[发明专利]高尔夫球杆头合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种高尔夫球杆头合金及其制造方法。

背景技术

惯用高尔夫球杆，其杆头通常是以低硬度的软铁类材质制成，例如低碳钢或低合金钢，这样杆头的低硬度特性将可使一体成型的套颈易于进行调整倾角，以满足产品及使用者的需求。虽然上述软铁类材质可使制成的杆头具有套颈易于调角的优点，但所述软铁类材质却具有易于氧化而不耐锈蚀(孔蚀、均匀锈蚀)的缺点。

另一种惯用高尔夫球杆，其杆头可选择以不锈钢材质制成，例如SUS17-4PH或SUS431Cast等规格的不锈钢，这样制得的杆头将具有低硬度及较佳的机械性质，以使套颈易于调角及耐孔蚀及均匀锈蚀。如中国台湾公告第363895、438610及460306号发明专利，其分别揭示以SUS17-4PH、SUS15-5PH、SUS13-8PH、SUS255、SUS630等规格的不锈钢材质制成一杆头，该杆头能选择与高硬度材质制成的一击球面板焊接结合形成一高尔夫球杆头成品，其中击球面板的高硬度材质可选自：(1)马氏体铁相(martensite，麻田散铁相)组成的合金；(2)兼具马氏体铁相及奥氏体铁相(austenite，沃斯田铁相)的合金；(3)铁素体铁相(ferrite，肥粒铁相)组成的合金；及(4)高硬化能的铁合金等高硬度材质。虽然上述各种不锈钢材质能使高尔夫球杆头具有所述易于调角及耐锈蚀的优点，然而这些不锈钢材质与击球面板的高硬度材质间却仍具有焊接兼容性不佳的缺点，因此，当该杆头与不同材质的上述击球面板进行焊接结合时，非常容易在焊接位置(焊道)发生裂痕等缺陷，并进而影响杆头成品良率。特别是，对高能量焊接工艺而言，由于工艺中常不添加额外焊料且焊道宽度比传统氩焊窄，因而上述不锈钢材质的低焊接兼容性问题对该工艺的杆头成品良率影响更为严重。

因此，确实有必要进一步改良惯用高尔夫球杆头构造及其材质。

发明内容

本发明的主要目的是改良上述惯用高尔夫球杆头构造及其材质的缺点，提供一种高尔夫球杆头合金及其制造方法。

根据本发明提供的高尔夫球杆头合金及其制造方法，其中主要是以预定组成比例的铁等各种元素构成兼具奥氏体铁相及铁素体铁相的合金材质，同时利用氮元素稳定上述混合组成相，这样制得的高尔夫球杆头将兼具低硬度、高耐蚀性及高焊接兼容性，而使本发明具有方便套颈调角、提升耐锈蚀性及增加焊接兼容性的功效。

具体地说，本发明提供了一种高尔夫球杆头合金，该合金是将母合金、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、铜、镍及氮熔融成合金材质以精密铸造成高尔夫球杆头，该杆头的材质兼具奥氏体铁相及铁素体铁相，并且，所述合金材质除铁以外的碳、硅、锰、铜、镍、铬、钼及氮的重量比是维持在≤0.07％：≤1.0％：≤2.0％：≤1.0％：4.0％至7.0％：19.5％至24.5％：2.0％至4.0％：0.07％至0.23％。

本发明还提供了一种高尔夫球杆头合金的制造方法，该方法包括步骤：

将母合金、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、铜、镍及氮加入高温熔炉中；使铁以外的碳、硅、锰、铜、镍、铬、钼及氮的重量比维持在≤0.07％：≤1.0％：≤2.0％：≤1.0％：4.0％至7.0％：19.5％至24.5％：2.0％至4.0％：0.07％至0.23％，以供形成兼具奥氏体铁相及铁素体铁相的合金材质；将该合金材质精密铸造成预定形状的高尔夫球杆头。

本发明的高尔夫球杆头合金及其制造方法中，所述母合金除铁以外包含0.04％的碳、0.80％的硅、1.00％的锰、6.38％的镍、22.9％的铬、0.90％的钼、0.03％的磷及0.01％的硫。

本发明的高尔夫球杆头合金及其制造方法中，所述占0.07％至0.23％重量比的氮元素是用以稳定奥氏体铁相及铁素体铁相发混合组成相，以减缓铁素体铁相发生σ相脆化现象。其中该氮元素可来自氮化物、碳氮化物，例如，氮化铁、碳氮化铁和/或氮化硅等。

根据本发明的优选实施方案，所述合金材质中奥氏体铁相及铁素体铁相的体积百分比维持在≥30％：≥30％。