高强度高尔夫球杆头的制作方法

本发明属于体育用品领域，具体涉及一种高强度高韧性的高尔夫球杆头。

背景技术：

在高尔夫球杆头击打高尔夫球的时候，大部分能量从高尔夫球杆头传递到了高尔夫球，但是在碰撞的过程中会有一些能量损失，为了避免这些能量损失都会在高尔夫球杆头上进行一些研究，提高其刚性。目前的高尔夫球杆头均采用一体成型不锈钢材质，但是整体重量较重，并且整体采用高强度高刚度的不锈钢，对于不锈钢材质的要求非常高，材质大幅度增加了高尔夫球杆的成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种高强度高韧性的高尔夫球杆头。

具体通过如下技术手段实现：

一种高强度高尔夫球杆头，包括具有击球面的高尔夫球杆头基体和与高尔夫球杆头基体结合的聚合物主体构件。

所述高尔夫球杆头基体的侧面呈圆角矩形设置，包括框架本体和配重部件，所述配重部件位于框架本体的下部，设置方式为使得高尔夫球杆头基体大于56%的体积位于高尔夫球杆头的重心前部，且高尔夫球杆头小于46%的质量位于高尔夫球杆头的重心前部，所述重心前部是指朝向击球面的部分。

所述框架本体采用高强度不锈钢，所述配重部件采用铁钨合金。

所述高强度不锈钢按质量百分比含量计为：C：0.16~0.22%，Si：0.08~0.12%，Mn：0.6~1.1%，Cr：1.8~2.6%，Mo：1.0~2.1%，V：0.1~0.3%，B：0.002~0.006%，Ti：0.06~0.12%，Nb：0.2~0.5%，Al：0.05~0.08%，RE：0.01~0.02%，P<0.02%，S<0.01%，N<0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述铁钨合金按质量百分比含量计为：W：36~39%，Ni：8~12%，Ce：0.01~0.02%，Pr：0.01~0.02%，Cu：2~5%，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述聚合物主体构件通过旋转模制工艺与高尔夫球杆头基体结合为一体。

作为优选，所述配重部件与框架本体接合的部位设置有卡接口，所述配重部件设置有多个凸口与框架本体的卡接口相接合。

作为优选，所述高尔夫球杆头基体成型之后，将配重部件配入卡接口后，且与聚合物主体接合之前形成半成品进行如下热处理步骤：

1）将所述半成品置入到电阻炉内升温至890~920℃，保温20~35min后，出炉喷水冷却至480~510℃，然后入淬火油中冷却至室温。

2）将步骤1）处理之后的半成品置入到深冷箱中冷却到-110~-150℃，保持该温度20~30min，出深冷箱恢复至室温。

3）将步骤2）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至320~360℃，保温30~50min后，随炉冷却至室温。

4）将步骤3）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至180~220℃，保温30~50min后，出炉空冷至室温。

5）将步骤4）得到的半成品进行去边、精整，得到含有配重部件的高尔夫球杆头基体。

所述高尔夫球杆头基体的框架本体微观结构中残余奥氏体晶粒平均粒径为3~8微米，且在表面处的平均粒径与中心部位平均粒径比例为1:1.2~1.5。

所述聚合物主体构件为内部网状的高强度钢丝作为骨架，包裹着高强度聚合物。

所述高强度聚合物为高强度橡胶。

本发明的效果在于：

1，通过将高尔夫球杆头的侧面设置成圆角矩形结构，使得击球面能够更好的与高尔夫球杆头接触，避免了非期望的受力点，保证了球路的方向确定性。通过该圆角矩形结构与合理的配重部件合理位置的搭配，使得在击球的时候击球面随着高尔夫球有瞬时包围变形，从而使得击球面完美的与高尔夫球贴合并，避免了能量损失。

2，通过合理设置配重部件，并且合理限定配重部件的位置，使得在高尔夫球杆头与高尔夫球接触的瞬间，配重部件的缓冲能量能够及时传递给击球面，增加了击球面对于高尔夫球的力量传递，从而提高击球的力量。

3，通过合理调整高尔夫球杆头框架本体和配重部件材质的组分含量，尤其是合理调整了稀土元素Ce和Pr的搭配，使得微观结构中晶粒得到细化，从而使得配重部件也能够实现高强度，从而增加了配重部件的耐久性，同时使得配重部件能够达到低成本，高比重和非常高的与框架的结合性能。

