Aplicació de titani i aliatge de titani al capçal de golf

Aplicació de titani i aliatge de titani al capçal de golf

 

1. Pròleg

Des del març de 1990, la companyia japonesa JOY ha venut per primera vegada pals de golf de titani al món, fet que ha obert el preludi dels pals de golf de titani. La cooperació entre JOY Company i Sichuan Railway i la cooperació entre Shuiye i Mitsubishi Materials van permetre la comercialització de pals de golf de titani. El capçal de la vareta de Sichuan Iron està fet d'aliatge de titani Ti{-6Al{-4V, la part superior i la superfície d'impacte del cap de vareta de material Mitsubishi estan fets de Ti-6Al{-4 Aliatge de titani V, i la part inferior i el coll estan fets de titani pur.

Aquest article presenta breument l'ús de titani i aliatge de titani per als pals de golf que es venen actualment al mercat.

2. Desenvolupament i canvi de material de cap del pal de golf

Els pals de golf també són de fusta. En aquest article, es refereixen als clubs de fusta número 1 (comunament coneguts com a maces), perquè, a més, també hi ha maces i maces de ferro que s'utilitzen al camp pla, la qual cosa no vol dir que s'utilitzaran inevitablement maces d'aliatge de titani d'alt preu. . Per saber quin dels 14 pals utilitzats al camp de golf té el major rang de vol, és natural millorar la velocitat de la pilota. Els clubs són llargs i lleugers alhora. És millor que el volum del cap del club també sigui gran. Concretament, si el pes de la bola és d'uns 190 g i el volum de la bola és de més de 300 ml, la gravetat específica es pot calcular simplement com 190 ÷ 300=0,63. Quan la gravetat específica està per sota d'aquesta, la força d'impacte quan la bola xoca amb la bola és propera a 1t. Aquestes proves s'han dut a terme moltes vegades per aclarir les condicions extremadament dures, però el material utilitzat per a la bola té les seves pròpies característiques.

Els arbres de caqui s'han utilitzat com a ratpenat de fusta des de l'antiguitat, perquè és la fusta més lleugera de totes, però la seva força és molt alta. La placa Al s'utilitza a la part inferior del cap de bola i la resina s'utilitza a la superfície de cop. Per tal d'ajustar el pes de la part inferior, s'hi afegeix plom. El pes de la bola arriba als 200 g, el volum està limitat a 190 ml com a màxim, i el tipus comú és d'entre 170 i 180.

El Japó va desenvolupar per primera vegada el cap de pal de golf metàl·lic (dangan) l'any 1981. El volum és de 150 ml, més petit que el cap de bola de caqui, però la taxa de cops és molt alta. Això es deu al fet que vola més ràpid que el bat de bola de caqui. El volum és de 150 ml, que no és tan petit com el ratpenat de caqui, però és molt popular al mercat. Des de llavors, ha entrat l'era de la bola de metall. Acer inoxidable d'alta resistència: la fosa de precisió SUS431 es va utilitzar inicialment per al material del capçal de la vareta de la bola. En aquell moment, les peces de fosa de precisió de les articulacions de boles de ferro eren principalment SUS304 i SUS431, però el SUS431 d'alta resistència va tenir èxit. No obstant això, no va trigar gaire a fer una reclamació a causa de l'esfera d'impacte còncava. Com a responsable del desenvolupament de Dangan, es va decidir substituir el material utilitzat per SUS630 (17-4PH). La resistència a la tracció de SUS431 és de 840 MPa, mentre que la resistència a la tracció de SUS630 només augmenta en 1,070 MPa, però la resistència a la corrosió és millor que la de SUS630, de manera que aquest és el motiu de la substitució. Aviat el capçal de bola SUS431 va desaparèixer del mercat i el capçal de bola SUS304 també va tenir la mateixa sort. Només el capçal de bola SUS630 ha estat popular durant poc temps. Això es deu al fet que la força, la resistència a la corrosió, la colabilitat i el cost de la bola són bones. L'important és que la profunditat del seu poliment mirall, el sentit avançat del seu color i la seva duresa superficial siguin elevades. Fins i tot si hi ha una petita rascada, la seva brillantor es pot mantenir durant molt de temps, de manera que és molt adequat per al cap de golf. Des d'aquest punt de vista, SUS630, com a material de pilota de golf, té bones propietats integrals i és digne de ser un aliatge d'acer inoxidable avançat.

