專利名稱：一種以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爾夫球桿頭的制作方法，更確切地說是涉及一種用鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭的制作方法。
鈦的比重為4.5，介于鋁(2.7)與鐵(7.87)之間，其彈性模數(shù)為16.8×106psi，亦介于鋁(10×106psi)與鐵(30×106psi)之間，鈦的重量約為鋼的一半，所以其強(qiáng)度重量比極佳。由于鈦及其合金具有許多別的金屬所沒有的特性，包括質(zhì)輕、高強(qiáng)度重量比、良好的高溫性質(zhì)等，因而最適于應(yīng)用在航空、太空、船舶及化工、食品工業(yè)中作為材料，近年來(lái)更廣泛地應(yīng)用于各類工業(yè)品、運(yùn)動(dòng)用品中。
以高爾夫球桿為例，隨著材料科學(xué)的進(jìn)步及人類要求的提高，高爾夫球桿已由木制品演變?yōu)閺?qiáng)度較好的鐵制品，其桿體又由鐵制品進(jìn)一步發(fā)展為質(zhì)輕、彈性好的碳纖制品。高爾夫球桿的桿頭以質(zhì)輕者為佳，由于桿頭部分有一用以擊球的打擊面，該訂擊面需有較佳的強(qiáng)度及耐磨度且又要兼顧質(zhì)輕的條件，因此鈦及其合金被廣泛用于制作高爾夫球桿桿頭。雖然鈦在地球上有豐富的含量(地殼的1％是鈦，主要存在于金紅石rutile中，化學(xué)式為Tio)，但因其活性強(qiáng)極易與其他元素結(jié)合形成化合物，所以鈦的煉制十分困難，工藝過程復(fù)雜且成本高昂，鈦金屬因此而價(jià)格昂貴。為了降低成本而發(fā)展出以鈦或其合金做成包覆打擊面的打擊片，而以其他材料制作桿頭的其余部分，再牢固結(jié)合兩種不同材質(zhì)部分，其結(jié)合方法包括采用螺絲、銷、粘膠或焊接，以獲得打擊效果較好的桿頭打擊面。
用上述方法制成的高爾夫球桿頭，打擊片與桿頭主體的結(jié)合是利用結(jié)合元件或其他材料，在采用螺絲、銷、粘膠或焊接的方法中以焊接方式的效果最好，但由于受桿材所限，因此焊接法不可能適用于任何材質(zhì)，若要結(jié)合兩種焊接性較差或無(wú)法焊接的材料，則只能使用效果較差的其余三種方法，所制造的高爾夫球桿頭，其打擊片在使用一段時(shí)間后即會(huì)松動(dòng)甚至完全脫落。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法，打擊片以鈦或鈦合金制成，桿頭主體以其他金屬材料制成，而將打擊片與桿頭主體緊密結(jié)合的制作方法。
本發(fā)明的以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法，其特征在于是采用下列方法(1).將打擊片加工成擊球面上具有線槽、周邊為平直或略具推拔的形狀；(2).將桿頭主體上供打擊片嵌置的一面加工成成形槽，成形槽的周邊形狀為倒推拔狀與打擊片周邊形狀相同，成形槽槽深與打擊片厚度相同，成形槽周邊尺寸略小于打擊片的周邊尺寸，成形槽與打擊片間的公差配合成緊貼配合以上的狀態(tài)；(3).加熱具有成形槽的桿頭主體使其體積膨脹，直至成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸與打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸形成適貼滑動(dòng)配合以下的程度，保持該溫度；(4).將打擊片植入桿頭主體的成形槽中使兩者結(jié)合；(5).將已結(jié)合打擊片的桿頭主體移至常溫環(huán)境中，桿頭主體上的成形槽緊密包圍打擊片。
所述的方法(2)中，成形槽與打擊片間的公差配合成緊貼配合狀態(tài)；所述的方法(3)是冷凍打擊片使其體積縮小，直至打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸與成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸形成適貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合的程度，保持該溫度。
所述的方法(3)中，加熱具有成形槽的桿頭主體使其體積膨脹，直至成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸與常溫下的打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸形成中級(jí)配合或適貼滑動(dòng)配合的程度，保持該溫度；同時(shí)冷凍打擊片使其體積縮小，直至打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸與常溫下的成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸形成適貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合的程度，保持該溫度。
所述桿頭主體的成形槽周邊的倒推拔角及所述打擊片周邊的推拔角為1°至3°。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)

圖1.高爾夫球桿頭斜視2.高爾夫球桿頭分解3、圖1中3-3線剖視圖由于有許多材料可以制作高爾夫球桿頭主體及打擊片，而眾多金屬材料的特性又不一致，故本發(fā)明以三種實(shí)施例分別說明其制作步驟。
