高尔夫球头用的高强度铸造钛合金材料

摘要

本发明公开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。藉此，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。

说明书

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。

发明内容

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。