Aplikácia titánu a titánovej zliatiny v golfovej hlave

Aplikácia titánu a titánovej zliatiny v golfovej hlave

 

1. Predslov

Od marca 1990 japonská spoločnosť JOY Company prvýkrát predala titánové golfové palice na svete, čím otvorila predohru titánových golfových palíc. Spolupráca medzi JOY Company a Sichuan Railway a spolupráca medzi Shuiye a Mitsubishi Materials umožnila komercializáciu titánových golfových palíc. Hlava tyče Sichuan Iron je vyrobená z Ti-6Al-4V titánovej zliatiny, vrchná časť a dorazová plocha hlavy tyče z materiálu Mitsubishi sú vyrobené z Ti-6Al-4 V titánová zliatina a dno a krk sú vyrobené z čistého titánu.

Tento článok stručne predstavuje použitie titánu a zliatiny titánu pre golfové palice predávané v súčasnosti na trhu.

2. Vývoj a zmena materiálu hlavičky golfovej palice

Z dreva sa vyrábajú aj golfové palice. V tomto článku sa odvolávajú na drevené palice # 1 (bežne označované ako palice), pretože okrem toho sa na plochom ihrisku používajú aj palice a železné palice, čo neznamená, že sa nevyhnutne použijú palice z titánovej zliatiny vysokej ceny. . Aby ste vedeli, ktorá zo 14 palíc používaných na golfovom ihrisku má najväčší rozsah letu, je prirodzené zlepšiť rýchlosť loptičky. Palice sú dlhé a ľahké zároveň. Je lepšie, aby bol objem hlavy palice tiež veľký. Konkrétne, ak je hmotnosť guľovej hlavy približne 190 g a objem guľovej hlavy je väčší ako 300 ml, špecifickú hmotnosť možno jednoducho vypočítať ako 190 ÷ 300=0.63. Keď je špecifická hmotnosť pod touto hodnotou, nárazová sila pri zrážke lopty s loptou je blízka 1t. Takéto testy boli vykonané mnohokrát, aby sa objasnili extrémne drsné podmienky, ale materiál použitý na guľovú hlavu má svoje vlastné charakteristiky.

Tomel sa na drevené netopiere používa už v staroveku, pretože je najľahší zo všetkých druhov dreva, ale jeho pevnosť je veľmi vysoká. Na spodnej časti guľovej hlavy je použitá Al doska a na dopadacej ploche je použitá živica. Na úpravu hmotnosti dna sa doň pridáva olovo. Hmotnosť guľovej hlavy dosahuje 200 g, objem je obmedzený na maximálne 190 ml a bežný typ je medzi 170 a 180.

Japonsko prvýkrát vyvinulo kovovú hlavu golfovej palice (dangan) v roku 1981. Objem je 150 ml, menší ako hlava tomelovej gule, ale miera úderov je veľmi vysoká. Je to preto, že letí rýchlejšie ako tomel. Objem je 150ml, čo nie je tak málo ako tomel, no na trhu je veľmi obľúbený. Odvtedy vstúpila éra kovovej guľovej hlavy. Vysoko pevná nehrdzavejúca oceľ - SUS431 presný odliatok bol pôvodne použitý pre materiál hlavy guľovej tyče. V tom čase boli presné odliatky železných guľových čapov hlavne SUS304 a SUS431, ale úspešný bol vysokopevnostný SUS431. Netrvalo však dlho a vzhľadom na konkávnu dopadovú guľu vznikol nárok. Ako zodpovedná osoba za vývoj Danganu bolo rozhodnuté nahradiť použitý materiál SUS630 (17-4PH). Pevnosť v ťahu SUS431 je 840 MPa, zatiaľ čo pevnosť v ťahu SUS630 je zvýšená len o 1,070 MPa, ale odolnosť proti korózii je lepšia ako u SUS630, takže to je dôvod na výmenu. Čoskoro guľová hlava SUS431 zmizla z trhu a rovnaký osud mala aj guľová hlava SUS304. Len guľová hlava SUS630 je populárna krátko. Je to preto, že pevnosť, odolnosť proti korózii, zlievateľnosť a cena guľovej hlavy sú dobré. Dôležité je, že hĺbka jeho zrkadlového leštenia, pokročilý zmysel pre jeho farbu a tvrdosť povrchu sú vysoké. Aj keď sa vyskytne malý škrabanec, jeho lesk sa dá udržať dlho, takže je veľmi vhodný pre golfovú hlavu. Z tohto hľadiska má SUS630 ako materiál golfovej loptičky dobré komplexné vlastnosti a je hodný toho, že je pokročilou zliatinou nehrdzavejúcej ocele.

