Titano ir titano lydinio panaudojimas golfo galvutėje

Titano ir titano lydinio panaudojimas golfo galvutėje

 

1. Pratarmė

Nuo 1990 m. kovo mėn. Japonijos kompanija JOY pirmą kartą pasaulyje pardavinėjo titano golfo lazdas, o tai atvėrė titano golfo lazdų preliudiją. „JOY Company“ ir „Sichuan Railway“ bendradarbiavimas bei „Shuiye“ ir „Mitsubishi Materials“ bendradarbiavimas leido komercializuoti titano golfo lazdas. Sichuan Iron strypo galvutė pagaminta iš Ti-6Al-4V titano lydinio, Mitsubishi medžiagos strypo galvutės viršus ir smūginis paviršius pagaminti iš Ti-6Al-4 V titano lydinys, o dugnas ir kaklas pagaminti iš gryno titano.

Šiame darbe trumpai pristatomas titano ir titano lydinio naudojimas golfo lazdoms, kurios šiuo metu parduodamos rinkoje.

2. Golfo lazdos galvutės medžiagos kūrimas ir keitimas

Golfo lazdos taip pat gaminamos iš medžio. Šiame straipsnyje jie nurodo # 1 medinius pagalius (dažniausiai vadinamus pagaliukais), nes be to, yra ir plokštumoje naudojami pagaliai ir geležiniai pagaliai, o tai nereiškia, kad neišvengiamai bus naudojami brangūs titano lydinio pagaliai. . Norint sužinoti, kuris iš 14 golfo aikštyne naudojamų lazdų turi didžiausią skrydžio atstumą, natūralu gerinti kamuoliuko greitį. Klubai yra ilgi ir lengvi tuo pačiu metu. Geriau, kad ir klubo galvos apimtis būtų didelė. Tiksliau, jei rutulinės galvutės svoris yra apie 190 g, o rutulinės galvutės tūris didesnis nei 300 ml, savitąjį svorį galima tiesiog apskaičiuoti kaip 190 ÷ 300=0.63. Kai savitasis sunkis yra mažesnis už tai, smūgio jėga, kai kamuolys atsitrenkia į rutulį, yra artima 1t. Tokie bandymai buvo atlikti ne kartą, siekiant išsiaiškinti itin atšiaurias sąlygas, tačiau medžiaga, naudojama rutulinei galvutei, turi savo ypatybes.

Persimonai mediniam šikšnosparniui buvo naudojami nuo seno, nes jis yra lengviausias iš visų medienos, tačiau jo tvirtumas yra labai didelis. Rutulinės galvutės apačioje naudojama Al plokštė, o smūgio paviršiuje naudojama derva. Norint reguliuoti dugno svorį, į jį dedama švino. Rutulinės galvutės svoris siekia 200 g, tūris ribojamas iki 190 ml, o įprastas tipas yra nuo 170 iki 180.

Japonija pirmą kartą sukūrė metalinę golfo lazdos galvutę (dangan) 1981 m. Tūris yra 150 ml, mažesnis nei persimono kamuoliuko galvutė, tačiau smūgiavimo dažnis yra labai didelis. Taip yra todėl, kad jis skrenda greičiau nei persimonų kamuoliukas. Tūris yra 150 ml, tai nėra toks mažas, kaip persimono šikšnosparnis, tačiau jis yra labai populiarus rinkoje. Nuo tada atėjo metalinių rutulinių galvučių era. Didelio stiprumo nerūdijantis plienas – rutulinio strypo galvutės medžiagai iš pradžių buvo naudojamas tikslus SUS431 liejimas. Tuo metu tikslūs geležinių rutulinių jungčių liejiniai daugiausia buvo SUS304 ir SUS431, tačiau didelio stiprumo SUS431 buvo sėkmingas. Tačiau neilgai trukus buvo pareikšta pretenzija dėl įgaubtos smūgio sferos. Kaip atsakingas asmuo už Dangan kūrimą, buvo nuspręsta panaudotą medžiagą pakeisti SUS630 (17-4PH). SUS431 tempiamasis stipris yra 840 MPa, o SUS630 atsparumas tempimui padidintas tik 1,070 MPa, tačiau atsparumas korozijai yra geresnis nei SUS630, todėl tai yra pakeitimo priežastis. Netrukus SUS431 rutulinė galvutė dingo iš rinkos, o SUS304 rutulinė galvutė taip pat sulaukė tokio pat likimo. Tik SUS630 rutulinė galvutė buvo populiari trumpą laiką. Taip yra todėl, kad rutulinės galvutės stiprumas, atsparumas korozijai, išliejamumas ir kaina yra geri. Svarbu, kad jo veidrodinio poliravimo gylis, pažangus spalvos pojūtis ir paviršiaus kietumas būtų aukšti. Net jei yra nedidelis įbrėžimas, jo blizgesys gali išlaikyti ilgą laiką, todėl labai tinka golfo galvutei. Šiuo požiūriu SUS630, kaip golfo kamuoliuko medžiaga, pasižymi geromis visapusiškomis savybėmis ir yra vertas pažangaus nerūdijančio plieno lydinio.

