Titaanin ja titaaniseoksen käyttö golfpäässä

Titaanin ja titaaniseoksen käyttö golfpäässä

 

1. Esipuhe

Japanilainen JOY Company on maaliskuusta 1990 lähtien myynyt ensimmäistä kertaa maailmassa titaanisia golfmailoja, mikä on avannut titaanisten golfmailojen alkusoittoa. JOY Companyn ja Sichuan Railwayn sekä Shuiyen ja Mitsubishi Materialsin yhteistyö mahdollisti titaanisten golfmailojen kaupallistamisen. Sichuan Ironin sauvan pää on valmistettu Ti-6Al-4V-titaaniseoksesta, Mitsubishi-materiaalista olevan sauvan pää ja iskupinta on valmistettu Ti-6Al-4 V-titaaniseos, ja pohja ja kaula on valmistettu puhtaasta titaanista.

Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti titaanin ja titaaniseoksen käyttöä markkinoilla tällä hetkellä myytävissä golfmailoissa.

2. Golfmailan pään materiaalin kehittäminen ja vaihto

Myös golfmailat valmistetaan puusta. Tässä artikkelissa he viittaavat # 1 puumailoihin (kutsutaan yleisesti mailoiksi), koska lisäksi tasaisella radalla käytetään myös mailoja ja rautamailoja, mikä ei tarkoita sitä, että kalliita titaaniseosmailoja käytettäisiin väistämättä. . Jotta tiedetään, millä golfkentällä käytetyistä 14 mailasta on suurin lentoetäisyys, on luonnollista parantaa pallon nopeutta. Mailat ovat yhtä aikaa pitkiä ja kevyitä. On parempi, että myös mailan pään volyymi on suuri. Erityisesti, jos kuulapään paino on noin 190 g ja kuulapään tilavuus on yli 300 ml, ominaispaino voidaan yksinkertaisesti laskea 190 ÷ 300=0.63. Kun ominaispaino on tätä pienempi, iskuvoima pallon törmääessä palloon on lähellä 1t. Tällaisia ​​testejä on tehty useita kertoja äärimmäisen ankarien olosuhteiden selvittämiseksi, mutta kuulapäässä käytetyllä materiaalilla on omat ominaisuutensa.

Persimmon puita on käytetty puulepakkona antiikin ajoista lähtien, koska se on kevyin puusta, mutta sen lujuus on erittäin korkea. Kuulapään alaosassa käytetään Al-levyä ja iskupinnassa hartsia. Pohjan painon säätämiseksi siihen lisätään lyijyä. Kuulapään paino saavuttaa 200 g, tilavuus on rajoitettu enintään 190 ml:aan ja yleinen tyyppi on 170-180.

Japani kehitti ensimmäisen kerran metallisen golfmailan pään (dangan) vuonna 1981. Tilavuus on 150 ml, pienempi kuin kakipallon pää, mutta lyöntinopeus on erittäin korkea. Tämä johtuu siitä, että se lentää nopeammin kuin kakipallomaila. Tilavuus on 150 ml, mikä ei ole niin pieni kuin kakilepakko, mutta se on erittäin suosittu markkinoilla. Siitä lähtien metallikuulapään aikakausi on tullut. Erittäin luja ruostumaton teräs - SUS431-tarkkuusvalua käytettiin alun perin kuulatangon päämateriaalina. Rautapallonivelten tarkkuusvalut olivat tuolloin pääosin SUS304 ja SUS431, mutta erittäin luja SUS431 onnistui. Ei kuitenkaan kestänyt kauan, kun vaatimus koveran iskupallon vuoksi esitettiin. Danganin kehittämisestä vastaavana henkilönä päätettiin korvata käytetty materiaali SUS630:lla (17-4PH). SUS431:n vetolujuus on 840 MPa, kun taas SUS630:n vetolujuutta on kasvatettu vain 1,070 MPa, mutta korroosionkestävyys on parempi kuin SUS630, joten tämä on syy vaihtoon. Pian SUS431 kuulapää katosi markkinoilta ja myös SUS304 kuulapää koki saman kohtalon. Vain SUS630 kuulapää on ollut suosittu lyhyen aikaa. Tämä johtuu siitä, että kuulapään lujuus, korroosionkestävyys, valuvuus ja hinta ovat hyvät. Tärkeää on, että sen peilikiillotuksen syvyys, edistynyt väritaju ja pinnan kovuus ovat korkeat. Pienestä naarmusta huolimatta sen kiilto säilyy pitkään, joten se sopii hyvin golfpäähän. Tästä näkökulmasta SUS630:lla on golfpallomateriaalina hyvät kokonaisvaltaiset ominaisuudet ja se ansaitsee olla edistyksellinen ruostumaton teräslejeering.

