專利名稱：高爾夫球桿頭的配重塊及其制造方法
技術領域：
本發明是關于一種高爾夫球桿頭的配重塊及其制造方法，特別是關于利用具有特定金屬熔融順序及組成比例的精密鑄造制程，制得高爾夫球桿頭的鎢鐵鎳合金配重塊，以便改善傳統粉末冶金制成的鎢鐵鎳合金配重塊容易碎裂及不易在配重塊上壓鑄或雕刻精密圖案等缺點。
盡管業界不斷嘗試以傳統精密鑄造(precision casting)制程制造高爾夫球桿頭的鎢鐵鎳合金配重塊，以克服該粉末冶金制程無法直接在緊壓樣品上壓鑄出精密圖案等缺點，但由于該精密鑄造制程常無法克服高熔點的鎢會在熔融過程中產生鎢沉淀的問題，因而使得精密鑄造制程所具有的成本較低、成品伸長率較高、制程時間較短及能直接澆鑄出精密圖案等優點仍無法被應用于制造高爾夫球桿頭的鎢鐵鎳配重合金。
本發明的主要目的是提供一種高爾夫球桿頭的配重塊及其制造方法，其中利用特定順序及組成比例的精密鑄造制程，使鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵依序在高溫下完全熔融，以便精密鑄造成高爾夫球桿頭的鎢鐵鎳合金配重塊，達到降低配重塊制造成本、提高成品伸長率、縮短制程時間及直接澆鑄方式在配重塊上形成精密圖案與文字的目的。
本發明的目的是這樣實現的一種高爾夫球桿頭的配重塊，其特征是它是依特定比例的合金金屬精密鑄造一體成型的結構，其中各主要組成成分的重量百分比分別為鎳24％-50％、鐵24％-50％、鎢20％-35％、硅1.0％以下、錳1.0％以下及鈮0.5％以下。
還包含有微量摻雜成份的重量配比分別為銅3.0％以下及碳0.1％以下。該合金金屬的熔點范圍是介于1400-1500℃之間。
本發明還提供一種高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是它包含如下步驟(1)依序將鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵加入高溫熔解爐中，使各成分的重量配比維持在鎳∶鐵∶鎢∶硅∶錳∶鈮＝24％-50％∶24％-50％∶2 0％-35％∶1.0％以下∶1.0％以下∶0.5％以下，以制得符合預設比重的熔融鎢鐵鎳合金；(2)將熔融的該鎢鐵鎳合金澆注進入具有預定形狀、精密圖案及文字的預熱模具內，以精密鑄造成高爾夫球桿的配重塊；(3)將模具脫模、切邊后，制造成高爾夫球桿的配重塊，剩余的邊材回收，以做為下次精密鑄造的回爐余料。
該熔解爐每爐是熔融70公斤的熔融合金。該熔解爐的溫度是1450℃-1750℃之間。該鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵是呈細粒不規則狀。在該鎢鐵鎳合金完全熔融后取樣測量比重是符合預設比重值。該鎢鐵鎳合金的比重是介于9.5-11.0g/cm3之間。該鎢鐵鎳合金的熔點范圍是介于1400-1500℃之間。該組成成分中還包含有微量摻雜成份的重量配比分別為銅3.0％以下及碳0.1％以下。該模具的預熱溫度是介于950-1300℃之間，其保持時間是介于30-60分鐘之間。
下面結合較佳實施例配合附圖詳細說明。
圖2是本發明的制造方法的流程方塊示意圖。
依序將鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵加入高溫熔解爐中，使鎳∶鐵∶鎢∶硅∶錳∶鈮的重量比維持在24％-50％∶24％-50％∶20％-30％∶1.0％以下∶1.0％以下∶0.5％以下，以制得符合預設比重的熔融鎢鐵鎳合金；將熔融的該鎢鐵鎳合金澆注進入具有預定形狀、精密圖案及文字的預熱模具內，以精密鑄造成高爾夫球桿的配重塊；將模具脫模、切邊后制造成高爾夫球桿的配重塊，剩余的邊材回收，以做為下次精密鑄造的回爐余料。
參照圖2所示，本發明高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法的第一步驟是依序將鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵加入高溫熔解爐中，使鎳∶鐵∶鎢∶硅∶錳；鈮的重量比維持在24％-50％∶24％-50％20％-35％∶1.0％以下∶1.0％以下∶0.5％以下，以制得符合預設比重的熔融鎢鐵鎳合金。