以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法的第一實(shí)施例包括以下步驟一、將打擊片10加工成擊球面具有線槽11、周邊為平直或略具推拔(斜角)的形狀，如圖1、圖2中所示；二、將桿頭主體20上供打擊片10嵌置的一面加工成成形槽21，該成形槽21的周邊形狀與打擊片10的周邊形狀相同，即具有倒推拔狀(倒斜角1°至3°，如圖3中θ所示)，成形槽槽深與打擊片厚度相同，但成形槽周邊尺寸略小于打擊片，使打擊片10與桿頭主體20上的成形槽21可以以公差配合關(guān)系而形成緊貼配合(Wringing fit)或緊配合(Tight fit)以上(如中級(jí)緊壓配合Mediumforce fit、重壓縮緊配合Heavg force or shink fit)的狀態(tài)，即打擊片10于常溫時(shí)無(wú)法置入該成形槽21中；三、將具有成形槽21的桿頭主體20加熱使其體積膨脹，成形槽21亦隨溫度上升而擴(kuò)大，一直加熱到成形槽21的長(zhǎng)、寬尺寸與打擊片10的長(zhǎng)、寬尺寸可以形成適貼滑動(dòng)配合(snugfit)或中級(jí)配合(Medium fit)以下(如自由配合free fit、松配合Loosefit)的程度，并保持該溫度；四、將打擊片植入已經(jīng)過加熱處理、體積膨脹的桿頭主體20上的成形槽21中，由于此時(shí)成形槽21的尺寸已大于打擊片10(其公差配合關(guān)系已由緊貼配合或緊配合以上改變?yōu)檫m貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合以下)，故打擊片10可輕易地置入桿頭主體20的成形槽21中，使兩者結(jié)合；五、將已結(jié)合的打擊片10及桿頭主體20移至常溫下冷卻，桿頭主體20上的成形槽21恢復(fù)至原來(lái)的尺寸，即成形槽冷卻時(shí)縮小，在常溫時(shí)打擊片與成形槽形成緊貼配合或緊配合狀態(tài)，成形槽周邊緊密包圍打擊片。
步驟三中，桿頭主體加熱的溫度由桿頭主體的熱膨脹系數(shù)及熱加工特性決定，若桿頭主體的熱膨脹系數(shù)較小，其加熱溫度需較高，而為顧及材料特性，加熱溫度常需控制在一定范圍內(nèi)。以含鉻(Cr)18％、含鎳(Ni)8％的18-8不銹鋼為例，其加熱溫度約為五百度(攝氏)，加熱溫度需按材料而定，以免產(chǎn)生組織變化及因加熱發(fā)生粒間腐蝕(Inter granular granular corrosing)而造成粒間破裂(Inter granular crack)。
本發(fā)明以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法的第二實(shí)施例包括以下步驟一、將打擊片10加工成擊球面具有線槽11，周邊為平直或略具推拔(斜角)的形狀(同第一實(shí)施例步驟一)；二、將桿頭主體20上供打擊片10嵌置的一面加工成成形槽21，該成形槽21的周邊形狀與打擊片10的周邊形狀相同，即具有倒推拔狀(倒斜角1°至3°)，成形槽槽深與打擊片厚度相同，但成形槽周邊尺寸略小于打擊片，使打擊片10與桿頭主體20上的成形槽21可以以公差配合關(guān)系而形成緊貼配合或緊配合，即打擊片10于常溫時(shí)無(wú)法置入該成形槽21中；三、將打擊片10冷凍使其體積縮小至與成形槽21的公差配合可形成適貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合的程度，并保持該溫度；四、將冷凍至低溫的打擊片10植入常溫下的桿頭主體20上的成形槽21中，由于打擊片10的尺寸已小于成形槽21，其公差配合已由緊貼配合或緊配合改變?yōu)檫m貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合，故打擊片10可輕易地置入桿頭主體20的成形槽21中，使兩者結(jié)合；五、將已結(jié)合的打擊片與桿頭主體保持在常溫狀態(tài)下，使打擊片溫度回升，打擊片尺寸恢復(fù)原來(lái)的大小，由于打擊片在溫度回升時(shí)體積會(huì)膨脹，因此常溫時(shí)打擊片與成形槽的配合即成為緊貼配合或緊配合，成形槽21的周邊緊密包圍打擊片。
本發(fā)明以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法的第三實(shí)施例包括以下步驟一、將打擊片10加工成擊球面具有線槽11，周邊為平直或略具推撥(斜角)的形狀(同第一、二實(shí)施例步驟一)；二、將桿頭主體20上供打擊片10嵌置的一面加工成成形槽21，該成形槽21的周邊形狀與打擊片10的周邊形狀相同，即具有倒推拔狀(倒斜角1°至3°)，成形槽槽深與打擊片厚度相同，但成形槽周邊尺寸略小于打擊片，使打擊片10與桿頭主體20上的成形槽21可以以公差配合關(guān)系而形成緊貼配合或緊配合以上狀態(tài)，打擊片10于常溫時(shí)無(wú)法置入該成形槽21中；三、將具有成形槽21的桿頭主體20加熱使其體積膨脹，成形槽21隨溫度上升而擴(kuò)大，一直加熱到成形槽21的長(zhǎng)、寬尺寸與打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸可形成中級(jí)配合或適貼滑動(dòng)配合的程度，并保持該溫度；同時(shí)將打擊片10冷凍使其體積縮小至與未加熱前的成形槽的公差配合可形成適貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合的程度，并保持該溫度；四、將已經(jīng)過冷凍加工、體積縮小的打擊片10植入經(jīng)加熱處理、體積膨脹的桿頭主體的成形槽中，此時(shí)熱膨脹后的成形槽尺寸已大于冷收縮后的打擊片，兩者的公差配合關(guān)系已由緊貼配合或緊配合以上改變?yōu)檫m貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合以下，打擊片10可輕易地置入桿頭主體20的成形槽21中，使兩者結(jié)合；五、將已結(jié)合的打擊片及桿頭主體移至常溫下，打擊片與成形槽皆恢復(fù)至原來(lái)的尺寸，兩者形成緊貼配合或緊配合以上狀態(tài)。
