专利名称：高尔夫球杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高尔夫球杆，特别涉及一种带有由规定合成材料制成的杆头部的高尔夫球杆。
背景技术：
一直以来，不锈钢制的杆头部一般采用奥氏体18Cr-8Ni(JIS符号表示为SUS304)、铁素体17Cr不锈钢(以JIS符号表示为SUS430)、析出硬化体17Cr-4Ni(以JIS符号表示为SUS630)等，机械构造用碳钢，使用S25C。
在实开平2-143969号记载了这样一种提案，即在杆头部的击球面，通过注入离子或混入离子束，注入氮。
特开平6-269520号公布了这样一种高尔夫球杆杆头的制造方法，即将深冷处理硬化型不锈钢锻造加工成杆头形状，再将该成形杆头在氮气中进行固溶处理，然后再进行深冷处理。
特开平11-206930号公布了这样一种高尔夫球杆杆头的制造方法，即用奥氏体材料制成杆头，将该成形的杆头在真空中、在1050度-1070度温度下进行2小时的固溶处理，然后再在氮气中进行冷却。
要想制造廉价的杆头部，最好使用SUS304。但是，由于SUS304强度低，所以如果击球面部不够厚，则强度也不足。因此，难以制成很薄的大型杆头。
为使面部及杆头部做成薄壁，采用在制成杆头部后，可通过热处理进行析出硬化来提高强度的SUS630。
但是，由于SUS630强度过高，所以接触恶化。并且，如果用这种材料制造普通尺寸的颈部，则强度过高，无法简单弯曲，无法调整杆头根部在地上与球杆构成的角度。此外，由于SUS630为析出硬化型，所以必须通过热处理提高强度，这样就增加了热处理费用。
SUS430、431的强度虽居SUS304与SUS630之间，但由于在不锈钢中，其耐腐蚀性不好，所以杆头部会出现一些锈迹，并且也难以调整杆头根部在地上与球杆的角度。
由于S25C强度不足，所以难以制成薄壁的大型杆头。并且，由于耐腐蚀性差，所以必须在杆头表面进行电镀处理。
实开平2-143969号中，由于通过在击球面注入离子或混合离子束来注入氮，所以不仅增加了成本，而且仅击球面硬化。因此，击球面强度变高而杆头内部强度仍较低。如果制作薄壁的大型杆头的话，就存在着强度不足的问题。
特开平6-269520号中，由于杆头表面软化，所以击打感很好，但由于杆头内部强度过高，所以难以调整颈部的角度。并且由于进行深冷处理，所以增加了成本。
特开平11-206930号中，由于氮仅进入杆头表面附近，所以杆头表面强度增加，而杆头内部强度仍然很低。因此，如果要制作薄壁的大型杆头，则存在着强度不足的问题。
发明的公开本发明正是为解决上述问题而设计的，本发明的目的是提供这样一种高尔夫球杆设有易于调整颈部角度、可制作薄壁大型的杆头且耐腐蚀性良好的杆头部的高尔夫球杆。
本发明的高尔夫球杆具有杆头部，该杆头部的至少一部分由整体含氮量0.1重量％-0.3重量％的不锈钢制成。
在制作普通颈径的情况下，本发明的申请人等对易于调整颈部的角度、可使杆头部薄壁大型化且耐腐蚀性良好的杆头的坯料进行了认真的研究，发现，在锻造及铸造前的坯料阶段，通过在不锈钢中混入氮，可根据含氮量来改变坯料的强度，从而得到可满足上述特性的杆头部的坯料。具体来说，如果不锈钢整体含氮量在0.1重量％-0.3重量％，如表1所示，0.2％耐力达到350Mpa-470Mpa，拉伸强度达到630Mpa-800Mpa，断裂延伸率达到40％-50％，颈部使用此种材料，即使在普通的颈径情况下，也易于调整颈部的角度，并成为可使杆头薄壁大型化的强度。并且，通过将不锈钢用作为杆头，也可确保耐腐蚀性。
上述不锈钢最好由下述成分构成碳0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.08重量％、硅0重量％(最好在0.001重量％以上)-1.00重量％、锰0重量％(最好在0.001重量％以上)-2.5重量％、磷0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.045重量％、硫磺0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.03重量％、铌0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.15重量％、铬18％-20重量％、镍7重量％-10.5重量％，剩余部分由铁以及一些不可避免的杂质构成。
作为上述基体的不锈钢，通过采用SUS304，可使构成SUS304材料的原子间整体充满氮原子，如表1所示，可将氮的0.2％耐力、拉伸强度以及断裂延伸率作成最佳值。并且，由于含有大量的铬及镍，所以具有很强的耐腐蚀性。
由于杆头部具有击球面部及颈部，所以最好由上述不锈钢构成击球面部或颈部的至少一方。
