专利名称：高尔夫杆头的锻造合金的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种高尔夫杆头的锻造合金，特别是关于通过适当控制碳、硅、锰、铬的混合比例，以形成适于锻压制造高尔夫杆头的不锈钢锻造合金。
背景技术：
众所周知，金属材料的可锻性可从流动应力加以考虑，一般而言，不锈钢较碳钢与低合金钢的可锻造性差，其理由为不锈钢属于高合金系，其流动应力通常较碳钢与低合金钢高。此外，为避免其它相的产生、晶粒粗大和过高的流动应力，提高其抗裂能力等因素考虑，锻造温度范围有严格的限制。
传统高尔夫杆头的锻造合金，其较佳是使用低碳钢或低合金钢的合金材质，该合金材质具有较低硬度及较高可锻性，且其仅需于再结晶[reclystallization]温度下利用温间锻造〔warm forging〕方式进行加工，即可顺利锻压制得高尔夫杆头。该合金材质的温间锻造温度750-970℃，相对校低，因此能在制程中降低高尔夫杆头的锻造模具发生热疲劳破坏[热裂]、氧化和变形的机率。虽然，该合金材质具有锻造温度较低及锻模寿命较长的优点，而受业界广泛使用，其主要缺陷在于由于该合金材质制得的高尔夫杆头在耐腐蚀性的表现上却相对不足，尽管耐腐蚀性不足的问题可以通过在高尔夫杆头表面形成一防锈镀层而加以克服，然而该防锈镀层却又另外衍生出耐磨性低落及易形成片状利落等其他影响优良率的技术问题。
另一方面，业界逐渐试图以成本较高的不锈钢材质改善高尔夫杆头的耐蚀性和耐磨性问题。但是，为克服不锈钢材质的高硬度及低可锻性，业界必需使用热间锻造〔hot forging〕方式，亦即必需使用较高的锻造温度及压力，才能顺利对该不锈钢材质进行锻造加工。然而，热间锻造方式具有许多缺点1、在高温锻造时，不锈钢材质易发生表面氧化、形成鳞皮[scaling]及尺寸精度降低等问题；2、而锻模亦容易发生热疲劳破坏〔热裂〕、氧化和变形，以致降低锻模的使用寿命的缺点。
3、另一方面，如表一所示，为了避免不锈钢材质产生过高的流动应力，该不锈钢材质的锻造温度通常亦需严格控制在954-1177℃的相对高温范围，因而亦相对增加制程的设备需求及控管难度。
表一
注上述资料是由Principal Metals公司的网站
〔http//www.Principalmetals.com〕取得。
有鉴于此，本发明改良上述缺点，其是在制造锻造合金时，通过适当控制碳、硅、锰、铬的混合比例，以形成麻田散铁系的不锈钢锻造合金。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种高尔夫杆头的锻造合金，通过适当控制碳、硅、锰、铬的混合比例，以形成麻田散铁系的不锈钢锻造合金，该不锈钢锻造合金具有高可锻性，因此有利于以相对低温的温间锻造方式制造高尔夫杆头，达到提升锻造合金可锻性及延长锻模使用寿命的目的。
本发明的另一目的是提供一种高尔夫杆头的锻造合金，通过适当控制碳、硅、锰、铬的混合比例，以形成麻田散铁系的不锈钢锻造合金，该不锈钢锻造合金兼具有高耐蚀性及高耐磨性，提升锻造制得的高尔夫杆头的机械性质，达到提升高尔夫杆头的耐蚀性及耐磨性的目的。
本发明的目的是这样实现的一种高尔夫杆头的锻造合金，其特征是它是包含重量百分比的碳0.08-0.16％、硅0.8％以下、锰1.0％以下、铬11.5-17.0％及其余比例为铁，该锻造合金是属于麻田散铁系的不锈钢。
该不锈钢锻造合金的锻造温度是不高于其δ肥粒铁的变态温度。该不锈钢锻造合金的锻造温度是介于720-960℃之间。该不锈钢锻造合金的锻造压力是介于580-860吨之间。
下面结合较佳实施例配合附图详细说明。
图1是本发明的锻造合金进行锻压制造高尔夫杆头的制程示意图；图2是本发明的锻造合金在锻压成高尔夫杆头后的剖视显微照相图。
具体实施例方式
本发明的高尔夫杆头的锻造合金是取材自纯铁、硅铁、锰铁及铬等，以形成合金。该合金的重量百分组成比例较佳是符合下列条件碳[C]0.08-0.16％、硅[Si]0.8％以下、锰[Mn]1.0％以下、铬[Cr]11.5-17.0％及其余比例为铁[Fe]，本发明即可取得一性能优良的不锈钢锻造合金。
依本发明的组成比例制得的不锈钢锻造合金是属于麻田散铁系[martensite]的不锈钢。相对于传统不锈钢材质，本发明的不锈钢锻造合金的碳、硅、铬的含量是较低。因此能相对降低硬度和耐磨性，并相对提高可锻性；另一方面，相对于传统低碳钢及低合金钢，本发明的不锈钢锻造合金则可在保有不锈钢的较高硬度及较高耐磨性的前题下，进一步提升可锻性。
当使用本发明的不锈钢锻造合金进行锻造时，由于该不锈钢锻造合金具有较高的可锻性，因此本发明仅需加热至720-960℃之间的相对较低的锻造温度，即可使该不锈钢具有足够塑性变形能力，以供持续锻压作业。