參見圖2、圖3，由于打擊片10是加工成周邊平直或略具推拔的形狀，而位于桿頭主體20之上的成形槽21與打擊片10周邊形狀相同具倒推拔狀，按本發(fā)明工藝所制成的高爾夫球桿頭，其打擊片與桿頭主體的結(jié)合狀態(tài)如圖3所示，打擊片10受成形槽21包圍且受成形槽周邊倒推拔角限制，又因打擊片與成形槽的配合為緊貼配合以上，因此按本發(fā)明方法所制作的高爾夫球桿頭在使用時(shí)可確保其打擊片10絕不致發(fā)生松動(dòng)或掉落的情況。
綜上所述，本發(fā)明的制作方法包括將具有與打擊片相同形狀的成形槽的桿頭主體加熱，使其體積膨脹，再將打擊片植入該成形槽中，最后在常溫下使成形槽體積恢復(fù)常態(tài)時(shí)大小，打擊片與桿頭主體相互緊密配合；或者冷凍打擊片使其體積收縮，再將該打擊片植入成形槽中，最后在常溫下使打擊片體積恢復(fù)常態(tài)時(shí)大小，打擊片與桿頭主體相互緊密配合；或者加熱桿頭主體使其體積膨脹，同時(shí)冷凍打擊片使其體積縮小，將體積縮小的打擊片植入體積膨脹的成形槽中，最后在常溫下使打擊片及成形槽均恢復(fù)常態(tài)時(shí)大小，打擊片與桿頭主體相互緊密配合。
本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，可有效結(jié)合兩種不同材料，確保高爾夫球桿桿頭與鈦或鈦合金打擊片間的緊密配合，不會(huì)松動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法，其特征在于是采用下列方法(1).將打擊片加工成擊球面上具有線槽、周邊為平直或略具推拔的形狀；(2).將桿頭主體上供打擊片嵌置的一面加工成成形槽，成形槽的周邊形狀為倒推拔狀與打擊片周邊形狀相同，成形槽槽深與打擊片厚度相同，成形槽周邊尺寸略小于打擊片的周邊尺寸，成形槽與打擊片間的公差配合成緊貼配合以上的狀態(tài)；(3).加熱具有成形槽的桿頭主體使其體積膨脹，直至成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸與打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸形成適貼滑動(dòng)配合以下的程度，保持該溫度；(4).將打擊片植入桿頭主體的成形槽中使兩者結(jié)合；(5).將已結(jié)合打擊片的桿頭主體移至常溫環(huán)境中，桿頭主體上的成形槽緊密包圍打擊片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法，其特征在于所述的方法(2)中，成形槽與打擊片間的公差配合成緊貼配合狀態(tài)；所述的方法(3)是冷凍打擊片使其體積縮小，直至打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸與成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸形成適貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合的程度，保持該溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法，其特征在于所述的方法(3)中，加熱具有成形槽的桿頭主體使其體積膨脹，直至成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸與常溫下的打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸形成中級(jí)配合或適貼滑動(dòng)配合的程度，保持該溫度；同時(shí)冷凍打擊片使其體積縮小，直至打擊片的長(zhǎng)、寬尺寸與常溫下的成形槽的長(zhǎng)、寬尺寸形成適貼滑動(dòng)配合或中級(jí)配合的程度，保持該溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭制作方法，其特征在于所述桿頭主體的成形槽周邊的倒推拔角及所述打擊片周邊的推拔角為1°至3°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以鈦或鈦合金作為打擊片的高爾夫球桿頭的制作方法。即以鈦或鈦合金作打擊片，以其他金屬材料作桿頭主體，而使它們緊密結(jié)合的制作方法。打擊片具有與桿頭主體成型槽相同的形狀，可先加熱桿頭使成型槽膨脹再植入打擊片；或先冷凍打擊片再植入成型槽中；或同時(shí)加熱桿頭和冷凍打擊片，再將打擊片植入成型槽中。待恢復(fù)常溫時(shí)，打擊片將與桿頭主體緊密配合不會(huì)松動(dòng)。工藝簡(jiǎn)單，可有效結(jié)合兩種不同材料。
文檔編號(hào)A63B53/04GK1147968SQ96109159
公開日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年8月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月2日
發(fā)明者黃輝銘 申請(qǐng)人:黃輝銘