Anwendung von Titan und Titanlegierungen im Golfkopf

Anwendung von Titan und Titanlegierungen im Golfkopf

 

1. Vorwort

Seit März 1990 hat die japanische Firma JOY zum ersten Mal weltweit Titan-Golfschläger verkauft, was den Auftakt für Titan-Golfschläger eröffnete. Die Zusammenarbeit zwischen JOY Company und Sichuan Railway sowie die Zusammenarbeit zwischen Shuiye und Mitsubishi Materials ermöglichte die Kommerzialisierung von Titan-Golfschlägern. Der Rutenkopf aus Sichuan-Eisen besteht aus einer Titanlegierung Ti-6Al-4V, die Oberseite und die Schlagfläche des Rutenkopfes aus Mitsubishi-Material bestehen aus Ti-6Al-4 V-Titanlegierung, Boden und Hals aus reinem Titan.

Dieses Dokument stellt kurz die Verwendung von Titan und Titanlegierungen für derzeit auf dem Markt verkaufte Golfschläger vor.

2. Entwicklung und Änderung des Golfschlägerkopfmaterials

Auch Golfschläger sind aus Holz. In diesem Artikel beziehen sie sich auf Nr. 1 Holzschläger (allgemein als Keulen bezeichnet), denn es gibt auch Schläger und Eisenschläger, die im flachen Kurs verwendet werden, was nicht bedeutet, dass hochpreisige Schläger aus Titanlegierung zwangsläufig verwendet werden . Um zu wissen, welcher der 14 auf dem Golfplatz eingesetzten Schläger die größte Flugreichweite hat, ist es selbstverständlich, die Ballgeschwindigkeit zu verbessern. Die Keulen sind lang und leicht zugleich. Es ist besser, wenn auch das Volumen des Schlägerkopfes groß ist. Insbesondere wenn das Gewicht des Kugelkopfs etwa 190 g und das Volumen des Kugelkopfs mehr als 300 ml beträgt, kann das spezifische Gewicht einfach als 190 ÷ 300=0,63 berechnet werden. Wenn das spezifische Gewicht darunter liegt, liegt die Aufprallkraft, wenn die Kugel mit der Kugel kollidiert, nahe bei 1 t. Solche Tests wurden viele Male durchgeführt, um die extrem harten Bedingungen zu verdeutlichen, aber das für den Kugelkopf verwendete Material hat seine eigenen Eigenschaften.

Kakibäume werden seit der Antike für Holzschläger verwendet, weil es das leichteste aller Hölzer ist, aber seine Festigkeit ist sehr hoch. An der Unterseite des Kugelkopfes wird eine Al-Platte verwendet, und an der Schlagfläche wird Harz verwendet. Um das Gewicht des Bodens anzupassen, wird Blei hinzugefügt. Das Gewicht des Kugelkopfs erreicht 200 g, das Volumen ist auf maximal 190 ml begrenzt, und die übliche Art liegt zwischen 170 und 180.

Japan entwickelte erstmals 1981 den Metall-Golfschlägerkopf (Dangan). Das Volumen ist 150 ml, kleiner als der Kaki-Kugelkopf, aber die Schlagrate ist sehr hoch. Dies liegt daran, dass er schneller fliegt als der Kaki-Ballschläger. Das Volumen beträgt 150 ml, was nicht so klein ist wie die Kaki-Fledermaus, aber auf dem Markt sehr beliebt ist. Seitdem ist die Ära der Metallkugelköpfe angebrochen. Hochfester Edelstahl – Präzisionsguss SUS431 wurde ursprünglich für das Kopfmaterial der Kugelstange verwendet. Zu dieser Zeit bestanden die Präzisionsgussteile für Kugelgelenke aus Eisen hauptsächlich aus SUS304 und SUS431, aber das hochfeste SUS431 war erfolgreich. Allerdings ließ die Reklamation aufgrund der konkaven Prallkugel nicht lange auf sich warten. Als Verantwortlicher für die Entwicklung von Dangan wurde entschieden, das verwendete Material durch SUS630 (17-4PH) zu ersetzen. Die Zugfestigkeit von SUS431 beträgt 840 MPa, während die Zugfestigkeit von SUS630 nur um 1.070 MPa erhöht wird, aber die Korrosionsbeständigkeit ist besser als die von SUS630, weshalb dies der Grund für den Austausch ist. Bald verschwand der SUS431-Kugelkopf vom Markt, und auch der SUS304-Kugelkopf ereilte das gleiche Schicksal. Lediglich der Kugelkopf SUS630 ist seit kurzem beliebt. Dies liegt daran, dass die Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Gießbarkeit und Kosten des Kugelkopfes gut sind. Wichtig ist, dass die Tiefe des Hochglanzpolierens, das fortgeschrittene Farbempfinden und die Oberflächenhärte hoch sind. Selbst wenn es einen kleinen Kratzer gibt, kann sein Glanz lange erhalten bleiben, daher ist es sehr gut für Golfköpfe geeignet. Aus dieser Sicht hat SUS630 als Golfballmaterial gute umfassende Eigenschaften und ist es wert, eine fortschrittliche Edelstahllegierung zu sein.