SUS630 materiaalia golfmailan päänä ei kuitenkaan ole huollettu pitkään aikaan. Suurin syy on sen pieni koko. Sen sijaan grafiittikuituun perustuvaa ja sitten epoksihartsilla kuumamuovattua hiilikuulapäätä kutsutaan CFRP:ksi, ja sen sisäinen rakenne on ontto. Kuten kaikki tiedämme, grafiittikuitu on erittäin vahvaa ja kevyttä, joten se sopii erittäin hyvin pallotankomateriaaliksi. Tilavuus voi olla yli 200 ml, ja myös valmistusmenetelmät ovat erilaisia. Pinnalla kelluu myös vaakasuoria grafiittikuituja, sekä pitkiä että lyhyitä kuituja. Kovassa hintakilpailussa sen hinta on luonnollisesti yllättävän halpa erinomaisen suorituskyvyn ja ABS-hartsilyhytkuituisen ja ruiskupuristuksen ansiosta. Hiilitankopäästä ei kuitenkaan ole tullut valtavirtaa, lähinnä siksi, että CFRP:n suorituskyvyn näyttämistä koskevat standardit eivät ole yhtenäisiä ja tuotteen suorituskykyä on vaikea nähdä ulkonäöstä. Kuluttajille tärkeintä on tuotteen luotettavuus. Muilta osin pinnan kestävyys ja muotin valmistuskustannukset ovat johtaneet siihen, että materiaali ei ole tullut suosituksi.

Tämä on golfmailojen kehitysprosessi metallista hiileen ja metallista titaaniin. Uusista materiaaleista valmistettua mailaa käytetään sen korkean iskunopeuden vuoksi. Samalla, jos uusista materiaaleista valmistetun mailan toimintaa halutaan parantaa, sen hinta luonnollisesti nousee. Mutta se antaa ihmisille myös illuusion, että korkeahintaisten golfmailojen suorituskyky on luonnollisesti hyvä. Alumiini oli luvun puolivälissä{0}} alumiinin kukoistusaika, joka voitti kilpailun tilavuudesta. Dula-alumiinia (7075) käytetään pallonivelmateriaalina alumiiniseoksen alkuvaiheessa. 7075 T6:n vetolujuus on noin 600 MPa, joten sitä voidaan pitää pallotangona, jolla on suurempi ominaislujuus. Titaanin olemassaolon vuoksi se ei kuitenkaan tiedä, milloin se katoaa. Itse asiassa alumiiniseospallonivelet ovat kokeneet useita nousuja ja laskuja markkinoilla. Suurin syy siihen, miksi alumiinia ei voida luokitella palloliitosmateriaaliksi, johtuu korroosionkestävyydestä. Pintakäsittely on suoritettava. Sopivin pintakäsittely on anodisointi. Alhaisen pinnan kovuuden vuoksi kestävyysongelmaa on kuitenkin vaikea ratkaista.

