[发明专利]一种用于高尔夫球杆杆头部位的高强金属材料

说明书

一种应用于高尔夫球杆杆头部位的高强金属材料，包括此材料的化学成分设计、冶炼工艺、锻造工艺、热轧工艺、冷轧工艺和热处理工艺，经过SGS实验检测和在某体育器材生产厂的实际应用表明基于本发明所生产的材料完全满足高尔夫球杆器材对材料的新要求。同时具有对加工设备要求低、生产成本低的优点。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种用于高尔夫球杆杆头部位的高强金属材料。

背景技术

高尔夫球运动作为一种昂贵的、小众型的体育运动和比赛项目，其器材制作在向着更加美观方向发展的同时，也在不断的追求更好的击打手感和更远的击打距离。因此，其使用材料也在不断的更新换代。其中，高尔夫球杆杆头部分是影响球杆打击手感和击打距离的重要部位，不仅要能够在存放和使用中长期保持表面光亮，还要有尽量高的表面硬度。这就要求制作高尔夫球杆杆头部位的材料既要有良好耐腐蚀性能，还要有足够高的强度。同时，根据其制作工艺和过程，还要有良好冷加工、热加工性能。

目前，高尔夫球杆杆头使用的金属材料机械性能水平为屈服强度1200Mpa、抗拉强度1350Mpa，表面HRC硬度40。而根据高尔夫器材的最新设计，球杆杆头打击面部位的金属材料机械性能要求材料屈服强度达到1500Mpa以上，抗拉强度达到1700Mpa以上，表面HRC硬度达到48以上。虽然目前世界上有能够达到这一要求的材料，但是由于其材料本身定位于核电、航空航天等行业，对冶炼设备的要求很高，难以满足民用行业对材料成本和生产周期的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对高尔夫球杆杆头部位用钢，屈服强度达到1400Mpa，抗拉强度达到1550Mpa，表面HRC硬度达到45的耐腐蚀金属材料的生产方法。该方法通过合理的成分、冶炼工艺、锻造工艺、热轧工艺、冷轧工艺和热处理工艺设计，在满足材料力学性能的基础上，降低了材料生产对设备的要求、生产成本和加工周期。其生产流程为：冶炼—锻造—热轧—冷轧—热处理。

本发明的化学成分、冶炼工艺、锻造工艺、热轧工艺、冷轧工艺和热处理工艺设计，能够生产性能满足要求、成本更低、生产周期更短的高尔夫球杆杆头部位使用的材料。

本发明所述成分设计包括：本发明设计的材料化学成分为C ≦0.06wt%、Mn ≦0.5wt%、Si ≦0.5wt%、S ≦0.03wt%、P ≦0.03wt%、Cr 11.0～13.0wt%、Ni 7.0～9.0wt%、Cu1.5～2.5wt%、Mo ≦0.5wt%、Ti 0.8～1.5wt%、Nb+Ta 0.1～0.5wt%。

本发明所述冶炼工艺设计包括：本发明设计的冶炼工艺为， EAF+AOD+LF+ESR工艺。

本发明所述锻造工艺设计包括：本发明设计的锻造工艺为，采用2000吨以上快锻机，将铸锭锻造加工成适用于热轧的薄方坯，其中方坯厚度Ｔ≤100mm，宽度Ｂ≥2.5×Ｔ，长度Ｌ≥3×Ｂ。

本发明所述热轧工艺设计包括：本发明设计的热轧工艺为，热轧坯料厚度≦100mm，热轧加热温度1150±20℃、加热时间≥100min，热轧终轧温度≥950℃,热轧成品厚度为4.5mm～5.5mm。

本发明所述冷轧工艺设计包括：本发明设计的冷轧工艺为，冷轧总变形量≥30%，冷轧总轧制道次≦5次，冷轧成品厚度为2.83mm～3.15mm。

本发明所述热处理工艺设计包括：本发明设计热处理工艺为，第一步固溶热处理在材料冷轧完成后进行， 1）要求采用连续式热处理炉，采用氢气或氮气保护；2）加热温度1040±20℃，保温时间5～10分钟；3）采用保护气体吹扫快速冷却，冷却至室温；第二步时效热处理在制作成高尔夫球杆杆头后进行， 1）要求采用箱式热处理炉，采用氢气气氛保护；2）加温温度485±5℃，保温4小时后，随炉冷至室温。