处理装置和方法的实施例。热处理方法包括分叉过程，其中高尔夫球杆头在第一加热单元中通过感应加热被处理，且然后移动到第二加热单元用于对流加热。这两个步骤都是使插销热处理局部化。热处理装置还可以包括冷却部件，例如散热器，以当插销在隔离中被加热时的第二加热阶段期间确保球杆头的主体保持在正确的温度处。局部热处理的整体分叉方法和装置导致具有至少两个不同的硬度值的插销或高尔夫球杆头，以允许在不破裂或断裂的情况下操纵材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】局部热处理相关申请的交叉引用本申请要求2016年8月18日递交的美国临时专利申请62/376,836的利益，该临时专利通过引用被完全并入本文。背景安装高尔夫球杆是高尔夫球手计划中的一个关键方面，以产生用于最佳击球的可重复挥杆。通过弯曲在插鞘(hosel)处的高尔夫球杆头来产生杆面倾角。目前，高尔夫球制造商使用凹口，或弯曲插销而没有用于杆面倾角调整的凹口。凹口尺寸在球杆和新球杆设计之间改变，从而使球杆的统一调整变得困难。使用凹口来调整杆面倾角也减少了插销设计的可能配置。直接弯曲插销而不包括凹口是一种更简单和更可再现的调整方法。然而，如果插销材料在被铸造和锻造时没有被适当地处理，则杆面倾角调整可能导致在高尔夫球杆头的插销中的断裂或破裂。因此，在本领域中需要在没有结构修改的情况下的更优化的插销调整特征。附图简述为了说明的简单和清楚，附图示出了一般构造方式，并且公知特征和技术的描述和细节可以被省略以避免不必要地模糊本公开。此外，附图中的元件不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被扩大，以有助于提高对本公开的实施例的理解。在不同附图中的相同的参考数字表示相同的元件。图1示出了高尔夫球杆头的前视图。图2示出了高尔夫球杆头的侧视图。图3是局部热处理过程的流程图。图4是在局部热处理过程期间使用的装置的等距视图。图5为冷却块的分割视图。图6是具有散热器的高尔夫球杆头的前视图。图7是示出在脆性材料和韧性(ductile)材料之间的关系的示例性应力-应变曲线。通过考虑详细描述和附图，本公开的其他方面将变得明显。详细描述本文描述了一种包括第一加热步骤和第二加热步骤而在第一和第二加热步骤之间有很少到没有冷却时间的分叉热处理过程。第二加热步骤被配置为将金属缓慢冷却至室温。该过程允许制造商满足杆面倾角调整标准，同时保持较硬的表面硬度。为了实现带有具有两个不同硬度值的两个不同硬度区域(即表面、空腔、主体与插销)的球杆头，需要分叉的或分离的加热过程，其中局部热处理在高尔夫球杆头的至少另一部分上与插销区域隔离。例如，如下面更详细讨论的，杆面的碰撞区域可以具有在Rockwell标度上的HRC38或更大的硬度值。相反，插鞘可以具有HRC32或更小的硬度值，以基于在安装过程期间确定的高尔夫球手的规格来实现杆面倾角调整。为了在单个球杆头上实现在这些范围内的两个不同硬度值，分叉热处理过程可以包括使用包含两个单独的热固化步骤的熔炉装置。本专利技术在有或没有用于调整的凹口的情况下实现了具有大于HRC38的硬度值的高强度杆面和具有小于HRC32的硬度值的插销的目标。在本公开的任何实施例被详细解释之前，应理解，本公开在其应用方面不限于在下面的描述中阐述或在附图中所示出的结构的细节和部件的布置。本公开能够有其他实施例并且能够以各种方式被实践或被执行。图1-2示出了在相对于地平面26的击球准备位置(addressposition)处的球杆头10。高尔夫球杆头10包括主体12和插销14，插销14包含用于容纳高尔夫球杆杆身(未示出)的一端的孔16。插鞘14包括穿过孔16的中心延伸的插鞘平面20。主体12还包括具有杆面倾角平面22的击球面18，杆面倾角平面22穿过击球面18的表面延伸。此外，高尔夫球杆头10的插销14可以包括凹口30，例如在美国专利号6,186,903中描述的凹口，该专利通过引用被并入本文。另外，高尔夫球杆头10的击球面18可以包括一个或更多个凹槽，例如在美国专利号8,790,193中描述的凹槽，该专利通过引用被并入本文。用于调节球杆头10的杆面倾角24的一种方式是使用插销14作为焦点来弯曲球杆头。为了便于弯曲过程，插鞘14可以被制造成具有与击球面18的硬度值不同的硬度值。I)局部热处理过程本专利技术涉及一种包括第一加热步骤和第二加热步骤的分叉热处理过程。第一加热步骤包括感应加热。第二加热步骤包括电加热或常规加热，以实现球杆头的期望硬度值。A)感应加热第一步骤利用产生穿透球杆头的交变磁场的感应加热，在金属内产生电流。电流激励金属中的原子，导致热的产生。该方法不需要与球杆头接触，并且可以提供精确的局部区域以在球杆头内产生热。感应加热的精度可产生不均匀的分子结构，并在某些点处导致弱化点。因此，需要小心来向插销提供适当的热处理。这包括在感应加热步骤到电加热或常规加热步骤之间的球杆头的冷却步骤的缺少。B)电加热或常规加热第二步骤是通过电加热或常规加热更一般地施加热。电加热功能是通过使电穿过包括高电阻值的金属流动，使金属发热。高尔夫球杆定位成相邻于电加热器，并通过对流接收热。电加热器也可以应用于高尔夫球杆头的局部区域。电加热或常规加热不如感应加热精确。电加热器可产生温度梯度，该温度梯度可将球杆头从感应加热步骤的末端温度缓慢冷却至室温或第二加热步骤的预定最终温度，优于仅仅允许不添加额外的热量将热处理的球杆冷却至室温。