Tačiau SUS630 medžiaga kaip golfo lazdos galvutė nebuvo prižiūrima ilgą laiką. Didžiausia priežastis – mažas dydis. Vietoj to, anglies rutulinė galvutė, pagaminta iš grafito pluošto ir karštai suformuota su epoksidine derva, vadinama CFRP, o jos vidinė struktūra yra tuščiavidurė. Kaip visi žinome, grafito pluoštas yra itin tvirtas ir lengvas, todėl labai tinka rutulinio strypo medžiagai. Tūris gali būti didesnis nei 200 ml, skiriasi ir paruošimo būdai. Taip pat paviršiuje plūduriuoja horizontalios grafito pluoštų linijos, tiek ilgų, tiek trumpų pluoštų. Aršioje kainų konkurencijoje dėl puikių eksploatacinių savybių, derinamo su ABS dervos trumpu pluoštu ir gali būti gaminamas liejimo būdu, jo kaina natūraliai yra stebėtinai pigi. Tačiau anglies strypo galvutė netapo pagrindine, daugiausia dėl to, kad CFRP našumo rodymo standartai nėra vienodi, o gaminio veikimą sunku pamatyti iš išvaizdos. Vartotojams svarbiausia – prekės patikimumas. Kitais aspektais, dėl paviršiaus ilgaamžiškumo ir pelėsių gamybos sąnaudų, medžiaga netapo populiari.

Nuo metalo iki anglies ir nuo metalo iki titano šilumos – tai golfo lazdų kūrimo procesas. Iš naujų medžiagų pagamintas šikšnosparnis naudojamas dėl didelio smūgiavimo greičio. Tuo pačiu, jei norima pagerinti iš naujų medžiagų pagaminto šikšnosparnio funkciją, jo kaina savaime kils. Tačiau tai taip pat sukuria žmonėms iliuziją, kad golfo lazdos, kurių kainos yra didelės, yra natūraliai geros. Aliuminis viduryje-1990 buvo aliuminio klestėjimas, kuris laimėjo konkursą dėl tūrio. Dula aliuminis (7075) naudojamas kaip rutulinių jungčių medžiaga pradiniame aliuminio lydinio etape. 7075 T6 tempiamasis stipris yra apie 600 MPa, todėl jį galima laikyti rutuliniu strypu, turinčiu didesnį specifinį stiprumą. Tačiau dėl titano egzistavimo nežinia, kada jis išnyks. Tiesą sakant, aliuminio lydinio rutulinės jungtys rinkoje patyrė keletą pakilimų ir nuosmukių. Pagrindinė priežastis, kodėl aliuminio negalima priskirti rutulinių jungčių medžiagai, yra atsparumas korozijai. Būtina atlikti paviršiaus apdorojimą. Tinkamiausias paviršiaus apdorojimas yra anodavimas. Tačiau dėl mažo paviršiaus kietumo ilgaamžiškumo problemą sunku išspręsti.