Lopuksi esitellään hyvä esimerkki titaanista rautakuulapäässä. Eli vain 3 mm:n paksuisella titaanilevyllä iskupinnalle upotetun rautakuulapään suorituskyky on parantunut huomattavasti pienen titaanimäärän käytön ansiosta, ja sen suorituskyky-hinta-suhde on myös hyvä.

3. Golfmailan pään toiminnan ja materiaalin suhde

Mitä korkeampi pallonpään jäykkyys, sitä parempi on mailan lentoetäisyys. Tämä on kakilepakon aikakauden maalaisjärkeä. Kakin iskupinta on upotettu pöydän muotoisella hartsilla, jota kutsutaan pallomaiseksi insertiksi. Pallon iskuosan vahvistamisen ja kestävyyden parantamiseksi materiaali on vähitellen kehittynyt paperikuiduksi, ABS-hartsiksi ja CFRP:ksi. CFRP- upotuksen korkean kovuuden ja jäykkyyden aikakaudella lentoetäisyyttä on parannettu huomattavasti. Puisten kuulapäiden aikakaudella lyöntipinnassa oli esimerkkejä 3 tai 4 vahvistuksesta pituussuunnassa. Tällä pyritään myös parantamaan iskupinnan jäykkyyttä.

Mutta keväällä 1997 Maluman Company käytti SP-700-titaaniseosta "Titan Titaniumissa" ohuentamaan lyöntipallon seinämän paksuutta, taivuttamaan lyöntipalloa, hallitsemaan pallon muodonmuutoksia, estämään energiahäviön ja lisätä lentoetäisyyttä. Seuraavana vuonna toinen yritys julkaisi myös impedanssisovitusteorian, joka tuo saman palautumisvoiman iskupinnalle ja iskupinnan luonnollinen värähtelyluku on lähempänä pallomaista pintaa. Kuulapään energiaa voidaan siirtää tehokkaasti palloon ja lentoetäisyyttä voidaan parantaa. Tämä tuote myi hyvin markkinoilla tuolloin.

Yksi R&A:n ja USGA:n määräämistä golfsäännöistä on: "Suunnittelun tulee välttää kimmoisuutta, joka vaikuttaa negatiivisesti pallon liikkeeseen lyöntipinnan törmäyspisteessä."

Tosiasia on kuitenkin, että iskupallo ohenee, mikä lisää jouston lentoetäisyyttä. Useimpien mailojen lyöntialueen oheneminen aiheuttaa suuria ongelmia maailman golfteollisuudessa.

Ennen 2. huhtikuuta 000 USGA julkaisi golfin sääntöjen rikkomisen, ja kesäkuussa se ilmoitti mailojen rikkomisesta, joiden palautuskerroin oli yli 0,830.

Toisaalta japanilaisen golfteollisuuden edustaja R&A ei enää ilmaissut toivoa elastisen vaikutuksen säännöstä syyskuussa ja julkaisi "Tutkimustulokset osoittavat, että nykyisillä golfmailoilla on korkeampi palautuskerroin kuin alkuperäisillä metallimailoilla. , mutta lentoetäisyyden parantaminen ei vaikuta golfpeliin."

Tällä hetkellä golfalan tilanne maailmassa on, että kaksi standardia on olemassa rinnakkain.

Yhdysvalloissa ei käytetä sääntöjä rikkovia golfmailoja, mutta Euroopassa ja Japanissa myös tällaisia ​​mailoja voidaan käyttää. Tällä tavalla nykypäivän golfmailat Japanissa ovat edelleen ohuita iskupinnalla, mikä on johtanut korkeaan rebound-iskun lämpöön. Tunnetulla titaanin kukoistuskaudella monia uusia titaaniseoksia on ilmaantunut niin suuressa pallomaisessa kilpailussa.