杆头部为中空构造，具有由上述不锈钢制成的击球面部，击球面部厚度最好在1mm-2.5mm范围内。
由于本发明坯料具有上述比较高的强度，所以使用此种坯料制作击球面部，即使击球面部厚度为1mm-3.0mm，也可确保希望的强度。并且，也可使击球面部大型化。由此，可增加击球时击球面部可挠曲部分的面积(有效击球面部)，同时击球面部自身又易弯曲，提高了击球面部的反弹性。
面部边缘部的厚度也可以比击球面部的中央部厚。通过使用本发明的坯料，即使击球面部边缘部的厚度很薄，也可确保希望的强度。这样，击球面部易于挠曲，可提高击球面部的反弹性。
颈部的尺寸如
图1所示。颈部的长度为从颈部的端部至颈与杆头底面结合的最靠近杆头根部的棱线的长度L。图1所示的颈部的外径D最好为8.5mm-12.5mm，内径d最好是9mm-10mm，颈部长度最好为30mm-80mm。
通过使用本发明的坯料，如上述所示，颈部的尺寸可作成与普通高尔夫球杆相同，同时可使用工具等以及手而可轻易地弯曲颈部，调整颈部的杆头跟部在地面上与球杆的角度以及杆头的倾斜角度。
本发明的高尔夫球杆，在其他曲面，设有杆头部，该杆头部的至少一部分由0.2％耐力为350Mpa-600Mpa、拉伸强度为500Mpa-800Mpa、断裂延伸率为40％-60％的耐腐蚀性金属构成。在这里，所谓的耐腐蚀性金属是指不锈钢等的耐腐蚀性优异的金属。
如果用具有上述普通颈径的高尔夫球杆击球，若其颈部的构成材料的强度——0.2％耐力为不到200Mpa、拉伸强度不到500Mpa，则在实际击球时，颈部会弯曲。而在0.2％耐力在600Mpa以上、拉伸强度大于800Mpa时，难以用工具等和手弯曲颈部。即使0.2％耐力与拉伸强度在上述范围之内，但如果断裂延伸率不到30％，则颈部难以变形，难以调整颈部的角度。因此，如果0.2％耐力、拉伸强度以及断裂延伸率在上述范围之内，则可控制实际击打时颈部的弯曲，同时比较容易地调整颈部的角度。并且，由于坯料的强度比较高，所以可制成薄壁的大型杆头部，也可确保杆头部的耐腐蚀性。
上述0.2％耐力最好在400Mpa至600Mpa之间，拉伸强度最好在600Mpa至800Mpa之间。
附图的简单说明图1为杆头部中的颈部尺寸的说明图。
图2为本发明的杆头部的分解斜视图。
发明的最佳实施形态下面说明本发明的实施形态。本发明是关于制作高尔夫球杆的杆头的坯料，是以典型的具有很强耐腐蚀性的金属——不锈钢作为基体坯料通过适当调节该基体坯料的组成，可得到希望的特性。
无论是铁质球杆还是木质球杆，本发明均适用。作为高尔夫球杆的杆头部、杆及握杆部分的形状，由于采用目前广泛使用的形状，所以在此未图示。
在本发明中，高尔夫球杆的杆头部的至少一部分由整体含氮量0.1重量％-0.3重量％的不锈钢制成。
由于氮是在铸造及铸造前的坯料阶段混入不锈钢内的，所以不仅不锈钢的表面，整体地含氮。
这里，说明一种氮混入方法。将在电炉中溶化的不锈钢(熔融金属)原封不动地转移至精炼炉，在精炼炉中调节化学成分直至达到目标成分的规格范围内，同时除去杂质。这一不锈钢精炼工序一般在无氧环境下进行，控制内部铬的氧化反应，此时，将氮气吹入熔融金属中，并使氮固溶于熔融金属内，从而得到含氮量高的不锈钢。
如上所述，混入不锈钢内的氮，作为置换型原子分散于不锈钢内，由此，增强了不锈钢的强度。
接着，本发明又进行了下述研究，即不锈钢内含氮量为多少时，可得到在普通颈径下易于调节颈部的角度、使杆头部薄壁大型化且具有良好耐腐蚀性的杆头部的坯料。
下表1显示了氮含量与坯料的0.2％耐力、拉伸强度以及断裂延伸率的关系。作为基体坯料使用SUS304。
<表1>
如表1所示，如果含氮量增加，则材料的0.2％耐力与拉伸强度增加，不锈钢的强度增高。此外，断裂延伸率随着含氮量的增加而减小。
然而，氮的固熔量也是有限的，如果大于0.3％，则很难混入。并且，即使氮含量超过0.3％，强度并不会随之增加。由于坯料的延伸率小，所以如果有损伤及裂纹，则易于破损。此外，如果氮含量过大，则不利于焊接。
因此，氮在不锈钢中的含量最好在0.1重量％-03重量％(最好在0.2重量％左右)之内。这样，如表1所示，0.2％耐力为350Mpa-470Mpa，拉伸强度为630Mpa-800Mpa，断裂延伸率为40％-57％。
通过将0.2％耐力等设定在上述范围内，可适当使坯料提高强度，所以在普通颈径时，易于调整颈部的角度，且可实现杆头部的薄壁大型化。通过以不锈钢为基体，可确保耐腐蚀性。
