Golf kafasında titanyum ve titanyum alaşımının uygulanması

Golf kafasında titanyum ve titanyum alaşımının uygulanması

 

1. Önsöz

Mart 1990'dan bu yana, Japon JOY Şirketi dünyada ilk kez titanyum golf sopaları satarak titanyum golf sopalarının başlangıcını açtı. JOY Company ile Sichuan Demiryolu arasındaki iş birliği ve Shuiye ile Mitsubishi Materials arasındaki iş birliği, titanyum golf sopalarının ticarileşmesini sağladı. Sichuan Iron'ın çubuk kafası Ti-6Al-4V titanyum alaşımından yapılmıştır, Mitsubishi malzemeden çubuk kafasının üst ve çarpma yüzeyi Ti-6Al-4'den yapılmıştır V titanyum alaşımı ve alt ve boyun saf titanyumdan yapılmıştır.

Bu makale, günümüzde piyasada satılan golf sopaları için titanyum ve titanyum alaşımının kullanımını kısaca tanıtmaktadır.

2. Golf sopası başlığı malzemesinin geliştirilmesi ve değiştirilmesi

Golf sopaları da ahşaptan yapılmıştır. Bu yazıda, 1 numaralı ahşap sopalara (genellikle sopalar olarak anılır) atıfta bulunurlar, çünkü ayrıca düz kursta kullanılan sopalar ve demir sopalar da vardır, bu, yüksek fiyatlı titanyum alaşımlı sopaların kaçınılmaz olarak kullanılacağı anlamına gelmez. . Golf sahasında kullanılan 14 sopadan hangisinin en geniş uçuş menziline sahip olduğunu bilmek için topun hızını artırmak doğaldır. Kulüpler aynı zamanda uzun ve hafiftir. Kulüp başkanının hacminin de büyük olması daha iyidir. Spesifik olarak, top kafasının ağırlığı yaklaşık 190 gr ve hacmi 300 ml'den fazlaysa, özgül ağırlık basitçe 190 ÷ 300=0.63 olarak hesaplanabilir. Özgül ağırlık bunun altında olduğunda, top topla çarpıştığındaki çarpma kuvveti 1t'ye yakındır. Son derece zorlu koşulları netleştirmek için bu tür testler birçok kez yapılmıştır, ancak bilya kafası için kullanılan malzemenin kendine has özellikleri vardır.

Trabzon hurması ağaçları, tüm ahşapların en hafifi olduğu için eski zamanlardan beri tahta yarasa olarak kullanılmaktadır, ancak mukavemeti çok yüksektir. Bilya kafasının alt kısmında Al levha, vurduğu yüzeyde reçine kullanılmıştır. Tabanın ağırlığını ayarlamak için içine kurşun eklenir. Top kafasının ağırlığı 200 gr'a ulaşır, hacim en fazla 190 ml ile sınırlıdır ve yaygın tip 170 ile 180 arasındadır.