Materiál SUS630 ako hlava golfovej palice sa však už dlho neudržiava. Najväčším dôvodom je jeho malá veľkosť. Namiesto toho sa uhlíková guľová hlava, ktorá je založená na grafitovom vlákne a následne tvarovaná za tepla s epoxidovou živicou, nazýva CFRP a jej vnútorná štruktúra je dutá. Ako všetci vieme, grafitové vlákno je extrémne pevné a ľahké, takže je veľmi vhodné pre materiál guľôčkových tyčí. Objem môže byť viac ako 200 ml a spôsoby prípravy sú tiež odlišné. Na hladine plávajú aj vodorovné línie grafitových vlákien, a to ako dlhé vlákna, tak aj krátke vlákna. V tvrdej konkurencii o cenu je vďaka vynikajúcemu výkonu v kombinácii s krátkym vláknom z ABS živice, ktorý sa dá vyrobiť vstrekovaním, jeho cena prirodzene prekvapivo nízka. Hlava uhlíkovej tyče sa však nestala hlavným prúdom, najmä preto, že normy pre zobrazovanie výkonu CFRP nie sú jednotné a je ťažké vidieť výkon produktu zo vzhľadu. Najdôležitejšou vecou pre spotrebiteľov je spoľahlivosť produktu. V iných aspektoch trvanlivosť povrchu a náklady na formu pri výrobe viedli k tomu, že materiál sa nestal populárnym.

Od kovu po uhlík a od kovu po titánové teplo, to je vývojový proces golfových palíc. Pálka vyrobená z nových materiálov je použitá kvôli vysokej miere úderov. Zároveň, ak sa má zlepšiť funkcia netopiera vyrobeného z nových materiálov, jeho cena prirodzene stúpne. Ale tiež to dáva ľuďom ilúziu, že výkon golfových palíc s vysokými cenami je prirodzene dobrý. Hliník bol v polovici{0} rokov rozkvetom hliníka, ktorý vyhral súťaž o objem. Dula hliník (7075) sa používa ako materiál guľového kĺbu v počiatočnom štádiu hliníkovej zliatiny. Pevnosť v ťahu 7075 T6 je cca 600MPa, preto ju možno považovať za guľovú tyč s vyššou mernou pevnosťou. Vzhľadom na existenciu titánu však nevie, kedy zmizne. V skutočnosti guľové kĺby z hliníkovej zliatiny zažili na trhu niekoľko vzostupov a pádov. Hlavným dôvodom, prečo hliník nemožno klasifikovať ako materiál guľového kĺbu, je odolnosť proti korózii. Musí sa vykonať povrchová úprava. Najvhodnejšou povrchovou úpravou je elox. Avšak kvôli nízkej povrchovej tvrdosti je problém trvanlivosti ťažko riešiteľný.

Nakoniec je predstavený príklad dobrého použitia titánu na železnej guľovej hlave. To znamená, že výkon železnej guľovej hlavy s vloženou iba 3 mm hrubou titánovou platňou na nárazovej ploche sa výrazne zlepšil vďaka použitiu malého množstva titánu a jej pomer výkonu a ceny je tiež dobrý.

3. Vzťah medzi funkciou a materiálom hlavy golfovej palice

Čím vyššia je tuhosť guľovej hlavy, tým lepší je dosah pálky. To je zdravý rozum éry tomelových netopierov. Dopadový povrch tomelu je zaliaty živicou v tvare stola nazývanou guľová vložka. Aby sa zlepšilo vystuženie a odolnosť nárazovej časti lopty, materiál sa postupne vyvinul na papierové vlákno, ABS živicu a CFRP. V ére vysokej tvrdosti a tuhosti vsadenia CFRP sa dosah letu výrazne zlepšil. V ére drevených guľových hlavíc boli príklady 3 alebo 4 výstuh v pozdĺžnom smere v úderovej ploche. To má tiež zlepšiť tuhosť nárazovej plochy.

Na jar roku 1997 však spoločnosť Maluman použila titánovú zliatinu SP-700 v „Titan Titanium“ na zoštíhlenie hrúbky steny udieracej gule, ohýbanie udieracej gule, riadenie deformácie gule, zabránenie strate energie a zvýšiť dosah letu. Ďalší rok iná spoločnosť zverejnila aj teóriu impedančného prispôsobenia, ktorá prináša rovnakú odrazovú silu na nárazovú plochu a prirodzené vibračné číslo nárazovej plochy je bližšie ku sférickej ploche. Energiu guľovej hlavy možno efektívne preniesť na loptičku a zlepšiť dosah letu. Tento produkt sa v tom čase dobre predával na trhu.