為了克服以傳統精密鑄造制程制造由鎢鐵鎳合金制成高爾夫球桿頭的配重塊時，經常發生鎢沉淀現象而致使產品優良率低落的問題，因而本發明利用特定金屬熔融順序及組成比例進行精密鑄造制程。上述特定金屬熔融順序主要是指依序將細粒不規則狀的鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵加入1450℃以上的高溫的熔解爐中。以本發明較佳實施例為例，其首先是以1450℃以上的高溫使熔點較低的鎳粒先行熔融，待鎳粒完全融熔后則加入純鐵，以得到鎳粒及純鐵的熔解合金；接著，利用上述鎳粒及純鐵的熔解合金進一步降低鎢鐵的熔化溫度，并促使鎢鐵順利熔融于該熔解爐中，而不產生鎢沉淀；隨后，當鎢鐵完全熔融后，再加入回爐余料，該回爐余料是指制造高爾夫球桿頭的鎢鐵鎳合金配重塊后，在其配重塊模具經脫模及切邊后剩余而能供回收使用的邊材余料，最后再加入硅鐵、錳鐵及鈮鐵，以便提高鑄造時的流動性及輔助除氣效果。如表1所示，當本發明完成上述新料及回爐余料的熔融時，鎳∶鐵∶鎢∶硅∶錳∶鈮的重量比較佳是維持在24％-50％∶24％-50％∶20％-35％∶1.0％以下∶1.0％以下∶0.5％以下的比例，而其余摻雜成份如銅及碳的重量比則分別維持在3.0％以下及0.1％以下表1精密鑄造與傳統粉末冶金的金屬組成重量百分比對照表
另外，該熔解爐是為鎢鐵鎳合金專用的一熔解爐，其每爐較佳是可供熔融70公斤的熔融合金，且應同時具有防止碳、磷、硫等有害焊接的元素進入爐中造成污染的功能。且各項細粒不規則狀的配料較佳是以少量多次的方式緩緩的加入熔解爐內，以避免因大量加入而突發架橋現象(配料不完全熔融而粘結成團塊狀，致使熔解爐內部產生空穴或氣泡)，而使熔解爐的危險性提高。
本發明用以制造高爾夫球桿頭的配重塊的鎢鐵鎳合金的預設比重是依不同用途的高爾夫球桿而作變化，但其比重較佳是預設在介于9.5-11.0g/cm3間，及其熔點范圍約在1450℃(2642°F)左右參照圖2所示，本發明高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法的第二步驟是將熔融的該鎢鐵鎳合金澆注進入具有預定形狀、精密圖案及文字的預熱模具內，以精密鑄造成高爾夫球桿的配重塊。當上述熔融的鎢鐵鎳合金依特定金屬熔融順序及組成比例備制完成，且其取樣測量的比重符合預設比重值后，在出爐前進行除氣及除渣后，即可將其直接澆注進入用以精密鑄造的模具內。該模具在注入熔融液前的預熱溫度較佳是設定在950-1300℃間，及其保持時間設定在30-60mins間。
本發明的精密鑄造的模具不但能形成高爾夫球配重塊的預定形狀，且更能先行加工形成較為精密的圖案、文字、型號及/或商標，因此利用本發明的方法制成的高爾夫球桿頭的配重塊是通過精密鑄造直接形成圖案、文字、型號及/或商標，故能避免發生如傳統粉末冶金制程以機械雕刻加工出圖案、文字、型號及/或商標時，所具有的不易精密加工、制程時間長及生產效率低等缺點。如表二所示，本發明使用精密鑄造制程制造高爾夫球桿頭的配重塊亦具有制造成本低、制程時間短及成品具有伸長率高等諸多優點。
表二本發明的精密鑄造與傳統粉末冶金的各種機械特性對照表
參閱圖2所示，本發明高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法的第三步驟是將模具脫模、切邊后剩余的邊材回收，以做為下次精密鑄造的回爐余料。當鎢鐵鎳合金的熔融液澆入精密鑄造的模具內后，隨即將模具置于輸送帶上進行水冷卻，并接著在低壓力下進行震殼，及隨即進行切邊，切邊后剩余的邊材則回收，并使其呈細粗不規則狀，以供做為下次精密鑄造的回爐余料。
配合參照
圖1-圖2所示，圖2的本發明高爾夫球桿頭的配重塊及其制造方法是利用特定金屬熔融順序及組成比例，克服上述傳統精密鑄造制程所產生的鎢沉淀問題，其依序將鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵在高溫下熔融，以便由鎢鐵鎳合金制成具有精密圖案及文字的高爾夫球桿頭的配重塊。
相較于圖1的傳統高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，利用粉末冶金制程具有制模成本高、成品伸長率低、制程時間較長、無法直接壓鑄出精密的圖案、文字、型號及商標，而需諸多后續雕刻加工等缺點，顯而易見，本發明的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法確實具有制造成本低、成品伸長率高、制程時間短及直接澆鑄精密圖案與文字的功效。