Mutta toukokuussa 2002 USGA ja R&A antoivat yhtäkkiä yhtenäisen julistuksen palautuskertoimesta. Sisällön pääkohdat ovat: "Viiden vuoden aikana 2003:n jälkeisenä palautuskerroin on vaihtelevampi ja vaihtelee välillä 0,830 - 0,{5}}, ja se on palautunut alle 0,830:n vuodesta 2008." . Äkillinen ilmoitus sai golfinvalmistajat putoamaan pilveen.

Käyttäjän lepakkonimi Pallomainen materiaali Pallomainen materiaali Tilavuus (ml) Hinta (jeni)

Akilaprigutac Akilavintedge malli 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-ajan golfstudio 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

Sightseeing Group Wave C bat 390 SP-700 6-4 390 70000

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

Salomon & Tela teki XR-03 SP-700 6-4 410 OP:n

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

Sybo Japan Sybo-pakkausmaila 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 piha 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 ElidusonW201 SP-700 6-4 303 OP

Vapaa-aika 360RS SP-700 6-4 360 70000

Vapaa-ajan projekti 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 laivasto2 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 Mystery 01 DAT51 KS-100 340 75000

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

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

Taulukosta voidaan nähdä, että:

(1) Korkean kimmoisuuden aikakaudella pallomateriaaliin käytetty pääseos on täysin erilainen kuin iskupintamateriaalissa käytetty seos. Erityisesti iskupintamateriaalissa käytetään erittäin lujaa korkealaatuista titaaniseosta ajoneuvoihin.

(2) Iskupintamateriaalit ovat enimmäkseen taottuja tai valssattuja materiaaleja, kun taas pallomateriaalit ovat pääasiassa 6-4, jotka ovat periaatteessa tarkkuusvaluja, ja muut ovat taottuja materiaaleja.

(3) SP-700 käytetään enimmäkseen pintamateriaalien lyömiseen, sen osuus on 41 prosenttia; Sitten 15-5-3, mikä on 22 prosenttia .

(4) Suhteellisen uutta metalliseosta SAT-2041 on käytetty kolmessa näytteessä, ja tulevaisuuden markkinanäkymät ovat optimistiset.

5. Uusi metalliseos pallonivelmateriaalille

Japanissa useat titaanivalmistajat ehdottavat seuraavia uusia titaaniseoksia pallonivelmateriaaleihin:

Kobe terästä

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

Tämän lejeeringin seosaine on vain 1 prosentti, samanlainen kuin puhdas titaani, ja sen alhaiset kustannukset ja lujuus vastaavat 6-4-seosta, joten sen korkea suorituskyky-hinta-suhde on sen suurin ominaisuus. Se soveltuu lämpimään ja kuumaan käsittelyyn, joka on verrattavissa puhtaaseen titaaniin. Se voi takoa pallopään kaulan ja pohjan.

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

Sillä on samat lujuusominaisuudet kuin 6-4:lla, ja sen taontaominaisuudet ovat verrattavissa puhtaan titaanin lujuusominaisuuksiin. Sen leikkausteho on kaksi kertaa verrattuna 6-4-seokseen, ja sen hinta on halvempi kuin 6-4. Sitä voidaan käyttää kasvojen, pohjan ja kaulan lyömiseen.

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

Kuten KSELF, sillä on samanlaiset lujuusominaisuudet 6-4, korkea kuuma- ja kylmämuovattavuus ja hyvä hitsattavuus. Sitä voidaan käyttää kasvojen, pohjan ja kaulan lyömiseen.

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

Tämän tyypin B titaaniseoksella on erinomainen työstettävyys, sen liikemäärä on korkeampi kuin erittäin lujalla metalliseoksella 15-5-3-3 ja sen vetolujuus on jopa 1550 MPa, jota voidaan käyttää pintamateriaalina erittäin ohuissa iskuissa. pallo.

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

Se on korkealaatuinen titaaniseos autoille, sama kuin 15-5-3, mutta sen lujuus on parempi ja vastaa sen joustavuutta. Sitä käytetään todennäköisemmin iskupintamateriaalina.