Galiausiai pristatomas geras titano panaudojimo ant geležinės rutulinės galvutės pavyzdys. Tai yra, geležinės rutulinės galvutės, įterptos tik 3 mm storio titano plokšte ant smūgio paviršiaus, našumas labai pagerėjo, nes buvo naudojamas nedidelis titano kiekis, o jos našumo ir kainos santykis taip pat yra geras.

3. Santykis tarp golfo lazdos galvutės funkcijos ir medžiagos

Kuo didesnis rutulio galvutės standumas, tuo geresnis lazdos skrydžio nuotolis. Tai yra sveikas persimonų šikšnosparnių eros protas. Persimono smūgio paviršius yra įterptas stalo formos derva, vadinama sferiniu įdėklu. Siekiant pagerinti rutulinio smūgio dalies sutvirtinimą ir ilgaamžiškumą, medžiaga palaipsniui virto popieriaus pluoštu, ABS derva ir CFRP. Didelio CFRP įterpimo kietumo ir standumo eroje skrydžio diapazonas buvo labai patobulintas. Medinių rutulinių galvučių epochoje buvo 3 ar 4 sutvirtinimo pavyzdžiai išilgine smūgio paviršiaus kryptimi. Taip pat siekiama pagerinti smūgio paviršiaus standumą.

Tačiau 1997 m. pavasarį Maluman Company panaudojo SP-700 titano lydinį „Titan Titanium“, kad smūginės sferos sienelės storis būtų plonesnis, sulenktų smūgio sferą, kontroliuotų rutulio deformaciją, išvengtų energijos praradimo ir padidinti skrydžio diapazoną. Kitais metais kita įmonė taip pat paskelbė impedanso atitikimo teoriją, kuri atneša tą pačią atmušimo jėgą į smūgio paviršių, o smūgio paviršiaus natūralios vibracijos skaičius yra arčiau sferinio paviršiaus. Rutulio galvutės energija gali būti efektyviai perkelta į rutulį, o skrydžio nuotolis gali būti pagerintas. Šis produktas tuo metu buvo gerai parduodamas rinkoje.

Viena iš golfo taisyklių, nustatytų R&A ir USGA, yra tokia: „Dizainas turi vengti elastingumo, kuris neigiamai veikia kamuoliuko judėjimą smūgio paviršiaus taške“.

Tačiau faktas yra tas, kad smūgio rutulys yra plonesnis, o tai padidina elastingumo skrydžio diapazoną. Daugumos klubų smūgio sferos retėjimas sukelia didelių problemų pasaulio golfo pramonėje.

Iki balandžio 2 000 d. USGA paskelbė apie golfo taisyklių pažeidimą, o birželį pranešė apie lazdų, kurių atmušimo koeficientas didesnis nei 0,830, pažeidimą.

Kita vertus, Japonijos golfo pramonės atstovas R&A rugsėjį nebeišreiškė vilčių dėl elastingo efekto taisyklės ir paskelbė „Tyrimo rezultatai rodo, kad dabartinės golfo lazdos turi didesnį atšokimo koeficientą nei pradinės metalinės golfo lazdos. , tačiau skrydžio atstumo pagerinimas golfo žaidimui įtakos neturi.

Šiuo metu golfo pramonės padėtis pasaulyje yra tokia, kad egzistuoja du standartai.

Jungtinėse Amerikos Valstijose taisykles pažeidžiančios golfo lazdos nenaudojamos, tačiau Europoje ir Japonijoje tokias lazdas taip pat galima naudoti. Tokiu būdu šiandieniniai golfo lazdos Japonijoje vis dar yra ploni smūgio paviršiuje, o tai lėmė aukštą atšokusių smūgių karštį. Gerai žinomoje titano klestėjimo eroje tokioje didelio atšokimo sferinėje konkurencijoje atsirado daug naujų titano lydinių.