电加热器或常规加热器允许球杆头的分子结构产生均匀的结构，在金属的基质中使晶粒生长成更大的晶粒结构，消除在感应加热步骤中产生的弱化点。C)整体热处理步骤i)铸造/锻造图3示出了用于形成高尔夫球杆头10的局部热处理过程100，其对于插销14和主体12或击球面18具有不同的硬度值。参照图3，局部热处理过程100包括形成高尔夫球杆头10的第一步骤101。高尔夫球杆头10例如通过机加工、锻造、铸造、金属注射成型或本领域中的技术人员已知的任何其它合适的工艺来形成。不锈钢球杆头的示例性工艺包括铸造步骤，其使用溶剂溶液和老化热处理，以及用于插销的局部热处理。碳钢的其它示例性工艺包括铸造步骤、淬火和回火热处理，随后是插销14的部分热处理。ii)感应加热步骤使用上述方法形成的高尔夫球杆头10可以被转移到第一热处理步骤。参照图3和图4，局部热处理过程100还包括将高尔夫球杆头10放置在位于第一位置71处的第一加热单元51中的第二步骤102以及定位高尔夫球杆头10使得插鞘14位于第一加热单元51的第一局部加热区域61内的第三步骤103。在许多实施例中，高尔夫球杆头10可以手动地或自动地放置在第一加热单元51中，并且手动地或自动地定位成使得插鞘14位于第一局部加热区域61内。下面将进一步描述用于定位高尔夫球杆头10的特定设备和自动化方法。再次参考图3，局部热处理过程100包括在第一加热单元51的第一局部加热区域61内加热插鞘14的第四步骤104。在许多实施例中，插销14可以被加热大约10分钟。在其它实施例中，插销可以在大约5-60分钟、5-10分钟、5-15分钟、5-20分钟、10-30分钟、30-60分钟、1-2小时、1-3小时或1-6小时的范围内被加热。在许多实施例中，第一局部加热区域61在温度上范围可以从大约600℃到1000℃。在其他实施例中，第一局部加热区域61的温度可以是大约1000℃、950℃、900℃、850℃、800℃、750℃、700℃、650℃或600℃。例如，在一个实施例中，第一局部加热区域61可以具有800℃的温度。在一些实施例中，主体12或击球面18可以包括在插销14被热处理时调节主体12或击球面18的温度的部件，这些部件将在下面更详细地被描述。iii)转移球杆头步骤高尔夫球杆头10可以被移除并转移到第二加热步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：位于第一位置处的第一加热单元和位于相邻于所述第一位置的第二位置处的第二加热单元，其中所述第一加热单元是感应加热器，所述第一加热单元包括：电源；螺旋管，其在所述螺旋管的第一端和所述螺旋管的第二端处连接到所述电源；以及设备，其中所述设备被配置成将高尔夫球杆头的插销定位在所述螺旋管内的第一局部加热区域内部；其中所述第二加热单元包括：电加热器，其包括第二局部加热区域；以及设备，其中所述设备被配置成将所述高尔夫球杆头的所述插销定位在所述电加热器的第二局部加热区域中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.18 US 62/376,8361.一种装置，包括：位于第一位置处的第一加热单元和位于相邻于所述第一位置的第二位置处的第二加热单元，其中所述第一加热单元是感应加热器，所述第一加热单元包括：电源；螺旋管，其在所述螺旋管的第一端和所述螺旋管的第二端处连接到所述电源；以及设备，其中所述设备被配置成将高尔夫球杆头的插销定位在所述螺旋管内的第一局部加热区域内部；其中所述第二加热单元包括：电加热器，其包括第二局部加热区域；以及设备，其中所述设备被配置成将所述高尔夫球杆头的所述插销定位在所述电加热器的第二局部加热区域中。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一加热单元和第二加热单元对于17-4钢合金具有大约740-860℃的温度范围，或者对于431钢合金、碳钢合金或铬钼钢合金具有大约640-800℃的温度范围。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二加热单元还包括：第一加热元件；以及第二加热单元，其定位成平行于所述第一加热元件，其中所述第二局部加热区域位于所述第一加热元件和所述第二加热元件之间。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二加热单元还包括：第一分离件，其垂直地并相邻于所述第一加热元件延伸；以及第二分离件，其垂直地并相邻于所述第二加热元件延伸；所述设备配置成将所述高尔夫球杆头的插销定位在所述第一加热元件和第二加热元件之间以及所述第一分离件和所述第二分离件上方。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述螺旋管由铜组成。6.根据权利要求1所述的装置，还包括：传送带，其中所述设备连接到所述传送带，所述传送带配置成将所述设备从所述第一加热单元运送到所述第二加热单元。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一加热单元以与所述传送带相同的速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴夫·吴，泰勒·肖，马休·W·西蒙，黄裕仁，
申请(专利权)人：卡斯顿制造有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US