专利名称：一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钛合金铸造技术，特别是一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置。
背景技术：
由于钛合金比重轻、强度高，目前大量应用于钛合金精密铸造高尔夫球头领域。目前大量应用于钛合金精密铸造高尔夫球头的钛合金制造工艺主要有铸造和锻造两种，铸造的材质有着声音清脆悦耳和外形尺寸稳定等优势，相对于锻造打击面来讲，铸造的钛合金打击面属于高尔夫球头市场的高端领域。但由于钛合金凝固速度快，缩孔趋势非常明显，而打击面通常要承受50m/s以上的击球冲击力，缩孔缺陷将会严重影响打击面的强度而造成提前断裂，因此铸造打击面对于铸造工艺要求极高，铸造打击面属于钛合金铸造的高难度领域。近年来打击面设计为追求击球性能，已经向不等厚发展，这对于钛合金铸造更是一个新的挑战。现有技术主要有三种第一种是用小于Imm高度的流道联通加厚区。具体方案是自主浇口搭接一根直径 6-8mm外辅助浇道与内辅助流道相连接，外辅助流道小于Imm高度，同时外辅助流道与加厚区相连接而产生补缩效果。此种技术的问题和缺点包括虽然加厚区缩孔比例减少，但流道与加厚区结合处重大缩孔几率高达100%，仍严重影响逐渐品质，流道高度大于Imm时缩孔反而更加严重；搭接一根直径6-8mm辅助浇道的工艺消耗钛料，生产成本增加较大。第二种是在打击面或者打击面厚区上加设补缩冒口。具体方案是打击面中心厚区直接加直径20-25mm的补缩冒口，对于中心区产生补缩。此种技术的问题和缺点缩孔仍然在冒口下方，只是比例降低，仍然会影响强度；冒口过大，研磨困难，且形状、弧度难以控制。第三种是打击面铸造后再锻造。具体方案如下是打击面使用正常工艺铸造，在于高温下用模具锻造，将缩孔消除。此种技术的问题和缺点A.锻造工艺复杂，增加成本较高； 锻造后厚度难以控制，废品率较高。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，从而可以提高铸造打击面的内部品质使铸件的缩孔刻焊比例降低，中心强度区云状缩松比例降低，大大降低缩孔补焊造成的强度隐患；降低成本，包括减少铸件浇道搭接数量以减少钛料投入，同时降低雕刻、补焊缩孔的材料和人工成本；通过减少辅助浇道的搭设简化流程，从而节约人工成本和材料成本。为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案本实用新型的一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，包括主浇道，其特征是在打击面中心区与主浇道之间设置打击面补缩装置，补缩装置为一根变截面的高度大于1mm、宽度在6-10mm的内辅助流道，内辅助流道两端和分别连接主浇口和打击面中心区；内辅助流道的截面自主浇口向打击面中心区域方向绝对减小。进一步的，本实用新型的一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，内辅助流道截面形状为矩形或者近椭圆形。更进一步的，矩形的长宽比例为5 10 1 ；近椭圆形的长短轴比例为5 10 :1。本实用新型的一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置内辅助流道的截面参数的计算公式为H=L 0+0. 14L，H 流道高度，L 流道长度，单位mm。本发明的钛合金高尔夫球头铸造补缩装置与打击面中心区和主浇口连接处的R 角都必须连续过渡，不可有截面突变的小于Rl的尖角。本发明的钛合金高尔夫球头铸造补缩装置的内辅助流道使用材质与主浇道一致， 均为钛合金材质。上述技术方案是通过大量分析缩孔的表现及位置分布，并结合钛合金铸造理论和流体力学理论，经过多次对比测试而得到的。本发明的原理主要是金属的顺序凝固原理。例如，减少铸件浇道搭接数量以减少钛料投入，同时由于内部品质改善可以降低雕刻、补焊缩孔的材料和人工成本；减少辅助浇道的搭设，可以节约大量人工成本和材料成本。同时可提高铸造打击面的内部品质使铸件的缩孔刻焊比例由原来的60%降至20%，中心强度区云状缩松比例由80%降至5%，大大降低缩孔补焊造成的强度隐患；大大提高了铸件内部品质。这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果应用本发明的钛合金铸造打击面内部品质得到巨大提升，缩孔刻焊比例由原来的60%降至20%，中心强度区云状缩松比例由80%降至5%，打击面的极限强度和疲劳强度得到显著提高。