作为基体坯料的不锈钢最好为SUS304，各成分含量如下氮0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.08重量％、硅0重量％(最好在0.001重量％以上)-1.00重量％、锰0重量％(最好在0.001重量％以上)-2.5重量％、磷0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.045重量％、硫磺0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.03重量％、铌0重量％(最好在0.001重量％以上)-0.15重量％、铬18重量％-20重量％、镍7重量％-10.5重量％，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成。
作为上述基体的不锈钢，通过采用SUS304，如表1所示，可使0.2％耐力、拉伸强度以及断裂延伸率在特佳的范围内。并且，由于含有大量的铬及镍，所以具有很强的耐腐蚀性。
接着，使用上述本发明的坯料实际制作杆头部(实施例)，与以往使用不锈钢制作的杆头部作0.2％耐力、拉伸强度、耐腐蚀性且击球感及易于颈部角度(颈调整角度)易调整性方面的比较，结果如表2所示。
<表2>
在这里，说明一下上述实施例的制造方法。首先，使用以上述方法将0.2重量％左右氮混入SUS304(JIS SUS304N2)中，如图2所示，锻造将击球面部与颈部一体化的击球面侧部3。背侧部4用SUS304坯料锻造而成。
此时，如图2所示，面部的中央部3a的厚度为2.5mm，击球面部的上部3b的厚度为2.1mm，击球面部的下部3c的厚度为2.3mm。颈部的外径为12.5mm，内径为9.5mm，颈部的长度为50mm。
使用SUS304焊接棒，焊接击球面侧部与背侧部。焊接后不进行热处理。
如表2所示，经过上述工序制造而成的杆头部的0.2％耐力与拉伸强度均大于SUS304与S25C，但小于SUS431与SUS630。
也就是说，强度适当被提高。因此，在利用上述坯料制作颈部时，颈部尺寸与普通高尔夫球杆相同，且可用工具等以及手弯曲颈部，并可对颈部的杆头根部在地面上与球杆构成的角度以及球杆头的倾斜角度进行调整。
颈部的外径可以为8.5mm-12.5mm，内径为9mm-10mm，颈部的长度为30mm-80mm。
由于本发明的坯料具有较高的强度，所以杆头部可采用中空构造，击球面部的厚度可做薄成3.0mm以下，同时可得到较大面积的击球面部。
这样，击球时击球面部可挠曲部分面积(有效击球面面积)大，且击球面部自身可弯曲，击球面部的反弹性也有所提高。
另外，击球面部的厚度可为1mm-3.0mm。通过使用本发明的坯料，可将击球面部的厚度减薄至此范围内。
如上述实施例所述，通过将击球面部的边缘部的厚度作成小于击球面部的中央部的厚度，从而使击球面部易弯曲，进一步提高击球面部的反弹性。
对由专业选手用具有本发明的坯料制作的杆头部的高尔夫球杆来实际打球作调查后，均得到“击球感非常好”的评价，在表2中仅○表示。
由于采用SUS304作为基体坯料，所以本实施例的杆头部的耐腐蚀性强，如表2所示。
在上述实施例中，虽然将击球面部与颈部一体化，但击球面部或颈部的至少一方也可由本发明的坯料制成。也可将颈部与背部一体化。
在上述实施例中，通过在不锈钢中混入适当的氮，从而使不锈钢特性达到希望值，但若是使用满足下述条件金属材料，也可推测具有上述本发明所特有的效果。
即，如果是0.2％耐力为350Mpa-600Mpa、拉伸强度为500Mpa-800Mpa、断裂延伸率为40％-60％的耐腐蚀性金属，也可具有本发明所特有的效果。在这里，所谓的耐腐蚀性金属是指不锈钢等具有耐腐蚀性的金属。
对于铁类材料，如果0.2％耐力为0-600Mpa，拉伸强度为0-800Mpa，断裂延伸率在30％以上，也可利用工具、用手来弯曲普通径的颈部。但是，如果0.2％耐力不到200Mpa，则在实际击打时，颈部会弯曲。
如果0.2％耐力大于600Mpa，拉伸强度大于800Mpa，即使利用工具，也难以用手弯曲颈部。并且，即使0.2％耐力与拉伸强度在上述范围之内，而断裂延伸率不到30％，颈部也难以变形，难以调整颈部的角度。
因此，通过将0.2％耐力、拉伸强度以及断裂延伸率设定在上述范围内，可控制在实际击打时的颈部弯曲，比较容易调整颈部的角度。并且，由于强度比较高，所以可制作薄壁大型化的头部，由于使用耐腐蚀性金属，所以也可确保耐腐蚀性。
上述0.2％耐力最好在400-600Mpa之间，拉伸强度最好在600-800Mpa之间，这样，本发明的效果更明显。
利用本发明，杆头部的坯料强度可作成希望值，所以，在普通颈径的情况下，易于调整颈部的角度，且可实现杆头部的薄壁大型化。并且，由于杆头部的基体坯料采用了耐腐蚀性强材料，所以也可确保耐腐蚀性。
上面对本发明的实施形态进行了说明，但此次公开的实施形态并不限于上述几点。本发明的范围，如权利要求范围所示，也包括在与权利要求范围所述相同意思及范围内的一切变化。