Datong erikoisteräs

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

Sillä on erinomainen työstettävyys, korkea lujuus ja korkea elastisuus vanhenemiskäsittelyn jälkeen, ja se soveltuu parhaiten pallojen lyömiseen tarkoitettujen pintamateriaalien valmistukseen.

(2) Bakula-titaani (DAT55GTi-15V-6Cr-4Al-seos)

Se on uusin metalliseos, joka on kehitetty erityisesti iskupinnan ohueksi seinämateriaaliksi. Sen lujuus ja sitkeys eivät ole huonompia kuin 15-5-3-seos. Sen odotetaan parantavan palautuskerrointa.

NKK

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

Kuten aiemmin mainittiin, tämä seos on laajimmin käytetty pintamateriaali tämän vuoden uusissa tuotteissa. Sitä voidaan verrata 15-3-3-3-seokseen, jota käytetään laajalti titaanipallotankojen takomisessa. Se on rauhoittavin metalliseos kuulapään käyttöön. Käsiteltävyys, lujuus, sitkeys, kuulatuntuma ja hinta ovat erinomaisia ​​titaaniseoksia kuulapäälle.

Sumitomo metalli

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

Viime aikoina pallon pintamateriaaleihin on käytetty paljon uusia metalliseoksia. Niillä on erinomainen kylmätyöstettävyys. Kunnollisen ikääntymiskäsittelyn jälkeen ne voivat saavuttaa suuren lujuuden ja lujuuden, ja niillä on hyvä lyöntitaju.

Nippon terästä

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

Sanomattakin on selvää, että hyvä työstettävyys, erinomainen tasapaino lujuuden ja sitkeyden välillä, ikääntymisen käsittelylujuus jopa 1500 MPa, toivottavasti sitä käytetään uutena metalliseoksena ohuella iskupinnalla.

Aichi terästä

(1) Huokoinen puhdas titaani

Se on saanut kiitosta olemassa olevan kevyen mailanpään ja kiilarautaisen mailanpään käytössä. Edellisellä on pehmeä pelintunto, ja jälkimmäinen tähtää sen pyörittävyyteen. Lepakon käyttö on tulevaisuuden aihe.

6. Tulevaisuuden tarpeet ja uudet materiaalit

Tulevat korvaavat materiaalit ovat seuraavat:

(1) Amorfinen metalli

Se on ollut kaaoksessa, mikä voi johtua epäkypsästä tekniikasta. Amorfiselle perusmetallille on ominaista korkea lujuus, hyvä viskositeetti, alhainen ruostuminen ja kevyt paino. Ja kevyt paino on juuri sitä mitä golfmailat haluavat. Tällä hetkellä amorfisten, kevyen ominaispainon omaavien metallien Al-, Mg- ja Ti-tutkimus on meneillään ja näkymät ovat optimistiset.

(2) Intermetallinen yhdiste

Kestävänä lämpömateriaalina tutkituista metallienvälisistä yhdisteistä Ni3Al on onnistuneesti käsitellyt 90u kalvoa, ja TiAl:sta odotetaan myös tulevan avaruusaluksen runko- tai moottoriventtiilimateriaaliksi. Tutkimuksia on monia, ja mahdollisuus on suuri.

(3) Muotomuistiseos, superelastinen metalliseos

Sillä on pieni kimmokerroin, korkea lujuus, erinomainen korroosionkestävyys, korkea palautumispinta ja täysi mahdollisuus.

(4) Nanoteknologia

Metallien lujuuden ja sitkeyden parantamista koskeva tutkimus on ollut osittain menestyksekästä, huomionarvoisista alueista puhumattakaan.

Lopuksi on mainittava, että golfmailojen markkinakoko Japanissa on 123 miljardia jeniä, mukaan lukien 65,5 miljardia jeniä puumailoja, noin 2,4 miljoonaa kappaletta (arvioitu vuonna 2001), mikä vastaa noin 70 prosenttia .