图1是现有技术的钛合金高尔夫球头铸造装置立体示意图。图2是现有技术的钛合金高尔夫球头铸造补缩装置搭接辅助浇道示意图。图3是现有技术的钛合金高尔夫球头铸造补缩装置搭接冒口示意图。图4是本专利的钛合金高尔夫球头铸造补缩装置示意图。图中，1为主浇口，2为杆部，3为打击面本体，4为外辅助浇道，5为内辅助流道，6 为冒口，7为内辅助流道。
具体实施方式
实施例1钛合金高尔夫球头铸造的主要技术条件铸件壁厚4. 2mm铸件厚区面积6. 5cm2；铸造材质ZTC4，组成为Ti6A14V ；铸造设备180KG真空自耗电极电弧凝壳炉；[0030]铸造条件离心转速210转/分，电流22000A。采用的技术方案是在铸造模具上设置本专利钛合金高尔夫球头铸造补缩装置， 在打击面中心区设置一个高度大于1mm、宽度在6-10mm的内辅助流道7与主浇口 1连接在一起，作为打击面补缩装置。流道两端和分别连接主浇口 1和打击面中心区；内辅助流道宽度变化主浇口侧宽度7. 5mm，打击面中心侧宽度6. 8mm ；流道变截面的高度计算公式 H=L 0+0. 14L，H 流道高度，L 流道长度，单位_。内辅助流道7与主浇口 1和打击面中心区的外侧连接处分别以R2. 5和R4过渡连接。内辅助流道7使用材质与主浇道一致，均为钛合金材质。表1是本发明的技术方案与现有技术浇铸的缩孔状况对比表
权利要求1.一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，包括主浇道，其特征是在打击面中心区与主浇道之间设置打击面补缩装置，补缩装置为一根变截面的高度大于1mm、宽度在6-10mm 的内辅助流道(7)，内辅助流道(7)两端和分别连接主浇口和打击面中心区；内辅助流道 (7)的截面自主浇口向打击面中心区域方向绝对减小。
2.根据权利要求1所述钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，其特征是所述的内辅助流道(7)的截面参数的计算公式为H=L 0+0. 14L，H 流道高度，L 流道长度，单位mm。
3.根据权利要求1所述钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，其特征是所述的内辅助流道(7)截面形状为矩形或者近椭圆形。
4.根据权利要求3所述钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，其特征是所述的矩形的长宽比例为5 10 :1。
5.根据权利要求3所述钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，其特征是所述的近椭圆形的长短轴比例为5 10:1。
6.根据权利要求1所述钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，其特征是补缩装置与打击面中心加厚区和主浇口( 1)连接处的R角都必须连续过渡，不可有截面突变的小于Rl的尖
7.根据权利要求1所述钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，其特征是所述的内辅助流道(7)使用材质与主浇道一致，均为钛合金材质。
专利摘要本实用新型介绍了一种钛合金高尔夫球头铸造补缩装置，包括主浇道，其特征是在打击面中心区与主浇道之间设置打击面补缩装置，补缩装置为一根变截面的高度大于1mm、宽度在6-10mm的内辅助流道，内辅助流道两端和分别连接主浇口和打击面中心区；内辅助流道的截面自主浇口向打击面中心区域方向绝对减小。应用本实用新型的钛合金铸造打击面内部品质得到巨大提升，缩孔刻焊比例由原来的60%降至20%，中心强度区云状缩松比例由80%降至5%，打击面的极限强度和疲劳强度得到显著提高。
文档编号B22C9/08GK202045338SQ20102068663
公开日2011年11月23日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者周华, 施典刚, 齐辉 申请人:洛阳双瑞精铸钛业有限公司