[发明专利]高尔夫球杆头的不锈钢组成合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金，特别是涉及一种高尔夫球杆头的不锈钢组成合金。

背景技术

高尔夫球运动是借着扭腰挥杆以带动球杆，利用球杆的杆头击打高尔夫球，因此，高尔夫球杆头除了必须具备可以承受高频率击球而不磨耗、毁损的高强度、高耐磨耗度外，尚必需兼具有诸如避免球员过于疲累的重量轻、使高尔夫球被击打行进的高稳定性等特性。此外，更需兼顾到成型制备过程中的难易度，以避免因为成本的增加而导致成品因价格因素而无法被市场所接受等诸多问题。所以，开发新材料，特别是不同的组成合金，以制备出兼具有各种特性的高尔夫球杆头，是业界投入最多心力与成本的研发工作。

现有用于制作高尔夫球杆头的组成合金，例如中国台湾第200630141号「高尔夫杆头之不锈钢合金」公开案，是揭露一种包含以重量百分比计的碳0.08％至0.15％、硅0.5％至1.5％、锰0.4％至1.2％、铜0.55％以下、镍3.5％至6.0％、铬13.5％至17.0％、钼1.5％至2.6％、氮0.07％至0.13％，及其余比例则为铁的合金材料(下称现有不锈钢合金)。经由上述合金比例所制成的高尔夫球杆头，由其说明书第9页的记载可知，其抗拉强度约为216.9-219.2ksi(1495.8-1511.7Mpa)，而降伏强度约为175.8-180.9ksi(1212.36-1247Mpa)。其整体强度仍然不足，进而导致高尔夫球杆头具有容易变形等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高尔夫球杆头的不锈钢组成合金，以制备出具有高强度、高耐磨耗度的高尔夫球杆头。

本发明高尔夫球杆头的不锈钢组成合金，包含0.03wt%的碳、0.01wt%的磷、0.1wt%的硅、0.05wt%的钙、0.03wt%的锆、0.1wt%的锰、0.01wt%的硫、4wt%～5.1wt%的钼、18wt%～19wt%的镍、7～12wt%的钴、0.05wt%～0.15wt%的铝、0.1wt%～0.8wt%的钛，及用以平衡且含量不为0的铁。

较佳地，前述高尔夫球杆头的不锈钢组成合金，其中，该组成合金的密度是7.95g/cm³～8.15g/cm³。

本发明的有益效果在于：借由硅的添加提升合金成型过程中的流动性，以钼、钛达到细化晶粒进而强化合金的结构强度与耐磨耗度，进而制作出兼具有高强度、高耐磨耗度的高尔夫球杆头。

具体实施方式

本发明高尔夫球杆头的不锈钢组成合金的较佳实施例，包含0.03wt%的碳、0.01wt%的磷、0.1wt%的硅、0.05wt%的钙、0.03wt%的锆、0.1wt%的锰、0.01wt%的硫、4wt%～5.1wt%的钼、18wt%～19wt%的镍、7～12wt%的钴、0.05wt%～0.15wt%的铝、0.1wt%～0.8wt%的钛，及用以平衡且含量不为0的铁。

碳元素除了为碳化物析出外，其亦是沃斯田铁稳定相的元素，随着碳含量增加，肥粒铁减少而沃斯田铁愈稳定。硅在合金材料内有防止气孔形成，增进收缩作用及增加钢液流动性等特点。因此，在本发明的合金材料中添加0.1wt%的硅，将有助于铸件原料的制程。

钛与碳元素易形成稳定碳化物，促进其合金元素产生析出强化，也可抑止晶粒长大进而细化晶粒，达到强化合金强度、增加耐磨性的目的。

锰通常是与铁共存，由于锰易与硫结合，可消除硫对合金材料造成热脆性的有害影响，且锰能去除合金材料中的氧化物。此外，锰会使FCC结构的沃斯田铁稳定，因此，在本发明的合金材料中添加0.03wt﹪的锰，在预期性质范畴内，将有助于消除热脆性及铸造性的改善。

钼可进一步提升合金的高温强度、潜变强度与高温硬度，相对增加制作出的高尔夫球杆头的耐磨耗性及强度。

镍添加于合金材料中，不只可增加合金材料的抗腐蚀性及抗氧化性，且稳定合金材料的FCC沃斯田铁相。

钴是现今超硬性高速钢及非超硬性高速钢中最重要的必添加的元素。主要可增加二次硬化性能、红硬性和热硬性。由于钴元素熔入肥粒铁(α-Fe)及沃斯田铁(γ-Fe)中可增强钴-铁键与铁-铁键的共价结合力，所以钴元素无论在室温或高温皆可强化合金的基体，并提高铁基合金的熔点。

铝是一种优异的脱氧剂，可以抑制合金晶粒过度成长形成分散氧化物与氮化物，而使晶粒维持在一较小的体积状态，以提高合金材料的延展性、加工性与韧性。

在表1中，记载本发明三种不同组成成分的实施例。

表1