SUS630-Material als Golfschlägerkopf wird jedoch seit langem nicht mehr verwendet. Der größte Grund ist seine geringe Größe. Stattdessen wird der Carbon-Kugelkopf, der auf Graphitfaser basiert und dann mit Epoxidharz warmgeformt wird, CFK genannt, und seine innere Struktur ist hohl. Wie wir alle wissen, ist Graphitfaser extrem stark und leicht und eignet sich daher sehr gut für Kugelstangenmaterial. Das Volumen kann mehr als 200 ml betragen, und auch die Zubereitungsmethoden sind unterschiedlich. Es gibt auch horizontale Linien aus Graphitfasern, die auf der Oberfläche schwimmen, sowohl lange als auch kurze Fasern. Im harten Preiswettbewerb ist der Preis aufgrund seiner hervorragenden Leistung in Kombination mit der ABS-Harz-Kurzfaser und der Herstellung im Spritzgussverfahren natürlich überraschend günstig. Der Carbonstabkopf ist jedoch nicht zum Mainstream geworden, hauptsächlich weil die Standards für die Darstellung der Leistung von CFK nicht einheitlich sind und es schwierig ist, die Leistung des Produkts anhand des Erscheinungsbilds zu erkennen. Das Wichtigste für Verbraucher ist die Zuverlässigkeit des Produkts. In anderen Aspekten haben die Haltbarkeit der Oberfläche und die Kosten der Form bei der Herstellung dazu geführt, dass das Material nicht populär wurde.

Von Metall zu Carbon und von Metall zu Titanhitze, das ist ein Entwicklungsprozess von Golfschlägern. Der Schläger aus neuen Materialien wird wegen seiner hohen Trefferquote verwendet. Wenn gleichzeitig die Funktion des aus neuen Materialien hergestellten Schlägers verbessert werden soll, werden seine Kosten natürlich steigen. Aber es gibt den Leuten auch die Illusion, dass die Leistung von Golfschlägern mit hohen Preisen natürlich gut ist. Aluminium war Mitte der -1990er Jahre die Blütezeit von Aluminium, das den Wettbewerb um Volumen gewann. Dula-Aluminium (7075) wird als Kugelgelenkmaterial in der Anfangsphase der Aluminiumlegierung verwendet. Die Zugfestigkeit von 7075 T6 beträgt etwa 600 MPa, sodass es als Kugelstange mit höherer spezifischer Festigkeit angesehen werden kann. Aufgrund der Existenz von Titan weiß es jedoch nicht, wann es verschwinden wird. Tatsächlich haben Kugelgelenke aus Aluminiumlegierungen mehrere Höhen und Tiefen auf dem Markt erlebt. Der Hauptgrund, warum Aluminium nicht als Material für Kugelgelenke eingestuft werden kann, liegt in der Korrosionsbeständigkeit. Eine Oberflächenbehandlung muss durchgeführt werden. Die am besten geeignete Oberflächenbehandlung ist Eloxieren. Aufgrund seiner geringen Oberflächenhärte ist das Haltbarkeitsproblem jedoch schwer zu lösen.