Tanmateix, el material SUS630 com a cap de pal de golf no s'ha mantingut durant molt de temps. La raó principal és la seva petita mida. En canvi, el capçal de bola de carboni, que es basa en fibra de grafit i després format en calent amb resina epoxi, s'anomena CFRP i la seva estructura interna és buida. Com tots sabem, la fibra de grafit és extremadament forta i lleugera, per la qual cosa és molt adequada per a material de vareta de boles. El volum pot ser superior a 200 ml i els mètodes de preparació també són diferents. També hi ha línies horitzontals de fibres de grafit que suren a la superfície, tant fibres llargues com fibres curtes. En la ferotge competència pel preu, a causa del seu excel·lent rendiment, combinat amb la fibra curta de resina ABS, i es pot produir per modelat per injecció, el seu preu és, naturalment, sorprenentment barat. Tanmateix, el capçal de la vareta de carboni no s'ha convertit en el corrent principal, principalment perquè els estàndards per mostrar el rendiment del CFRP no són uniformes i és difícil veure el rendiment del producte des de l'aparença. El més important per als consumidors és la fiabilitat del producte. En altres aspectes, la durabilitat de la superfície i el cost del motlle en la fabricació han fet que el material no es popularitzi.

Del metall al carboni i del metall al titani, aquest és un procés de desenvolupament de pals de golf. El ratpenat fet de nous materials s'utilitza per la seva alta taxa de cop. Al mateix temps, si es vol millorar la funció del ratpenat fet de nous materials, el seu cost augmentarà naturalment. Però també dóna a la gent la il·lusió que el rendiment dels pals de golf amb preus elevats és naturalment bo. L'alumini, a mitjans-1990s, va ser el moment de màxima esplendor de l'alumini que va guanyar la competició pel volum. L'alumini Dula (7075) s'utilitza com a material d'articulació de bola en la fase inicial de l'aliatge d'alumini. La resistència a la tracció del 7075 T6 és d'uns 600MPa, de manera que es pot considerar com una vareta de bola amb una resistència específica més alta. Tanmateix, a causa de l'existència del titani, no sap quan desapareixerà. De fet, les rotlles d'aliatge d'alumini han experimentat diversos alts i baixos al mercat. La raó principal per la qual l'alumini no es pot classificar com a material de rótula és a causa de la resistència a la corrosió. S'ha de fer un tractament superficial. El tractament superficial més adequat és l'anoditzat. Tanmateix, a causa de la seva baixa duresa superficial, el problema de durabilitat és difícil de resoldre.

Finalment, s'introdueix un bon exemple d'ús de titani sobre capçal de bola de ferro. És a dir, el rendiment del capçal de bola de ferro incrustat amb una placa de titani de només 3 mm de gruix a la superfície de cop s'ha millorat molt gràcies a l'ús d'una petita quantitat de titani, i la seva relació rendiment-preu també és bona.

3. La relació entre la funció i el material del cap del pal de golf

Com més gran sigui la rigidesa del cap de bola, millor serà el rang de vol del bat. Aquest és el sentit comú de l'era del ratpenat de caqui. La superfície de cop del caqui està incrustada amb una resina en forma de taula anomenada inserció esfèrica. Per tal de millorar el reforç i la durabilitat de la part d'impacte de la bola, el material ha evolucionat gradualment cap a fibra de paper, resina ABS i CFRP. En l'era d'alta duresa i rigidesa de la incrustació de CFRP, el rang de vol s'ha millorat molt. A l'època de les boles de fusta, hi havia exemples de 3 o 4 reforços en direcció longitudinal a la superfície de cop. Això també és per millorar la rigidesa de la superfície de cop.