再者，为了避免该不锈钢因温度过高而析出δ肥粒铁，导致不锈钢塑性变形所需的流动应力值骤升，而造成降低可锻性及必需提高锻造压力等问题，本发明必需同时适当控制，使该不锈钢的锻造温度较佳维持在该不锈钢的δ肥粒铁的变态温度以下，且由于该不锈钢的δ肥粒铁的变态温度是依铬、碳的含量变化，因此本发明较佳亦依铬、碳的含量选择使锻造温度维持在720℃以上，但不超过960℃。不锈钢锻造合金在此相对较低温度范围进行锻造是称为“温间锻造〔warmforging〕”。再者，本发明的上述冶金制程使用的纯铁及铬通常是指铁、铬的纯金属〔包含少量杂质〕，而该硅铁及锰铁则分别指硅及锰的铁合金。
在冶金时，本发明是可依实际取得的硅铁和锰铁之内含元素组成，适当调整其个别用量，以使制得的合金能符合上述预设比例，以供制造高尔夫杆头的锻造合金。另外，该不锈钢合金因制程及原料不同，而可能含有部分其它微量杂质，例如硫[S]及磷等，但是不会产生影响。
参阅图1所示，其揭示本发明的高尔夫杆头的锻造合金的锻造制程示意图，当本发明经由上述冶金制程制得不锈钢锻造合金后，首先，将不锈钢锻造合金裁切成适当大小的锻块10，该锻块10可依产品或制程需求，经过预定数量的锻模11a至11d〔锻模材料为SKD61工具钢〕进行多数次锻压处理。在锻压过程中，由于各锻模11a至11d的模穴12a至12d是依序形成形状变化，因此可逐渐使该缎块10的外形轮廓同步锻压成对应该模穴12a-12d形状，以形成一杆头初胚10a至10d。
若该锻模11a-11d的数量为4组，则本发明可分别依其塑性变形量的多寡的需求选择温度，例如使该锻模11a、11b、11c及11d的锻造温度分别维持在940℃-960℃、870℃-930℃、820℃-880℃及720℃-780℃。该锻模11a至11d的锻造压力则维持在580吨至860吨之间。最后，将该杆头初胚10d再经多数道表面加工，即可制得预定规格且具有高耐蚀性、高耐磨性的杆头成品[未绘示]。
参阅图2所示，其揭示本发明的高尔夫杆头的锻造合金在锻压成高尔夫杆头后的剖视显微照相图。即将该杆头成品剖视后进行显微照相，可发现该不锈钢锻造合金在经过多数次加热及锻压后，仍保有麻田散铁系的金相。
再者，由于该不锈钢锻造合金的硬度可以调整的范围相当广[由HRb85至HRc50]，因此，便于依杆头型式等产品需求进行调整硬度，例如，对于角度较大的楔形[wedge]杆头而言，可将其硬度调低，以提升击球者的控球性；而对于一般铁杆的杆头而言，则可将其硬度控制在较高值，以便提升远距离击球能力；另外，亦可便于依击球者的需求，进行杆头硬度值的调整。
如上所述，相较于传统高尔夫杆头的锻造合金采用低碳钢、低合金钢或传统不锈钢等皆无法兼具高可缎性、高耐蚀性及高耐磨性等，本发明确实能通过适当控制碳、硅、锰、铬的比例，而增进高尔夫杆头的锻造合金的物理化学性质，而具有同时提升可锻性、耐蚀性及耐磨性的功效，并相对延长锻造制程的锻模寿命。
虽然本发明已以较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作各种更动与修改，都属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高尔夫杆头的锻造合金，其特征是它是包含重量百分比的碳0.08-0.16％、硅0.8％以下、锰1.0％以下、铬11.5-17.0％及其余比例为铁，该锻造合金是属于麻田散铁系的不锈钢。
2.根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻造合金，其特征是该不锈钢锻造合金的锻造温度是不高于其δ肥粒铁的变态温度。
3.根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻造合金，其特征是该不锈钢锻造合金的锻造温度是介于720-960℃之间。
4.根据权利要求1所述的高尔夫杆头的锻造合金，其特征是该不锈钢锻造合金的锻造压力是介于580-860吨之间。
全文摘要
一种高尔夫杆头的锻造合金，其是包含重量百分比的碳0.08－0.16％、硅0.8％以下、锰1.0％以下、铬11.5－I7.0％及其余比例为铁。当锻造温度不高于不锈钢的δ肥粒铁的变态温度时，不锈钢是可在720－960℃的温度及580－860吨的压力下顺利进行温间锻造，以供制造具有高耐蚀性及高耐磨性的高尔夫杆头。本发明不但能制造高耐蚀性、高耐磨性的高尔夫杆头，且亦能相对延长锻模的使用寿命。
文档编号C22C38/18GK1566391SQ0314630
公开日2005年1月19日 申请日期2003年7月8日 优先权日2003年7月8日
发明者黄峻勇, 陈建同 申请人:楠盛股份有限公司