Abschließend wird ein gutes Anwendungsbeispiel für Titan auf einem Kugelkopf aus Eisen vorgestellt. Das heißt, die Leistung des eisernen Kugelkopfes, der mit einer nur 3 mm dicken Titanplatte auf der Schlagfläche eingebettet ist, wurde durch die Verwendung einer geringen Menge Titan erheblich verbessert, und das Preis-Leistungs-Verhältnis ist ebenfalls gut.

3. Die Beziehung zwischen Funktion und Material des Golfschlägerkopfes

Je höher die Steifigkeit des Kugelkopfes, desto besser die Flugreichweite des Schlägers. Dies ist der gesunde Menschenverstand der Kaki-Fledermaus-Ära. Die Schlagfläche von Persimmon ist in ein tischförmiges Harz eingebettet, das als Kugeleinsatz bezeichnet wird. Um die Verstärkung und Haltbarkeit des Ballaufprallteils zu verbessern, hat sich das Material allmählich zu Papierfasern, ABS-Harz und CFK entwickelt. Im Zeitalter der hohen Härte und Steifigkeit der CFK-Einbettung wurde die Flugreichweite stark verbessert. In der Ära der Holzkugelköpfe gab es Beispiele von 3 oder 4 Verstärkungen in Längsrichtung in der Schlagfläche. Dies dient auch dazu, die Steifigkeit der Schlagfläche zu verbessern.

Aber im Frühjahr 1997 verwendete Maluman Company SP-700-Titanlegierung in "Titan Titanium", um die Wandstärke der Schlagkugel dünner zu machen, die Schlagkugel zu biegen, die Verformung des Balls zu kontrollieren, Energieverlust zu verhindern und die Flugreichweite erhöhen. Im nächsten Jahr veröffentlichte ein anderes Unternehmen auch die Impedanzanpassungstheorie, die die gleiche Rückprallkraft auf die Schlagfläche bringt und die Eigenschwingungszahl der Schlagfläche näher an der sphärischen Oberfläche liegt. Die Energie des Kugelkopfes kann effektiv auf den Ball übertragen und die Flugreichweite verbessert werden. Dieses Produkt verkaufte sich damals gut auf dem Markt.

Eine der von R&A und USGA festgelegten Golfregeln lautet: "Das Design sollte den elastischen Effekt vermeiden, der sich am Aufprallpunkt der Schlagfläche negativ auf die Bewegung des Balls auswirkt."

Tatsache ist jedoch, dass die Schlagkugel dünner wird, was die Flugreichweite der Elastizität erhöht. Die Ausdünnung des Schlagbereichs der meisten Schläger verursacht große Probleme in der weltweiten Golfindustrie.

Vor dem 2. April 000 veröffentlichte die USGA einen Verstoß gegen Golfregeln und im Juni meldete sie einen Verstoß gegen Schläger mit einem Rückprallkoeffizienten von mehr als 0,830.

Auf der anderen Seite äußerte R&A, der Vertreter der japanischen Golfindustrie, im September keine Hoffnung mehr auf die elastische Wirkungsregel und veröffentlichte: „Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die aktuellen Golfschläger einen höheren Rückprallkoeffizienten haben als die ursprünglichen Golfschläger aus Metall , aber die Verbesserung der Flugdistanz hat keinen Einfluss auf das Golfspiel."

Derzeit ist die Situation in der Golfindustrie weltweit so, dass zwei Standards nebeneinander bestehen.

In den Vereinigten Staaten werden Golfschläger, die gegen die Regeln verstoßen, nicht verwendet, aber in Europa und Japan können solche Schläger auch verwendet werden. Auf diese Weise sind die heutigen Golfschläger in Japan immer noch dünn auf der Schlagfläche, was zu einer hohen Abprallhitze geführt hat. In der bekannten Ära der Blütezeit von Titan sind viele neue Titanlegierungen in einem solchen sphärischen Wettbewerb mit hohem Rückprall entstanden.

