Zastosowanie tytanu i stopu tytanu w główce golfa

Zastosowanie tytanu i stopu tytanu w główce golfa

 

1. Przedmowa

Od marca 1990 roku japońska firma JOY po raz pierwszy sprzedała na świecie tytanowe kije golfowe, co otworzyło preludium tytanowych kijów golfowych. Współpraca między JOY Company i Sichuan Railway oraz współpraca między Shuiye i Mitsubishi Materials umożliwiły komercjalizację tytanowych kijów golfowych. Głowica pręta Sichuan Iron jest wykonana ze stopu tytanu Ti-6Al-4V, górna część i powierzchnia uderzająca głowicy pręta Mitsubishi są wykonane z Ti-6Al-4 Stop tytanu V, a spód i szyja wykonane są z czystego tytanu.

W artykule krótko przedstawiono zastosowanie tytanu i stopu tytanu w kijach golfowych sprzedawanych obecnie na rynku.

2. Opracowanie i zmiana materiału główki kija golfowego

Kije golfowe są również wykonane z drewna. W tym artykule odnoszą się do drewnianych pałek nr 1 (potocznie nazywanych pałkami), ponieważ oprócz tego na płaskim torze używane są również pałki i pałki żelazne, co nie oznacza, że ​​nieuchronnie zostaną użyte drogie pałki ze stopu tytanu . Aby wiedzieć, który z 14 kijów używanych na polu golfowym ma największy zasięg lotu, naturalne jest poprawienie prędkości piłki. Kluby są jednocześnie długie i lekkie. Lepiej, aby objętość główki klubu była również duża. Konkretnie, jeśli waga głowicy kulowej wynosi około 190 g, a objętość głowicy kulowej jest większa niż 300 ml, ciężar właściwy można po prostu obliczyć jako 190 ÷ 300=0,63. Gdy ciężar właściwy jest poniżej tego, siła uderzenia, gdy piłka zderza się z piłką, jest bliska 1t. Takie testy były przeprowadzane wiele razy, aby wyjaśnić ekstremalnie trudne warunki, ale materiał, z którego wykonana jest głowica kulowa, ma swoje własne cechy.

Drzewa persimmon były używane do produkcji nietoperzy drewnianych od czasów starożytnych, ponieważ jest to najlżejsze ze wszystkich drzew, ale jego wytrzymałość jest bardzo wysoka. Płyta aluminiowa jest używana w dolnej części głowicy kulowej, a żywica jest używana na powierzchni uderzenia. W celu dostosowania ciężaru dna dodaje się do niego ołów. Waga głowicy kulowej sięga 200 g, objętość jest ograniczona maksymalnie do 190 ml, a popularny typ to między 170 a 180.

Japonia po raz pierwszy opracowała metalową główkę kija golfowego (dangan) w 1981 roku. Objętość wynosi 150 ml, mniej niż główka kuli persimmon, ale szybkość uderzenia jest bardzo wysoka. To dlatego, że leci szybciej niż nietoperz persimmon. Objętość wynosi 150 ml, co nie jest tak małe jak nietoperz persimmon, ale jest bardzo popularne na rynku. Od tego czasu nastała era metalowej głowicy kulowej. Stal nierdzewna o wysokiej wytrzymałości - precyzyjny odlew SUS431 był początkowo używany jako materiał głowicy pręta kulowego. W tamtym czasie precyzyjnymi odlewami żelaznych przegubów kulowych były głównie SUS304 i SUS431, ale SUS431 o wysokiej wytrzymałości odniósł sukces. Nie trzeba było jednak długo czekać na reklamację ze względu na wklęsłą kulę uderzeniową. Jako osoba odpowiedzialna za rozwój Dangana zdecydowano się na wymianę użytego materiału na SUS630 (17-4PH). Wytrzymałość na rozciąganie SUS431 wynosi 840 MPa, podczas gdy wytrzymałość na rozciąganie SUS630 jest zwiększona tylko o 1,070 MPa, ale odporność na korozję jest lepsza niż SUS630, więc to jest powód wymiany. Wkrótce głowica kulowa SUS431 zniknęła z rynku, podobnie jak głowica kulowa SUS304. Tylko głowica kulowa SUS630 była popularna przez krótki czas. Dzieje się tak, ponieważ wytrzymałość, odporność na korozję, lejność i koszt głowicy kulowej są dobre. Ważną rzeczą jest to, że głębokość polerowania lustrzanego, zaawansowane wyczucie koloru i twardość powierzchni są wysokie. Nawet jeśli istnieje niewielka rysa, jej połysk może być utrzymywany przez długi czas, więc jest bardzo odpowiedni dla głowy golfa. Z tego punktu widzenia SUS630, jako materiał na piłki golfowe, ma dobre wszechstronne właściwości i zasługuje na miano zaawansowanego stopu stali nierdzewnej.