Tačiau gegužės 2 d. 002 USGA ir R&A staiga paskelbė bendrą deklaraciją dėl atšokimo koeficiento. Pagrindiniai turinio punktai yra šie: „Per penkerius metus po 2003 atšokimo koeficientas yra įvairesnis – nuo ​​0,830 iki 0.{5}}, o nuo 2008 m. atsigavo iki mažesnio nei 0,830“ . Staigus pranešimas privertė golfo gamintojus pakliūti į debesį.

Operatoriaus šikšnosparnio pavadinimas Sferinė medžiaga Sferinė medžiaga Tūris (ml) Kaina (jena)

Akilaprigutac Akilavintedge modelis 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-eros golfo studija 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“ pardavimo BUMP415 SP-700 6-4 415 98000

Ekskursijos grupė Wave C bat 390 SP-700 6-4 390 70000

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

Salomon & Tela pagamino 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 suspaudimo lazdelė SP-700 6-4 410 OP

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

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

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

Dahe Onofu turas 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

Laisvalaikis 360RS SP-700 6-4 360 70000

Laisvalaikio projektas 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 Ti{0}}Ti 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 navy{0}} 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 Mystery 01 DAT51 KS-100 340 75000

„Hengbin“ guma TR-X 15-5-3 15-3-3-3 350 83000

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

Iš lentelės matyti, kad:

(1) Didelio atsparumo eroje pagrindinis lydinys, naudojamas rutulinei medžiagai, visiškai skiriasi nuo naudojamo smūgio paviršiaus medžiagai. Visų pirma, susidūrimo paviršiaus medžiagoje naudojamas didelio stiprumo aukštos kokybės titano lydinys, skirtas transporto priemonėms.

(2) Smūgio paviršiaus medžiagos dažniausiai yra kaltinės arba valcuotos medžiagos, o rutulinės medžiagos daugiausia yra 6-4, kurios iš esmės yra preciziniai liejiniai, o kitos yra kaltinės medžiagos.

(3) SP-700 dažniausiai naudojamas paviršiaus medžiagoms daužyti, tai sudaro 41 proc.; Tada 15-5-3, tai sudaro 22 proc.

(4) Santykinai naujas lydinys SAT-2041 buvo naudojamas trijuose pavyzdžiuose, o ateities rinkos perspektyvos yra optimistinės.

5. Naujas lydinys rutulinių jungčių medžiagai

Japonijoje įvairūs titano gamintojai rutulinių jungčių medžiagoms siūlo šiuos naujus titano lydinius:

Kobe plieno

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

Šio lydinio lydinio elementas yra tik 1 procentas, panašus į gryną titaną, jo kaina ir stiprumas yra mažos, prilygsta 6-4 lydiniui, todėl jo aukštas našumo ir kainos santykis yra didžiausia jo savybė. Jis tinka šiltam ir karštam apdirbimui, kuris yra panašus į gryną titaną. Jis gali sukalti rutulinės galvutės kaklą ir apačią.

(2) KSELF(Ti-4.5Al-4Cr-0.5Fe-0.2C ir lydinys)

Jis pasižymi tokiomis pat stiprumo charakteristikomis kaip ir 6-4, o kalimo charakteristikos yra panašios į gryno titano savybes. Jo pjovimo našumas yra dvigubai didesnis nei 6-4 lydinio, o jo kaina yra pigesnė nei 6-4. Jis gali būti naudojamas smūgiams į veidą, dugną ir kaklą.

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

Panašiai kaip ir KSELF, jis pasižymi panašiomis stiprumo charakteristikomis: 6-4, didelis plastiškumas karštam ir šaltam bei geras suvirinamumas. Jis gali būti naudojamas smūgiams į veidą, dugną ir kaklą.

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

dėl šio B tipo titano lydinio yra puikus apdirbamumas, jo impulsas yra didesnis nei ypač didelio stiprumo lydinio 15-5-3-3, o tempiamasis stipris yra iki 1550 MPa, todėl jį galima naudoti kaip paviršiaus medžiagą ypač plonam smūgiui. kamuolys.