通过合理调整框架本体材质的组分含量（以及微观结构限定），尤其是其中V和稀土RE的添加和含量的确定，使得其在强度提高的情况下，韧性得到提升，从而并不从刚性角度来避免能量损失，而是从韧性角度保证能量的尽量完全的传递。

由于合理设置配重部件和框架本体材质的组分含量，使得二者在本申请特定热处理过程中能够更好的接合在一起。

通过设置本申请特定的热处理制度，尤其在类淬火之后设置深冷处理，然后设置高温回火和低温回火处理，从而使得框架本体的韧性得到进一步提升，并且热处理是对配置了配重部件之后进行的，因此在热处理框架本体的同时也对配重部件进行了均匀化处理，并且将二者的接合进行了促进，使得接合更加紧密。

旋转模制工艺是现有已知通用工艺，通过将聚合物采用旋转模制工艺与高尔夫球杆头基体进行接合，使得高尔夫球杆和杆头能够形成一体。

附图说明

图1为本发明高尔夫球杆头侧面的结构示意图。

图2为本发明高尔夫球杆头后视的结构示意图。

其中：1-高尔夫球杆头基体，11-击球面，12-配重部件，2-与聚合物主体构件。

具体实施方式

实施例1

一种高尔夫球杆头，包括具有击球面的高尔夫球杆头基体和与高尔夫球杆头基体结合的聚合物主体构件。

所述高尔夫球杆头基体的侧面呈圆角矩形设置，包括框架本体和配重部件，所述配重部件位于框架本体的下部，设置方式为使得高尔夫球杆头基体62%的体积位于高尔夫球杆头的重心前部，且高尔夫球杆头38%的质量位于高尔夫球杆头的重心前部，所述重心前部是指朝向击球面的部分。

所述框架本体采用高强度不锈钢，所述配重部件采用铁钨合金。

所述高强度不锈钢按质量百分比含量计为：C：0.18%，Si：0.09%，Mn：0.9%，Cr：2.1%，Mo：1.1%，V：0.2%，B：0.005%，Ti：0.09%，Nb：0.3%，Al：0.06%，RE：0.012%，P：0.002%，S：0.001%，N：0.00:2%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述铁钨合金按质量百分比含量计为：W：38%，Ni：9%，Ce：0.011%，Pr：0.018%，Cu：3.2%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述聚合物主体构件通过旋转模制工艺与高尔夫球杆头基体结合为一体。

所述配重部件与框架本体接合的部位设置有卡接口，所述配重部件设置有多个凸口与框架本体的卡接口相接合。

所述高尔夫球杆头基体成型之后，将配重部件配入卡接口后，且与聚合物主体接合之前形成半成品进行如下热处理步骤：

1）将所述半成品置入到电阻炉内升温至910℃，保温25min后，出炉喷水冷却至502℃，然后入淬火油中冷却至室温。

2）将步骤1）处理之后的半成品置入到深冷箱中冷却到-121℃，保持该温度25min，出深冷箱恢复至室温。

3）将步骤2）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至336℃，保温39min后，随炉冷却至室温。

4）将步骤3）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至192℃，保温38min后，出炉空冷至室温。

5）将步骤4）得到的半成品进行去边、精整，得到含有配重部件的高尔夫球杆头基体。

所述高尔夫球杆头基体的框架本体微观结构中残余奥氏体晶粒平均粒径为6微米，且在表面处的平均粒径与中心部位平均粒径比例为1:1.31。

所述聚合物主体构件为内部网状的高强度钢丝作为骨架，包裹着高强度聚合物。

实施例2

一种高尔夫球杆头，包括具有击球面的高尔夫球杆头基体和与高尔夫球杆头基体结合的聚合物主体构件。

所述高尔夫球杆头基体的侧面呈圆角矩形设置，包括框架本体和配重部件，所述配重部件位于框架本体的下部，设置方式为使得高尔夫球杆头基体58%的体积位于高尔夫球杆头的重心前部，且高尔夫球杆头小于42%的质量位于高尔夫球杆头的重心前部，所述重心前部是指朝向击球面的部分。