Jednak materiał SUS630 jako główka kija golfowego nie był utrzymywany przez długi czas. Głównym powodem jest jego mały rozmiar. Zamiast tego węglowa głowica kulowa, która jest oparta na włóknie grafitowym, a następnie formowana na gorąco z żywicą epoksydową, nazywa się CFRP, a jej wewnętrzna struktura jest pusta. Jak wszyscy wiemy, włókno grafitowe jest niezwykle mocne i lekkie, dlatego bardzo dobrze nadaje się do produkcji prętów kulowych. Objętość może być większa niż 200 ml, a metody przygotowania są również różne. Na powierzchni unoszą się również poziome linie włókien grafitu, zarówno długich, jak i krótkich. W zaciekłej konkurencji cenowej, ze względu na doskonałą wydajność, w połączeniu z krótkim włóknem z żywicy ABS i może być wytwarzany przez formowanie wtryskowe, jego cena jest naturalnie zaskakująco tania. Jednak główka wędki węglowej nie stała się głównym nurtem, głównie dlatego, że standardy wyświetlania wydajności CFRP nie są jednolite i trudno jest zobaczyć wydajność produktu na podstawie wyglądu. Najważniejszą rzeczą dla konsumentów jest niezawodność produktu. W innych aspektach trwałość powierzchni i koszt formy w produkcji sprawiły, że materiał nie stał się popularny.

Od metalu do węgla i od ciepła metalu do tytanu, to proces rozwoju kijów golfowych. Nietoperz wykonany z nowych materiałów jest używany ze względu na dużą szybkość uderzenia. Jednocześnie, jeśli funkcja nietoperza wykonanego z nowych materiałów ma zostać poprawiona, jego koszt w naturalny sposób wzrośnie. Ale daje też ludziom złudzenie, że wyniki kijów golfowych z wysokimi cenami są naturalnie dobre. Aluminium w połowie-1990wieku było okresem rozkwitu aluminium, które wygrało rywalizację o wielkość. Aluminium Dula (7075) jest stosowane jako materiał przegubu kulowego w początkowej fazie stopu aluminium. Wytrzymałość na rozciąganie 7075 T6 wynosi około 600 MPa, więc można go uznać za pręt kulowy o wyższej wytrzymałości właściwej. Jednak ze względu na istnienie tytanu nie wiadomo, kiedy zniknie. W rzeczywistości przeguby kulowe ze stopów aluminium doświadczyły kilku wzlotów i upadków na rynku. Głównym powodem, dla którego aluminium nie może być sklasyfikowane jako materiał przegubu kulowego, jest odporność na korozję. Należy przeprowadzić obróbkę powierzchni. Najbardziej odpowiednią obróbką powierzchni jest anodowanie. Jednak ze względu na małą twardość powierzchni problem trwałości jest trudny do rozwiązania.

Na koniec przedstawiono dobry przykład zastosowania tytanu na żelaznej głowicy kulowej. Oznacza to, że wydajność żelaznej głowicy kulowej osadzonej na powierzchni uderzenia z tytanową płytką o grubości zaledwie 3 mm została znacznie poprawiona dzięki zastosowaniu niewielkiej ilości tytanu, a jej stosunek wydajności do ceny jest również dobry.

3. Związek między funkcją a materiałem główki kija golfowego

Im większa sztywność główki kuli, tym lepszy zasięg latania nietoperza. To jest zdrowy rozsądek ery persymony. Powierzchnia uderzenia persimmon jest osadzona w żywicy w kształcie stołu, zwanej sferyczną wkładką. Aby poprawić wzmocnienie i trwałość części uderzającej piłką, materiał stopniowo przekształcił się w włókno papierowe, żywicę ABS i CFRP. W dobie wysokiej twardości i sztywności zatapiania CFRP zasięg lotu został znacznie poprawiony. W dobie drewnianych główek kulowych zdarzały się przykłady 3 lub 4 wzmocnień w kierunku podłużnym w powierzchni uderzenia. Ma to również na celu poprawę sztywności powierzchni uderzającej.

Ale wiosną 1997 roku firma Maluman Company użyła stopu tytanu SP-700 w „Titan Titanium”, aby zmniejszyć grubość ścianki kuli uderzającej, wygiąć kulę uderzającą, kontrolować deformację piłki, zapobiegać utracie energii i zwiększyć zasięg lotu. W następnym roku inna firma również opublikowała teorię dopasowania impedancji, która przenosi tę samą siłę odbicia na powierzchnię uderzającą, a liczba drgań własnych powierzchni uderzającej jest bliższa powierzchni kulistej. Energia głowicy kulowej może być skutecznie przenoszona na piłkę, a zasięg lotu można poprawić. Ten produkt sprzedawał się dobrze na rynku w tamtym czasie.