工业上的可利用性本发明可适用于高尔夫球杆。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种带杆头部的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆头部的至少一部分由整体含氮量在0.1重量％-0.3重量％的不锈钢制成。
2.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述不锈钢各成分含量为，碳为0.08重量％以下，硅为1.00重量％以下，锰为2.5重量％以下，磷为0.045重量％以下，硫磺为0.03重量％以下，铌为0.15重量％以下，铬18％-20％，镍7重量％-10.5重量％，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成。
3.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆头部具有击球面部(3)与颈部(1)，击球面部(3)与颈部(1)的至少一方由所述不锈钢构成。
4.如权利要求3所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述击球面部(3)的边缘部的厚度小于击球面部(3)中央部的厚度。
5.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆头部为中空构造，且设有由所述不锈钢构成的击球面部(3)，击球面部(3)的厚度为1mm-2.5mm。
6.如权利要求5所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述击球面部(3)的边缘部的厚度小于所述击球面部(3)的中央部的厚度。
7.(删除)8.(删除)9.(删除)
权利要求
1.一种带杆头部的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆头部的至少一部分由整体含氮量在0.1重量％-0.3重量％的不锈钢制成。
2.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述不锈钢各成分含量为，碳为0.08重量％以下，硅为1.00重量％以下，锰为2.5重量％以下，磷为0.045重量％以下，硫磺为0.03重量％以下，铌为0.15重量％以下，铬18％-20％，镍7重量％-10.5重量％，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成。
3.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆头部具有击球面部(3)与颈部(1)，击球面部(3)与颈部(1)的至少一方由所述不锈钢构成。
4.如权利要求3所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述击球面部(3)的边缘部的厚度小于击球面部(3)中央部的厚度。
5.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆头部为中空构造，且设有由所述不锈钢构成的击球面部(3)，击球面部(3)的厚度为1mm-2.5mm。
6.如权利要求3所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述击球面部(3)的边缘部的厚度小于所述击球面部(3)的中央部的厚度。
7.如权利要求3所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述颈部(1)的外径为8.5mm-12.5mm，内径为9mm-10mm，所述颈部(1)的长度为30mm-80mm。
8.一种带杆头部的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆头部的至少一部分由0.2％耐力为350Mpa-600Mpa、拉伸强度为500Mpa-800Mpa、断裂延伸率为40％-60％的耐腐蚀性金属构成。
9.如权利要求8所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述0.2％耐力为400Mpa-600Mpa，拉伸强度为600Mpa-800Mpa。
全文摘要
一种高尔夫球杆，杆头部的至少一部分由整体含氮量为0.1重量％－0.3重量％的不锈钢构成。杆头部的至少一部分由0.2％耐力为350MPa－600MPa、拉伸强度为500MPa－800MPa、断裂延伸率为40－60％的耐腐蚀性金属构成。
文档编号C22C38/00GK1394146SQ01803543
公开日2003年1月29日 申请日期2001年7月2日 优先权日2000年11月7日
发明者岩田元孝, 茶园清隆 申请人:美津浓株式会社