所述框架本体采用高强度不锈钢，所述配重部件采用铁钨合金。

所述高强度不锈钢按质量百分比含量计为：C：0.21%，Si：0.11%，Mn：0.81%，Cr：1.92%，Mo：1.8%，V：0.12%，B：0.003%，Ti：0.08%，Nb：0.38%，Al：0.062%，RE：0.015%，P：0.01%，S：0.002%，N：0.001%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述铁钨合金按质量百分比含量计为：W：36.8%，Ni：11%，Ce：0.015%，Pr：0.012%，Cu：2.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述聚合物主体构件通过旋转模制工艺与高尔夫球杆头基体结合为一体。

所述配重部件与框架本体接合的部位设置有卡接口，所述配重部件设置有多个凸口与框架本体的卡接口相接合。

所述高尔夫球杆头基体成型之后，将配重部件配入卡接口后，且与聚合物主体接合之前形成半成品进行如下热处理步骤：

1）将所述半成品置入到电阻炉内升温至898℃，保温31min后，出炉喷水冷却至502℃，然后入淬火油中冷却至室温。

2）将步骤1）处理之后的半成品置入到深冷箱中冷却到-121℃，保持该温度25min，出深冷箱恢复至室温。

3）将步骤2）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至336℃，保温39min后，随炉冷却至室温。

4）将步骤3）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至210℃，保温31min后，出炉空冷至室温。

5）将步骤4）得到的半成品进行去边、精整，得到含有配重部件的高尔夫球杆头基体。

所述高尔夫球杆头基体的框架本体微观结构中残余奥氏体晶粒平均粒径为3.9微米，且在表面处的平均粒径与中心部位平均粒径比例为1:1.26。

所述聚合物主体构件为内部网状的高强度钢丝作为骨架，包裹着高强度聚合物。

所述高强度聚合物为高强度橡胶。。

实施例3

一种高尔夫球杆头，包括具有击球面的高尔夫球杆头基体和与高尔夫球杆头基体结合的聚合物主体构件。

所述高尔夫球杆头基体的侧面呈圆角矩形设置，包括框架本体和配重部件，所述配重部件位于框架本体的下部，设置方式为使得高尔夫球杆头基体61%的体积位于高尔夫球杆头的重心前部，且高尔夫球杆头39%的质量位于高尔夫球杆头的重心前部，所述重心前部是指朝向击球面的部分。

所述框架本体采用高强度不锈钢，所述配重部件采用铁钨合金。

所述高强度不锈钢按质量百分比含量计为：C：0.19%，Si：0.112%，Mn： 1.01%，Cr：2.2%，Mo：2.01%，V：0.26%，B：0.005%，Ti：0.08%，Nb：0.32%，Al：0.06%，RE：0.018%，P：0.012%，S：0.008%，N：0.001%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述铁钨合金按质量百分比含量计为：W：38.8%，Ni：11%，Ce：0.012%，Pr：0.016%，Cu：3.9%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述聚合物主体构件通过旋转模制工艺与高尔夫球杆头基体结合为一体。

所述配重部件与框架本体接合的部位设置有卡接口，所述配重部件设置有多个凸口与框架本体的卡接口相接合。

所述高尔夫球杆头基体成型之后，将配重部件配入卡接口后，且与聚合物主体接合之前形成半成品进行如下热处理步骤：

1）将所述半成品置入到电阻炉内升温至902℃，保温25min后，出炉喷水冷却至492℃，然后入淬火油中冷却至室温。

2）将步骤1）处理之后的半成品置入到深冷箱中冷却到-112℃，保持该温度25min，出深冷箱恢复至室温。

3）将步骤2）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至351℃，保温39min后，随炉冷却至室温。

4）将步骤3）处理之后的半成品置入到真空感应炉中加热至206℃，保温38min后，出炉空冷至室温。

5）将步骤4）得到的半成品进行去边、精整，得到含有配重部件的高尔夫球杆头基体。

所述高尔夫球杆头基体的框架本体微观结构中残余奥氏体晶粒平均粒径为6.9微米，且在表面处的平均粒径与中心部位平均粒径比例为1:1.39。

所述聚合物主体构件为内部网状的高强度钢丝作为骨架，包裹着高强度聚合物。