Aber am 2. Mai002 gaben USGA und R&A plötzlich eine einheitliche Erklärung zum Rebound-Koeffizienten heraus. Die Hauptpunkte des Inhalts sind: "In den fünf Jahren nach 2003 ist der Rebound-Koeffizient variabler und reicht von 0,830 bis 0,860 und hat sich seit 2008 auf unter 0,830 erholt." . Die plötzliche Ankündigung ließ die Golfhersteller in eine Wolke fallen.

Name der Fledermaus des Bedieners Sphärisches Material Sphärisches Material Volumen (ml) Preis (Yen)

Akilaprigutac Akilavintedge-Modell 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 Titan 6-4 400 0P

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

Casca DD4 SP-700 6-4 400 85000

Canon Vertrieb BUMP415 SP-700 6-4 415 98000

Besichtigungsgruppe Wave C bat 390 SP-700 6-4 390 70000

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

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

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

Sybo Japan Sybo Kompressionsschläger SP-700 6-4 410 OP

Seiko ist Werft T{{0}}FA 0.5 15-5-3 15-3-3-3 320 95000

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

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

Dahe Onofu-Tour 15-5-4-4 6-4 320350 77000

Danlof New Zegushio SP-700 6-4 350 80000

Danlof Eliduson W201 SP-700 6-4 303 OP

Freizeit 360RS SP-700 6-4 360 70000

Freizeitprojekt 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 SA-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 Wohnmobil-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

Mastar-Astlo-Tour 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 Geheimnis 01 DAT51 KS-100 340 75000

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

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

Aus der Tabelle ist ersichtlich:

(1) Im Zeitalter der hohen Belastbarkeit unterscheidet sich die Hauptlegierung, die für das Ballmaterial verwendet wird, vollständig von der für das Schlagflächenmaterial verwendeten. Insbesondere das Schlagflächenmaterial verwendet eine hochfeste, hochwertige Titanlegierung für Fahrzeuge.

(2) Die Schlagflächenmaterialien sind meistens geschmiedete oder gewalzte Materialien, während die Kugelmaterialien hauptsächlich 6-4 sind, die im Grunde Präzisionsgussteile sind, und die anderen geschmiedeten Materialien.

(3) SP-700 wird hauptsächlich zum Schlagen von Oberflächenmaterialien verwendet und macht 41 Prozent aus; Dann 15-5-3, was 22 Prozent ausmacht .

(4) Die relativ neue Legierung SAT-2041 wurde in drei Proben verwendet, und die zukünftigen Marktaussichten sind optimistisch.

5. Neue Legierung für Kugelgelenkmaterial

In Japan schlagen verschiedene Titanhersteller die folgenden neuen Titanlegierungen für Kugelgelenkmaterialien vor:

Kobe Stahl

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

Das Legierungselement dieser Legierung beträgt nur 1 Prozent, ähnlich wie reines Titan, mit niedrigen Kosten und einer Festigkeit, die der 6-4-Legierung entspricht, so dass ihr hohes Leistungs-Preis-Verhältnis ihr größtes Merkmal ist. Es eignet sich zur Warm- und Heißbearbeitung, vergleichbar mit reinem Titan. Es kann den Hals und die Unterseite des Kugelkopfes schmieden.

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

Es hat die gleichen Festigkeitseigenschaften wie 6-4 und seine Schmiedeeigenschaften sind mit denen von reinem Titan vergleichbar. Seine Schneidleistung ist doppelt so hoch wie die von 6-4-Legierung und seine Kosten sind günstiger als bei 6-4. Es kann zum Schlagen von Gesicht, Gesäß und Hals verwendet werden.

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

Ähnlich wie KSELF hat es ähnliche Festigkeitseigenschaften mit 6-4, hohe Warm- und Kaltduktilität und gute Schweißbarkeit. Es kann zum Schlagen von Gesicht, Gesäß und Hals verwendet werden.

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

Aufgrund dieser Titanlegierung vom Typ B weist sie eine hervorragende Bearbeitbarkeit auf, ihr Impuls ist höher als der der ultrahochfesten Legierung 15-5-3-3 und ihre Zugfestigkeit beträgt bis zu 1550 MPa, was als Oberflächenmaterial für extrem dünne Schläge verwendet werden kann Ball.

