高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料的制作方法

文档序号:13218797阅读:210来源:国知局
技术领域本发明涉及钛合金材料领域技术,尤其是指一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料。

背景技术:
高尔夫球运动是一种流行的休闲健身方式。而对于初学者除了练习基本的球技之外还要懂得选择合适的球杆。球杆由球头、杆身与握把三部分组成,其长度约0.91-1.29米之间。根据击球远近不同的需要,每个选手最多可带14根各种类型的球杆进场。这14根球杆以如下配置最为合适:4根木杆、9根铁杆和1根推杆。对初学者而言,只要取其中的奇数杆就足够了。目前,球头一般是金属制成采用钨合金配重元件。这些配重元件通常做成螺钉状便于拆装与更换。对于不同的初学者来说,对球头的重量选择各不相同,主要看自身的力量大小。钨合金配重是一种高密度合金,在重量和体积上较其他金属有很大的优势,再加上钨合金这种材质的环保性,更是得到了广泛的运用。然而,目前的该种高尔夫球头存在着强度不足,使用寿命短等问题。

技术实现要素:
有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其能有效解决现有之高尔夫球头强度不足、使用寿命短的问题。为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.42-0.53%的Al、0.21-0.29%的Sn、1.8-2.1%的Mo、1.2-1.6%的Nb、0.41-0.49%的Fe、0.03-0.08%的C、0.02-0.05%的N、0.008-0.015%的H、0.11-0.18%的O,余量为Ti。作为一种优选方案,其化学组成以质量百分比计含有:0.46%的Al、0.27%的Sn、1.85%的Mo、1.4%的Nb、0.48%的Fe、0.07%的C、0.03%的N、0.008%的H、0.17%的O,余量为Ti。作为一种优选方案,其化学组成以质量百分比计含有:0.44%的Al、0.25%的Sn、1.8%的Mo、1.4%的Nb、0.46%的Fe、0.06%的C、0.04%的N、0.014%的H、0.11%的O,余量为Ti。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案可知:通过采用本发明配方的铸造钛合金材料制得的高尔夫球头,其室温屈服强度大于800MPa、抗拉强度大于900MPa、延伸率大于5%、断面收缩率大于10%、硬度大于270HB,其整体强度有效增强,熔焊性能好,产品使用性能更优,利于延长产品使用寿命,并且浇铸成品率高,为生产制作带来方便。具体实施方式本发明揭示一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.42-0.53%的Al、0.21-0.29%的Sn、1.8-2.1%的Mo、1.2-1.6%的Nb、0.41-0.49%的Fe、0.03-0.08%的C、0.02-0.05%的N、0.008-0.015%的H、0.11-0.18%的O,余量为Ti。制备母合金所采用的金属原料均为纯度大于99.9%的纯金属单质元素,根据合金的化学组成配料,合金的熔炼设备采用高真空电弧熔炼炉,抽真空高于5×10-3Pa,在氩气保护气氛下进行电弧熔炼,待母合金熔化后,控制C含量为0.03-0.08%、N含量为0.02-0.05%,H含量为0.008-0.015%,O含量为0.11-0.18%,然后,将熔融钛合金浇注高尔夫球头模壳。下面以多个实施例对本发明作进一步说明:实施例1一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.53%的Al、0.21%的Sn、2.0%的Mo、1.3%的Nb、0.42%的Fe、0.04%的C、0.04%的N、0.013%的H、0.12%的O,余量为Ti。本实施例铸造状态下的力学性能、密度、成品率如下所示:室温屈服强度845MPa、抗拉强度925MPa、延伸率5.2%、断面收缩率13.5%、弹性模量132GPa、硬度281HB、密度为4.40g/cm3、球头的浇注成品率99.5%。实施例2一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.42%的Al、0.23%的Sn、1.9%的Mo、1.2%的Nb、0.43%的Fe、0.05%的C、0.03%的N、0.011%的H、0.18%的O,余量为Ti。本实施例铸造状态下的力学性能、密度、成品率如下所示:室温屈服强度840MPa、抗拉强度930MPa、延伸率6.2%、断面收缩率14.5%、弹性模量135GPa、硬度286HB、密度为4.42g/cm3、球头的浇注成品率99.2%。实施例3一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.50%的Al、0.28%的Sn、2.1%的Mo、1.5%的Nb、0.41%的Fe、0.03%的C、0.05%的N、0.010%的H、0.15%的O,余量为Ti。本实施例铸造状态下的力学性能、密度、成品率如下所示:室温屈服强度850MPa、抗拉强度960MPa、延伸率5.8%、断面收缩率13%、弹性模量128GPa、硬度282HB、密度为4.42g/cm3、球头的浇注成品率99.3%。实施例4一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.46%的Al、0.27%的Sn、1.85%的Mo、1.4%的Nb、0.48%的Fe、0.07%的C、0.03%的N、0.008%的H、0.17%的O,余量为Ti。本实施例铸造状态下的力学性能、密度、成品率如下所示:室温屈服强度830MPa、抗拉强度910MPa、延伸率6.2%、断面收缩率10.5%、弹性模量128GPa、硬度275HB、密度为4.43g/cm3、球头的浇注成品率99.6%。实施例5一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.48%的Al、0.24%的Sn、1.95%的Mo、1.6%的Nb、0.49%的Fe、0.08%的C、0.02%的N、0.015%的H、0.13%的O,余量为Ti。本实施例铸造状态下的力学性能、密度、成品率如下所示:室温屈服强度842MPa、抗拉强度916MPa、延伸率5.8%、断面收缩率14.2%、弹性模量134GPa、硬度275HB、密度为4.43g/cm3、球头的浇注成品率99.6%。实施例6一种高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料,其化学组成以质量百分比计含有:0.44%的Al、0.25%的Sn、1.8%的Mo、1.4%的Nb、0.46%的Fe、0.06%的C、0.04%的N、0.014%的H、0.11%的O,余量为Ti。本实施例铸造状态下的力学性能、密度、成品率如下所示:室温屈服强度838MPa、抗拉强度924MPa、延伸率5.6%、断面收缩率12.5%、弹性模量133GPa、硬度284HB、密度为4.41g/cm3、球头的浇注成品率99.7%。本发明的设计重点在于:通过采用本发明配方的铸造钛合金材料制得的高尔夫球头,其室温屈服强度大于800MPa、抗拉强度大于900MPa、延伸率大于5%、断面收缩率大于10%、硬度大于270HB,其整体强度有效增强,熔焊性能好,产品使用性能更优,利于延长产品使用寿命,并且浇铸成品率高,为生产制作带来方便。以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
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