Jedna z zasad gry w golfa określona przez R&A i USGA brzmi: „Projekt powinien unikać efektu sprężystości, który ma negatywny wpływ na ruch piłki w punkcie uderzenia powierzchni uderzenia”.

Jednak faktem jest, że uderzająca kula jest cieńsza, co zwiększa zasięg lotu sprężystości. Przerzedzenie sfery uderzenia większości klubów powoduje poważne problemy w światowym przemyśle golfowym.

Przed 2{1}}kwietnia 2{1}}00 USGA opublikowało informację o naruszeniu zasad gry w golfa, aw czerwcu zgłosiło naruszenie kijów o współczynniku odbicia większym niż 0,830.

Z drugiej strony R&A, przedstawiciel japońskiego przemysłu golfowego, we wrześniu nie wyrażał już nadziei na regułę efektu sprężystości i opublikował „Wyniki badań pokazują, że obecne kije golfowe mają wyższy współczynnik odbicia niż początkowe kije metalowe , ale poprawa odległości lotu nie ma wpływu na grę w golfa.”

Obecnie sytuacja branży golfowej na świecie jest taka, że ​​współistnieją dwa standardy.

W Stanach Zjednoczonych kije golfowe, które naruszają zasady, nie są używane, ale w Europie i Japonii można również używać takich kijów. W ten sposób dzisiejsze kije golfowe w Japonii są nadal cienkie na powierzchni uderzenia, co prowadzi do wysokiego ciepła odbicia. W dobrze znanej epoce rozkwitu tytanu pojawiło się wiele nowych stopów tytanu w sferycznych zawodach o tak wysokim odbiciu.

Ale 2 maja002 maja nagle USGA i R&A wydały ujednoliconą deklarację dotyczącą współczynnika odbicia. Główne punkty treści to: „W ciągu pięciu lat po 20}03 współczynnik odbicia jest bardziej zmienny i wynosi od 0,830 do 0.{5}}, a od 2008 r. spadł poniżej 0,830” . Nagłe ogłoszenie sprawiło, że producenci golfa wpadli w chmurę.

Nazwa nietoperza operatora Materiał sferyczny Materiał sferyczny Objętość (ml) Cena (jen)

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

Sprzedaż Canon BUMP415 SP-700 6-4 415 98000

Zwiedzanie Grupa Wave C nietoperz 390 SP-700 6-4 390 70000

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

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

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

Sybo Japan Rakietka kompresyjna Sybo SP-700 6-4 410 OP

Seiko es Yard T{{0}}FA 0.5 15-5-3 15-3-3-3 320 95000

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

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

Wycieczka 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

Czas wolny 360RS SP-700 6-4 360 70000

Projekt rekreacyjny 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

czterdzieści Deenpwan 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

Marynarka Wojenna Magulega Mucktech2 380 Ti-9 6-4 380 55000

Wycieczka 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

Tajemnica Ymaha 01 DAT51 KS-100 340 75000

Guma Hengbina TR-X 15-5-3 15-3-3-3 350 83000

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

Z tabeli widać, że:

(1) W dobie wysokiej sprężystości główny stop używany do produkcji kulek jest zupełnie inny niż ten używany do produkcji powierzchni uderzających. W szczególności materiał powierzchni uderzającej wykorzystuje wysokowytrzymały, wysokiej jakości stop tytanu do pojazdów.

(2) Materiały powierzchni uderzającej to głównie materiały kute lub walcowane, podczas gdy materiały kulek to głównie 6-4, które są zasadniczo precyzyjnymi odlewami, a pozostałe to materiały kute.

(3) SP-700 jest najczęściej używany do uderzania materiałów powierzchniowych, odpowiadając za 41 procent; Następnie 15-5-3, co stanowi 22 procent .

(4) Stosunkowo nowy stop SAT-2041 został użyty w trzech próbkach, a przyszłe perspektywy rynkowe są optymistyczne.

5. Nowy stop materiału przegubu kulowego

W Japonii różni producenci tytanu proponują następujące nowe stopy tytanu do materiałów przegubów kulowych:

Kobe Stal

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

Pierwiastek stopowy tego stopu to tylko 1 procent, podobnie jak czysty tytan, przy niskim koszcie i wytrzymałości odpowiadającej stopowi 6-4, więc jego wysoki stosunek wydajności do ceny jest jego największą cechą. Nadaje się do obróbki na ciepło i na gorąco, co jest porównywalne z czystym tytanem. Może wykuć szyję i spód główki kuli.

(2) KSELF(Ti-4.5Al-4Cr-0.5Fe-0.2C plus stop)

Ma takie same właściwości wytrzymałościowe jak 6-4, a jego właściwości kucia są porównywalne z właściwościami czystego tytanu. Jego wydajność skrawania jest dwukrotnie większa niż w przypadku stopu 6-4, a jego koszt jest niższy niż 6-4. Może być używany do uderzania w twarz, pupy i szyję.