Jedno z golfových pravidiel stanovených R&A a USGA znie: "Dizajn by sa mal vyhýbať elastickému efektu, ktorý má negatívny vplyv na pohyb loptičky v mieste dopadu úderovej plochy."

Faktom však je, že dopadová guľa sa stenčuje, čím sa zväčšuje letový rozsah pružnosti. Ztenčovanie úderovej sféry väčšiny palíc spôsobuje vo svetovom golfovom priemysle veľké problémy.

Pred 2. aprílom 000 USGA zverejnila porušenie pravidiel golfu a v júni nahlásila porušenie palíc s koeficientom odrazu vyšším ako 0,830.

Na druhej strane, R&A, zástupca japonského golfového priemyslu, už v septembri nevyjadroval nádej na pravidlo elastického efektu a zverejnil: „Výsledky výskumu ukazujú, že súčasné golfové palice majú vyšší koeficient odrazu ako pôvodné kovové golfové palice. , ale zlepšenie letovej vzdialenosti nemá žiadny vplyv na golfovú hru."

V súčasnosti je situácia v golfovom priemysle vo svete taká, že koexistujú dva štandardy.

V Spojených štátoch sa nepoužívajú golfové palice, ktoré porušujú pravidlá, ale v Európe a Japonsku sa môžu používať aj takéto palice. Týmto spôsobom sú dnešné golfové palice v Japonsku stále tenké na úderovom povrchu, čo viedlo k vysokému odrazu úderu. V dobre známej ére rozkvetu titánu sa v takejto sférickej súťaži s vysokým odrazom objavilo mnoho nových zliatin titánu.

V máji 2002 však USGA a R&A náhle vydali jednotné vyhlásenie o koeficiente odrazu. Hlavné body obsahu sú: „Počas piatich rokov po 2003 je koeficient odrazu premenlivejší, pohybuje sa od 0,830 do 0.{5}} a od roku 2008 sa vrátil pod 0,830.“ . Náhle oznámenie spôsobilo, že sa výrobcovia golfov prepadli do oblakov.

Meno operátora Guľový materiál Guľový materiál Objem (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

Golfové štúdio E-era 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

Predaj Canon BUMP415 SP-700 6-4 415 98000

Vyhliadková skupina Wave C bat 390 SP-700 6-4 390 70000

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

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

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

Sybo Japan Kompresná pálka 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

Prehliadka 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

Voľný čas 360RS SP-700 6-4 360 70000

Projekt pre voľný čas 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 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

Magulega Mucktech námorníctvo2 380 Ti-9 6-4 380 55000

Prehliadka Mastar Aslo 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

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

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

Z tabuľky je zrejmé, že:

(1) V ére vysokej odolnosti je hlavná zliatina používaná na materiál guľôčok úplne odlišná od zliatiny používanej na materiál povrchu úderov. Najmä materiál nárazového povrchu používa vysoko pevnú vysokokvalitnú zliatinu titánu pre vozidlá.

(2) Materiály nárazových plôch sú väčšinou kované alebo valcované materiály, zatiaľ čo materiály guľôčok sú hlavne 6-4, čo sú v podstate presné odliatky, a ostatné sú kované materiály.

(3) SP-700 sa väčšinou používa na zasiahnutie povrchových materiálov, čo predstavuje 41 percent; Potom 15-5-3, čo predstavuje 22 percent .

(4) Relatívne nová zliatina SAT-2041 bola použitá v troch vzorkách a vyhliadky na budúci trh sú optimistické.

5. Nová zliatina pre materiál guľového kĺbu

V Japonsku rôzni výrobcovia titánu navrhujú nasledujúce nové zliatiny titánu pre materiály guľových kĺbov:

Kobe Steel

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

Zliatinový prvok tejto zliatiny tvorí iba 1 percento , podobne ako čistý titán, s nízkou cenou a pevnosťou ekvivalentnou zliatine 6-4, takže jej najväčšou výhodou je vysoký pomer výkonu a ceny. Je vhodný na teplé a horúce spracovanie, ktoré je porovnateľné s čistým titánom. Môže kovať krk a spodok guľovej hlavy.

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

Má rovnaké pevnostné charakteristiky ako 6-4 a jeho kovacie charakteristiky sú porovnateľné s vlastnosťami čistého titánu. Jeho rezný výkon je dvojnásobný v porovnaní so zliatinou 6-4 a jeho cena je lacnejšia ako 6-4. Môže sa použiť na zasiahnutie tváre, zadku a krku.