Però a la primavera de 1997, Maluman Company va utilitzar l'aliatge de titani SP-700 en "Titan Titanium" per fer més prim el gruix de la paret de l'esfera de cop, doblegar l'esfera de cop, controlar la deformació de la pilota, evitar la pèrdua d'energia i augmentar el rang de vol. L'any següent, una altra empresa també va publicar la teoria de la concordança d'impedància, que aporta la mateixa força de rebot a la superfície de cop i el nombre de vibració natural de la superfície de cop està més a prop de la superfície esfèrica. L'energia del cap de bola es pot transferir eficaçment a la bola i es pot millorar el rang de vol. Aquest producte es venia bé al mercat en aquell moment.

Una de les regles de golf estipulades per R&A i USGA és: "El disseny ha d'evitar l'efecte elàstic que té un impacte negatiu en el moviment de la pilota al punt d'impacte de la superfície de cop".

Tanmateix, el fet és que l'esfera de cop s'aprima, la qual cosa augmenta el rang de vol de l'elasticitat. L'aprimament de l'esfera de bateig de la majoria de clubs causa grans problemes a la indústria mundial del golf.

Abans del 2 d'abril000, l'USGA va publicar una infracció de les regles del golf i, al juny, va informar d'una infracció de pals amb un coeficient de rebot superior a 0,830.

D'altra banda, R&A, el representant de la indústria del golf japonesa, ja no va expressar l'esperança de la regla de l'efecte elàstic al setembre i va publicar "Els resultats de la investigació mostren que els pals de golf actuals tenen un coeficient de rebot més alt que els pals de golf de metall inicials. , però la millora de la distància de vol no té cap impacte en el joc de golf".

Actualment, la situació de la indústria del golf al món és que coexisteixen dos estàndards.

Als Estats Units no s'utilitzen pals de golf que infringeixen les normes, però a Europa i Japó també es poden utilitzar. D'aquesta manera, els pals de golf actuals al Japó encara són prims a la superfície de cop, la qual cosa ha provocat un gran rebot. En la coneguda era de l'apogeu del titani, molts nous aliatges de titani han sorgit en una competició esfèrica d'alt rebot.

Però el 2 de maig002, USGA i R&A van emetre de sobte una declaració unificada sobre el coeficient de rebot. Els punts principals del contingut són: "En els cinc anys posteriors al 2003, el coeficient de rebot és més variable, oscil·lant entre 0,830 i 0.860, i s'ha recuperat per sota de 0,830 des del 2008". . L'anunci sobtat va fer caure en un núvol els fabricants de golf.

Nom del ratpenat de l'operador Material esfèric Material esfèric Volum (ml) Preu (iens)