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

Tai yra aukštos kokybės titano lydinys, skirtas automobiliams, toks pat kaip 15-5-3, tačiau jo stiprumas yra geresnis ir atitinka elastingumą. Labiau tikėtina, kad jis bus naudojamas kaip smūgio paviršiaus medžiaga.

Datongo specialus plienas

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

Jis pasižymi puikiu apdirbamumu, dideliu stiprumu ir dideliu elastingumu po senėjimo apdorojimo ir labiausiai tinka gaminant paviršiaus medžiagas, skirtas kamuoliukų smūgiams.

(2) Bakula titanas (DAT55GTi-15V-6Cr-4Al lydinys)

Tai naujausias lydinys, sukurtas ypač kaip plonos sienelės medžiaga, skirta smūgio paviršiui. Jo stiprumas ir kietumas nėra prastesni už 15-5-3 lydinį. Tikimasi, kad tai pagerins atkovoto kamuolio koeficientą.

NKK

(1)SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe ir lydinys)

Kaip minėta anksčiau, šis lydinys yra plačiausiai naudojama paviršiaus medžiaga šių metų naujuose gaminiuose. Jį galima palyginti su 15-3-3-3 lydiniu, plačiai naudojamu kaliant titano rutulinius strypus. Tai labiausiai patikinantis lydinys, skirtas naudoti rutuline galvute. Apdorojamumas, stiprumas, kietumas, rutulio jausmas ir kaina yra puikūs titano lydiniai, skirti rutulinei galvutei.

Sumitomo metalas

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

Pastaruoju metu rutulio paviršiaus medžiagoms panaudota daug naujų lydinių. Jie turi puikų apdirbamumą šaltai. Tinkamai apdorojus senėjimą, jie gali įgyti didelį stiprumą ir tvirtumą bei turėti gerą smūgio pojūtį.

Nippon plieno

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

Nereikia nė sakyti, kad geras apdirbamumas, puikus stiprumo ir kietumo balansas, senėjimo atsparumas iki 1500 MPa, tikimasi, kad bus naudojamas kaip naujas lydinys su plona sienele ant smūgio paviršiaus.

Aichi plienas

(1) Porėtas grynas titanas

Jis buvo giriamas naudojant esamą lengvą šikšnosparnio galvutę ir pleištinę geležinę šikšnosparnio galvutę. Pirmasis turi minkštą žaidimo kamuolį, o antrasis skirtas jo sukimuisi. Šikšnosparnio pritaikymas yra ateities tema.

6. Ateities poreikiai ir naujos medžiagos

Būsimos pakaitinės medžiagos yra šios:

(1) Amorfinis metalas

Ji patyrė nuosmukį, kurį gali lemti nesubrendusios technologijos. Pagrindinis amorfinis metalas pasižymi dideliu stiprumu, geru klampumu, mažu rūdijimu ir lengvu svoriu. Lengvas svoris yra būtent tai, ko nori golfo lazdos. Šiuo metu atliekami lengvo savitojo svorio amorfinių metalų Al, Mg ir Ti tyrimai, perspektyva nuteikia optimistiškai.

(2) Intermetalinis junginys

Tarp metalinių junginių, tirtų kaip patvarios šiluminės medžiagos, Ni3Al sėkmingai apdirbo 90u foliją, o TiAl taip pat turėtų tapti erdvėlaivio korpuso arba variklio vožtuvų medžiaga. Yra daug tyrimų, o tikimybė yra didelė.

(3) Formos atminties lydinys, itin elastingas lydinys

Jis turi mažą elastingumo koeficientą, didelį stiprumą, puikų atsparumą korozijai, aukštą smūgio paviršių ir visišką galimybę.

(4) Nanotechnologijos

Metalų stiprumo ir kietumo didinimo tyrimai buvo iš dalies sėkmingi, jau nekalbant apie vertas dėmesio sritis.

Galiausiai reikia paminėti, kad golfo lazdų rinkos dydis Japonijoje yra 123 milijardai jenų, įskaitant 65,5 milijardo jenų medinių lazdų, apie 2,4 milijono vienetų (2001 m.), o tai sudaro apie 70 procentų.