(3) KSTi-9(Ti-2Mo-1.6V-0.5Fe-4.5Al-0.3Si plus zliatina)

Podobne ako KSELF má podobné pevnostné charakteristiky s 6-4, vysokú ťažnosť za tepla a za studena a dobrú zvárateľnosť. Môže sa použiť na zasiahnutie tváre, zadku a krku.

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

vďaka tejto zliatine titánu typu B má vynikajúcu opracovateľnosť, jej hybnosť je vyššia ako hybnosť zliatiny s ultra vysokou pevnosťou 15-5-3-3 a jej pevnosť v ťahu je až 1550 MPa, čo môže byť použité ako povrchový materiál pre extrémne tenké údery loptu.

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

Je to vysokokvalitná zliatina titánu pre automobily, rovnaká ako 15-5-3, ale jej pevnosť je lepšia a zodpovedá jej elasticite. Je pravdepodobnejšie, že sa bude používať ako materiál na údery na povrch.

Špeciálna oceľ Datong

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

Má výbornú spracovateľnosť, vysokú pevnosť a vysokú elasticitu po ošetrení starnutím a je najvhodnejší na výrobu povrchových materiálov na odpaľovanie loptičiek.

(2) Bakula Titanium (DAT55GTi-15V-6Cr-4Al zliatina)

Ide o najnovšiu zliatinu vyvinutú špeciálne ako tenkostenný materiál úderovej plochy. Jeho sila a húževnatosť nie sú horšie ako zliatina 15-5-3. Očakáva sa zlepšenie koeficientu odrazu.

NKK

(1)SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe plus zliatina)

Ako už bolo spomenuté, táto zliatina je najpoužívanejším povrchovým materiálom v tohtoročných novinkách. Možno ju porovnať so zliatinou 15-3-3-3, ktorá sa bežne používa pri kovaní titánových guľôčkových tyčí. Je to najviac upokojujúca zliatina pre použitie s guľovou hlavou. Spracovateľnosť, pevnosť, húževnatosť, pocit loptičky a cena sú vynikajúce zliatiny titánu pre guľovú hlavu.

Sumitomo Metal

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

V poslednej dobe sa na povrchové materiály lopty používa množstvo nových zliatin. Majú výbornú spracovateľnosť za studena. Po správnom ošetrení starnutím môžu získať vysokú pevnosť a vysokú húževnatosť a majú dobrý zmysel pre údery.

Nippon Steel

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

Netreba dodávať, že dobrá spracovateľnosť, vynikajúca rovnováha medzi pevnosťou a húževnatosťou, pevnosť pri starnutí až do 1500 MPa, dúfame, že sa použije ako nová zliatina s tenkou stenou na nárazovom povrchu.

Aichi Steel

(1) Porézny čistý titán

Bol chválený pri použití existujúcej ľahkej netopierej hlavy a klinovej železnej netopierej hlavy. Prvý má jemný zmysel pre hru s loptou a druhý je zameraný na jeho otáčavosť. Aplikácia netopiera je témou budúcnosti.

6. Budúce potreby a nové materiály

Budúce náhradné materiály sú nasledovné:

(1) Amorfný kov

Je v páde, ktorý môže byť spôsobený nevyspelou technológiou. Základný amorfný kov sa vyznačuje vysokou pevnosťou, dobrou viskozitou, nízkou hrdzavosťou a nízkou hmotnosťou. A nízka hmotnosť je presne to, čo golfové palice chcú. V súčasnosti prebieha výskum amorfných kovov Al, Mg a Ti s ľahkou špecifickou hmotnosťou a vyhliadky sú optimistické.

(2) Intermetalická zlúčenina

Spomedzi intermetalických zlúčenín študovaných ako odolné tepelné materiály Ni3Al úspešne spracoval 90u fóliu a tiež sa očakáva, že TiAl sa stane materiálom tela alebo ventilu motora kozmickej lode. Existuje veľa štúdií a možnosť je vysoká.

(3) Zliatina s tvarovou pamäťou, super elastická zliatina

Má malý koeficient pružnosti, vysokú pevnosť, vynikajúcu odolnosť proti korózii, vysoký odrazový povrch a plnú možnosť.

(4) Nanotechnológia

Výskum na zlepšenie pevnosti a húževnatosti kovov bol čiastočne úspešný, nehovoriac o oblastiach, ktoré stoja za zmienku.

Nakoniec treba spomenúť, že trhová veľkosť golfových palíc v Japonsku je 123 miliárd jenov, vrátane 65,5 miliárd jenov drevených palíc, čo je asi 2,4 milióna kusov (odhad v roku 2001), čo predstavuje asi 70 percent.