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

Es ist eine hochwertige Titanlegierung für Automobile, genau wie 15-5-3, aber seine Festigkeit ist besser und passt zu seiner Elastizität. Es wird eher als Schlagflächenmaterial verwendet.

Datong-Spezialstahl

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

Es hat eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, hohe Festigkeit und hohe Elastizität nach der Alterungsbehandlung und eignet sich am besten zur Herstellung von Oberflächenmaterialien zum Schlagen von Bällen.

(2) Bakula-Titan (DAT55GTi-15V-6Cr-4Al-Legierung)

Es ist die neueste Legierung, die speziell als dünnwandiges Material der Schlagfläche entwickelt wurde. Seine Festigkeit und Zähigkeit sind der 15-5-3-Legierung nicht unterlegen. Es wird erwartet, dass der Rückprallkoeffizient verbessert wird.

NKK

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

Wie bereits erwähnt, ist diese Legierung das am häufigsten verwendete Oberflächenmaterial bei den diesjährigen Produktneuheiten. Es kann mit der 15-3-3-3-Legierung verglichen werden, die häufig zum Schmieden von Titankugelstangen verwendet wird. Es ist die beruhigendste Legierung für die Verwendung mit Kugelköpfen. Verarbeitbarkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Ballgefühl und Kosten sind ausgezeichnete Titanlegierungen für Kugelköpfe.

Sumitomo-Metall

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

In letzter Zeit wurden viele neue Legierungen für die Oberflächenmaterialien des Balls verwendet. Sie haben eine ausgezeichnete Kaltumformbarkeit. Nach der richtigen Alterungsbehandlung können sie eine hohe Festigkeit und Zähigkeit erreichen und ein gutes Schlaggefühl haben.

Nippon-Stahl

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

Unnötig zu erwähnen, dass gute Bearbeitbarkeit, hervorragende Ausgewogenheit zwischen Festigkeit und Zähigkeit, Alterungsbehandlungsfestigkeit bis zu 1500 MPa, hoffen, als neue Legierung mit dünner Wand auf der Schlagfläche verwendet zu werden.

Aichi Stahl

(1) Poröses reines Titan

Es wurde für die Verwendung des vorhandenen leichten Schlägerkopfes und des Keileisenschlägerkopfes gelobt. Ersteres hat ein weiches Ballgefühl, letzteres zielt auf seine Drehbarkeit ab. Die Anwendung der Fledermaus ist ein Zukunftsthema.

6. Zukünftiger Bedarf und neue Materialien

Zukünftige Ersatzmaterialien sind wie folgt:

(1) Amorphes Metall

Es war in einem Niedergang, der durch unausgereifte Technologie verursacht werden kann. Das basische amorphe Metall zeichnet sich durch hohe Festigkeit, gute Viskosität, geringe Rostbildung und geringes Gewicht aus. Und das geringe Gewicht ist genau das, was Golfschläger wollen. Gegenwärtig ist die Erforschung von amorphen Al-, Mg- und Ti-Metallen mit geringem spezifischem Gewicht im Gange, und die Aussichten sind optimistisch.

(2) Intermetallische Verbindung

Unter den intermetallischen Verbindungen, die als langlebige thermische Materialien untersucht wurden, hat Ni3Al erfolgreich 90u-Folie verarbeitet, und es wird erwartet, dass TiAl auch das Gehäuse- oder Motorventilmaterial des Raumfahrzeugs wird. Es gibt viele Studien, und die Wahrscheinlichkeit ist hoch.

(3) Formgedächtnislegierung, superelastische Legierung

Es hat einen kleinen Elastizitätskoeffizienten, eine hohe Festigkeit, eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, eine Schlagfläche mit hohem Rückprall und volle Möglichkeiten.

(4) Nanotechnologie

Die Forschung zur Verbesserung der Festigkeit und Zähigkeit von Metallen war teilweise erfolgreich, ganz zu schweigen von bemerkenswerten Bereichen.

Abschließend sei erwähnt, dass die Marktgröße von Golfschlägern in Japan 123 Milliarden Yen beträgt, davon 65,5 Milliarden Yen Holzschläger, etwa 2,4 Millionen Stück (geschätzt 2001), was etwa 70 Prozent entspricht.