Akilaprigutac Akilavintedge model SP-700 6-4 415 OP

Accinet Japan Tight List 975J-VS 15-3-3-3 6-4 312 58000

Accinet Japan King Copra SS370 SAT-2041 6-4 370 OP

E-era Golf Studio Lyoma 320 15-5-3 6-4 320 68000O

Wilson Diered PF400 Bakula Titanium 6-4 400 0P

Catana Golf TM320Ti 15-5-3 KS-100 320 88000

Casca DD4 SP-700 6-4 400 85000

Canon Sales BUMP415 SP-700 6-4 415 98000

Grup turístic Wave C bat 390 SP-700 6-4 390 70000

Salomon &Tela van fer 320Ti Tour SP-700 6-4 340 OP

Salomon &Tela van fer XR-03 SP-700 6-4 410 OP

Dio Tech Golf HSW Heavy 360 15-3-3-3 6-4 360 OP

Sybo Japan Sybo bat de compressió SP-700 6-4 410 OP

Seiko és yarda T{{0}}FA 0.5 15-5-3 15-3-3-3 320 95000

Seiko és yard T-9BL 15-3-3-3 KS 100 360 88000

Daiwa Onofu Trave 15-5-4-4 6-4 320 72000

Excursió a Dahe Onofu 15-5-4-4 6-4 320350 77000

Danlof New Zegushio SP-700 6-4 350 80000

Danlof ElidusonW201 SP-700 6-4 303 OP

Temps lliure 360RS SP-700 6-4 360 70000

Projecte d'oci 380ED 10-2-3 6-4 380 8000

つるゃ PG Ver.02 SP-700 6-4 350 70000

つるゃ RX-400MM SAT-2041 6-4 400 80000

Naiki Ti350X SAT-2041 6-4 350 OP

Naiki Ti275 450Ti 15-3-3-3 275 OP

Fortyn Deenwan 15-3-3-3 6-4 348 48000

Britiston Sports RV-10 330 SP-700 15-3-3-3 330 85000

Britiston Sports RX-1 275 15-5-3 15-3-3-3 275 95000

Benjian Golf 15-5-3 SP-700 6-4 450 120000

Magulega Mucktech navvy2 380 Ti-9 6-4 380 55000

Tour Mastar Astlo 380 10-2-3 6-4 385 78000

Maluman Bisonik 350 SP-700 6-4 350 70000

Shuiye 300SII 315 15-5-3 15-3-3-3 315 90000

Shuiye 300SII 330 15-5-3 15-3-3-3 330 90000

Ymaha Mystery 01 DAT51 KS-100 340 75000

Goma Hengbin TR-X 15-5-3 15-3-3-3 350 83000

Yonics 3000 Spec 400 SP-700 6-4 400  70000

A la taula es pot veure que:

(1) A l'era d'alta resistència, l'aliatge principal utilitzat per al material de la bola és completament diferent del que s'utilitza per al material de la superfície de cop. Especialment, el material de la superfície de cop utilitza un aliatge de titani d'alta resistència d'alta qualitat per als vehicles.

(2) Els materials de la superfície d'impacte són majoritàriament materials forjats o laminats, mentre que els materials de la bola són principalment 6-4, que són bàsicament peces de fosa de precisió, i els altres són materials forjats.

(3) SP-700 s'utilitza principalment per colpejar materials de superfície, representant el 41 per cent; A continuació, 15-5-3, que representa el 22 per cent .

(4) L'aliatge relativament nou SAT-2041 s'ha utilitzat en tres mostres, i la perspectiva futura del mercat és optimista.

5. Nou aliatge per a material de rótula

Al Japó, diversos fabricants de titani proposen els següents aliatges de titani nous per a materials de articulació de boles:

Kobe Steel

(1) KS100/KS120(O:0.3--0.35,Fe:0.35--0.5,Si:0--0.6 )

L'element d'aliatge d'aquest aliatge és només un 1 per cent, similar al titani pur, amb un baix cost i una resistència equivalents a l'aliatge 6-4, de manera que la seva alta relació rendiment-preu és la seva característica principal. És adequat per al processament càlid i calent, que és comparable al titani pur. Pot forjar el coll i la part inferior del cap de bola.

(2) KSELF(Ti-4.5Al-4Cr{-0.5Fe{-0.2C més aliatge)

Té les mateixes característiques de resistència que 6-4 i les seves característiques de forja són comparables a les del titani pur. El seu rendiment de tall és el doble que l'aliatge 6-4 i el seu cost és més barat que 6-4. Es pot utilitzar per colpejar la cara, el fons i el coll.

(3) KSTi-9(Ti-2Mo{-1.6V-0.5Fe{-4.5Al{-0.3Si més aliatge)

Similar a KSELF, té característiques de resistència similars amb 6-4, alta ductilitat en fred i calent i bona soldabilitat. Es pot utilitzar per colpejar la cara, el fons i el coll.

(4) TVC(KS13-11-3Ti-13V-11Cr-3Aliatge d'Al)

a causa d'aquest aliatge de titani tipus B té una mecanització excel·lent, el seu impuls és superior al de l'aliatge d'alta resistència 15-5-3-3 i la seva resistència a la tracció és de fins a 1550MPa, que es pot utilitzar com a material de superfície per a cops extremadament prims. pilota.