(3) KSTi-9(Ti-2Mo-1,6V-0,5Fe-4,5Al-0,3Si plus stop)

Podobnie jak KSELF, ma podobne właściwości wytrzymałościowe z 6-4, wysoką ciągliwością na gorąco i na zimno oraz dobrą spawalnością. Może być używany do uderzania w twarz, pupy i szyję.

(4) TVC(KS13-11-3Ti-13V-11Cr-3stop Al)

dzięki temu stopowi tytanu typu B ma doskonałą skrawalność, jego pęd jest wyższy niż w przypadku stopu o ultra wysokiej wytrzymałości 15-5-3-3, a jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi do 1550 MPa, co może być stosowane jako materiał powierzchniowy do bardzo cienkich uderzeń piłka.

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

Jest to wysokiej jakości stop tytanu do samochodów, taki sam jak 15-5-3, ale jego wytrzymałość jest lepsza i odpowiada jego elastyczności. Jest bardziej prawdopodobne, że zostanie użyty jako materiał do uderzania powierzchni.

Stal specjalna Datong

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

Ma doskonałą urabialność, wysoką wytrzymałość i wysoką elastyczność po obróbce starzeniowej i jest najbardziej odpowiedni do wytwarzania materiałów powierzchniowych do uderzania piłek.

(2) Tytan Bakula (stop DAT55GTi-15V-6Cr-4Al)

Jest to najnowszy stop opracowany specjalnie jako cienkościenny materiał powierzchni uderzającej. Jego wytrzymałość i wytrzymałość nie ustępują stopowi 15-5-3. Oczekuje się, że poprawi współczynnik odbicia.

NKK

(1)SP{1}}(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe plus stop)

Jak wspomniano wcześniej, stop ten jest najczęściej stosowanym materiałem wierzchnim w tegorocznych nowościach. Można go porównać ze stopem 15-3-3-3 szeroko stosowanym do kucia tytanowych prętów kulowych. Jest to najbardziej uspokajający stop do stosowania z głowicą kulową. Podatność na obróbkę, wytrzymałość, twardość, wyczucie piłki i koszt to doskonałe stopy tytanu na głowicę kulową.

Sumitomo Metal

(1)SAT2041(Ti-20V-3.5Al-1stop Sn)

Ostatnio na materiałach powierzchniowych piłki zastosowano wiele nowych stopów. Mają doskonałą obrabialność na zimno. Po odpowiedniej obróbce starzeniowej mogą uzyskać wysoką wytrzymałość i wysoką udarność oraz mają dobre wyczucie uderzenia.

Stal Nippon

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

Nie trzeba dodawać, że dobra urabialność, doskonała równowaga między wytrzymałością a ciągliwością, wytrzymałość na starzenie do 1500 MPa, mają nadzieję na zastosowanie jako nowy stop o cienkiej ściance na powierzchni uderzenia.

Stal Aichi

(1) Porowaty czysty tytan

Chwalono go za użycie istniejącej lekkiej głowy nietoperza i klinowej żelaznej głowy nietoperza. Ten pierwszy ma miękkie wyczucie gry w piłkę, a drugi ma na celu jego rotację. Zastosowanie nietoperza to temat przyszłości.

6. Przyszłe potrzeby i nowe materiały

Przyszłe materiały zastępcze są następujące:

(1) Metal amorficzny

Przeżywa upadek, który może być spowodowany niedojrzałą technologią. Podstawowy metal amorficzny charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, dobrą lepkością, niskim rdzewieniem i niewielką wagą. A lekkość jest dokładnie tym, czego chcą kluby golfowe. Obecnie trwają badania metali amorficznych Al, Mg i Ti o lekkim ciężarze właściwym, a perspektywy są optymistyczne.

(2) Związek międzymetaliczny

Wśród związków międzymetalicznych badanych jako trwałe materiały termiczne, Ni3Al z powodzeniem przetwarzał folię 90u, a TiAl ma również stać się materiałem na korpus lub zawór silnika statku kosmicznego. Istnieje wiele badań, a prawdopodobieństwo jest duże.

(3) Stop z pamięcią kształtu, super elastyczny stop

Ma mały współczynnik sprężystości, wysoką wytrzymałość, doskonałą odporność na korozję, wysoką powierzchnię uderzenia odbicia i pełną możliwość.

(4) Nanotechnologia

Badania nad poprawą wytrzymałości i udarności metali zakończyły się częściowym sukcesem, nie wspominając o obszarach godnych uwagi.

Na koniec należy wspomnieć, że wielkość rynku kijów golfowych w Japonii wynosi 123 miliardy jenów, w tym 65,5 miliarda jenów drewnianych kijów, około 2,4 miliona sztuk (szacunkowo w 2001 r.), co stanowi około 70 proc.