雖然本發明已以較佳實施例揭示，然其并非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，所作各種更動與修改，都屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高爾夫球桿頭的配重塊，其特征是它是依序將特定比例的合金金屬精密鑄造一體成型的結構，其中各主要組成成分的重量百分比分別為鎳24％-50％、鐵24％-50％、鎢20％-35％、硅1.0％以下、錳1.0％以下及鈮0.5％以下。
2.根據權利要求1所述的高爾夫球桿頭的配重塊，其特征是它還包含有微量摻雜成份的重量配比分別為銅3.0％以下及碳0.1％以下。
3.據權利要求1所述的高爾夫球桿頭的配重塊，其特征是該合金金屬的熔點范圍是介于1400-1500℃之間。
4.一種高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是它包含如下步驟(1)依序將鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵加入高溫熔解爐中，使各成分的重量配比維持在鎳∶鐵∶鎢∶硅∶錳∶鈮＝24％-50％∶24％-50％∶20％-35％∶1.0％以下∶1.0％以下∶0.5％以下，以制得符合預設比重的熔融鎢鐵鎳合金；(2)將熔融的該鎢鐵鎳合金澆注進入具有預定形狀、精密圖案及文字的預熱模具內，以精密鑄造成高爾夫球桿的配重塊；(3)將模具脫模、切邊后，制造成高爾夫球桿的配重塊，剩余的邊材回收，以做為下次精密鑄造的回爐余料。
5.根據權利要求4所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是該熔解爐每爐是熔融70公斤的熔融合金。
6.根據權利要求4所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是該熔解爐的溫度是1450℃-1750℃之間。
7.根據權利要求4所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是該鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵是呈細粒不規則狀。
8.根據權利要求4所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是在該鎢鐵鎳合金完全熔融后取樣測量比重是符合預設比重值。
9.根據權利要求8所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是該鎢鐵鎳合金的比重是介于9.5-11.0g/cm3之間。
10.根據權利要求4所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是該鎢鐵鎳合金的熔點范圍是介于1400-1500℃之間。
11.根據權利要求4所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是該組成成分中還包含有微量摻雜成份的重量配比分別為銅3.0％以下及碳0.1％以下。
12.根據權利要求4所述的高爾夫球桿頭的配重塊的制造方法，其特征是；該模具的預熱溫度是介于950-1300℃之間，其保持時間是介于30-60分鐘之間。
全文摘要
一種高爾夫球桿頭的配重塊及其制造方法，其主要是包含下列步驟依序將鎳粒、純鐵、鎢鐵、回爐余料、硅鐵、錳鐵及鈮鐵加入高溫熔解爐中，其各成分的重量比為鎳24－50％、鐵24－50％、鎢20－30％、硅1.0％以下、錳1.0％以下及鈮0.5％以下，制得符合預設比重的熔融鎢鐵鎳合金；將熔融的鎢鐵鎳合金澆注進入具有預定形狀、精密圖案及文字的預熱模具內，以精密鑄造成高爾夫球桿頭的配重塊；將模具脫模、切邊后制成配重塊，剩余的邊材回收，以做為下次精密鑄造的回爐余料具有的功效。
文檔編號A63B53/04GK1473639SQ02128280
公開日2004年2月11日 申請日期2002年8月8日 優先權日2002年8月8日
發明者林炳榮, 黃峻勇, 胡勝智 申請人:復盛股份有限公司