(5) KS15-5-4-4(Ti-15Mo{-5Zr-4Al{-4V)

És un aliatge de titani d'alta qualitat per a automòbils, el mateix que 15-5-3, però la seva resistència és millor i coincideix amb la seva elasticitat. És més probable que s'utilitzi com a material de superfície de cop.

Datong acer especial

(1)DAT51(aliatge Ti-22V-4Al)

Té una excel·lent treballabilitat, alta resistència i alta elasticitat després del tractament d'envelliment, i és el més adequat per fabricar materials de superfície per colpejar boles.

(2) Titani Bakula (aliatge DAT55GTi-15V-6Cr-4Al)

És l'últim aliatge desenvolupat especialment com a material de paret prima de la superfície de cop. La seva força i duresa no són inferiors a l'aliatge 15-5-3. Es preveu millorar el coeficient de rebot.

NKK

(1)SP-700(Ti-4.5Al-3V{-2Mo{-2Fe més aliatge)

Com s'ha esmentat anteriorment, aquest aliatge és el material de superfície més utilitzat en els nous productes d'aquest any. Es pot comparar amb l'aliatge 15-3-3-3 àmpliament utilitzat en la forja de varetes de boles de titani. És l'aliatge més tranquil·litzador per a l'ús de la bola. La capacitat de processament, la força, la duresa, la sensació de bola i el cost són excel·lents aliatges de titani per a la bola.

Sumitomo Metall

(1)SAT2041(Aliatge Ti-20V{-3.5Al{-1Sn)

Recentment, s'han utilitzat molts aliatges nous als materials superficials de la pilota. Tenen una excel·lent treballabilitat en fred. Després d'un tractament adequat d'envelliment, poden obtenir una gran resistència i una gran tenacitat, i tenir una bona sensació de cop.

Nippon Steel

(1) 21S (aliatge Ti-15Mo-3Al{-2.7Nb{-0.25Si)

No cal dir que una bona treballabilitat, un excel·lent equilibri entre resistència i duresa, resistència al tractament de l'envelliment de fins a 1500MPa, esperem que s'utilitzi com a nou aliatge amb paret prima a la superfície de cop.

Acer Aichi

(1) Titani pur porós

S'ha elogiat en l'ús del cap de ratpenat lleuger existent i el cap de ratpenat de ferro de falca. El primer té una sensació suau de jugar a pilota, i el segon té com a objectiu la seva rotació. L'aplicació del ratpenat és un tema de futur.

6. Necessitats futures i nous materials

Els materials de substitució futurs són els següents:

(1) Metall amorf

Ha estat en una caiguda, que pot ser causada per una tecnologia immadura. El metall amorf bàsic es caracteritza per una alta resistència, bona viscositat, baixa oxidació i pes lleuger. I el pes lleuger és exactament el que volen els pals de golf. Actualment, la investigació de metalls amorfs Al, Mg i Ti amb gravetat específica lleugera està en curs, i la perspectiva és optimista.

(2) Compost intermetàl·lic

Entre els compostos intermetàl·lics estudiats com a materials tèrmics duradors, Ni3Al ha processat amb èxit una làmina de 90 u, i també s'espera que TiAl es converteixi en el material de la vàlvula del cos o del motor de la nau espacial. Hi ha molts estudis, i la possibilitat és alta.

(3) Aliatge amb memòria de forma, aliatge súper elàstic

Té un coeficient elàstic petit, una gran resistència, una excel·lent resistència a la corrosió, una superfície de cop d'alt rebot i una possibilitat total.

(4) Nanotecnologia

La investigació sobre la millora de la resistència i la tenacitat dels metalls ha tingut un èxit parcial, sense oblidar àrees destacades.

Finalment, cal esmentar que la mida del mercat dels pals de golf al Japó és de 123 mil milions de iens, inclosos 65,5 mil milions de iens de pals de fusta, uns 2,4 milions de peces (estimat el 2001), que representen al voltant del 70 per cent.