Japonya metal golf sopası kafasını (dangan) ilk olarak 1981'de geliştirdi. Hacim 150 ml'dir, hurma top başlığından daha küçüktür, ancak vuruş oranı çok yüksektir. Bunun nedeni hurma top sopasından daha hızlı uçmasıdır. Hacim 150 ml'dir, hurma yarasası kadar küçük değildir, ancak piyasada çok popülerdir. O zamandan beri metal bilyeli kafa çağı girdi. Yüksek mukavemetli paslanmaz çelik - SUS431 hassas döküm, başlangıçta bilyalı çubuğun baş malzemesi olarak kullanıldı. O zaman, demir bilyeli mafsalların hassas dökümleri esas olarak SUS304 ve SUS431 idi, ancak yüksek mukavemetli SUS431 başarılı oldu. Ancak içbükey çarpma küresi nedeniyle bir iddiada bulunulması uzun sürmedi. Dangan'ın geliştirilmesinden sorumlu kişi olarak, kullanılan malzemenin SUS630 (17-4PH) ile değiştirilmesine karar verildi. SUS431'in gerilme mukavemeti 840MPa iken SUS630'un gerilme mukavemeti yalnızca 1.070 MPa artar, ancak korozyon direnci SUS630'dan daha iyidir, bu nedenle değiştirme nedeni budur. Kısa süre sonra SUS431 bilyeli kafa piyasadan kayboldu ve SUS304 bilyeli kafa da aynı kaderi paylaştı. Sadece SUS630 top kafası kısa bir süredir popüler olmuştur. Bunun nedeni, bilye kafasının mukavemetinin, korozyon direncinin, dökülebilirliğinin ve maliyetinin iyi olmasıdır. Önemli olan ayna cila derinliğinin, gelişmiş renk algısının ve yüzey sertliğinin yüksek olmasıdır. Ufak bir çizik dahi olsa parlaklığını uzun süre koruyabildiğinden golf başlığı için çok uygundur. Bu açıdan bakıldığında, bir golf topu malzemesi olarak SUS630 iyi kapsamlı özelliklere sahiptir ve gelişmiş bir paslanmaz çelik alaşımı olmaya layıktır.

Bununla birlikte, bir golf sopası başlığı olarak SUS630 malzemesi uzun süredir korunmamaktadır. Bunun en büyük sebebi ise küçük boyutudur. Bunun yerine grafit elyaf esaslı ve daha sonra epoksi reçine ile sıcak şekillendirilmiş karbon bilya kafası CFRP olarak adlandırılır ve iç yapısı içi boştur. Hepimizin bildiği gibi, grafit elyaf son derece güçlü ve hafiftir, bu nedenle bilyalı çubuk malzemesi için çok uygundur. Hacim 200 ml'den fazla olabilir ve hazırlama yöntemleri de farklıdır. Hem uzun lifler hem de kısa lifler olmak üzere yüzeyde yüzen yatay grafit lifleri çizgileri de vardır. Fiyat için kıyasıya rekabette, mükemmel performansı, ABS reçine kısa elyafı ile birleşmesi ve enjeksiyon kalıplama ile üretilebilmesi nedeniyle, fiyatı doğal olarak şaşırtıcı derecede ucuzdur. Bununla birlikte, karbon çubuk kafası ana akım haline gelmemiştir, çünkü CFRP'nin performansını sergileme standartları tek tip değildir ve ürünün performansını görünümden görmek zordur. Tüketiciler için en önemli şey ürünün güvenilirliğidir. Diğer yönlerden, yüzeyin dayanıklılığı ve imalatta kalıbın maliyeti, malzemenin popüler olmamasına yol açmıştır.

Metalden karbona, metalden titanyum ısısına, bu golf kulüplerinin bir gelişim sürecidir. Yeni malzemelerden yapılan sopa, yüksek isabet oranı nedeniyle kullanılmaktadır. Aynı zamanda yeni malzemelerden yapılan yarasanın işlevi iyileştirilecekse maliyeti de doğal olarak yükselecektir. Ancak aynı zamanda insanlara, yüksek fiyatlı golf kulüplerinin performansının doğal olarak iyi olduğu yanılsamasını da veriyor. Alüminyum, -1990'ların ortalarında, hacim rekabetini kazanan alüminyumun altın çağıydı. Alüminyum alaşımının başlangıç ​​aşamasında rotil malzemesi olarak Dula alüminyum (7075) kullanılmaktadır. 7075 T6'nın gerilme mukavemeti yaklaşık 600MPa'dır, bu nedenle daha yüksek özgül mukavemete sahip bir bilyalı çubuk olarak kabul edilebilir. Ancak titanyumun varlığından dolayı ne zaman yok olacağını bilemez. Nitekim, alüminyum alaşımlı bilyeli mafsallar piyasada birçok iniş ve çıkış yaşamıştır. Alüminyumun bilyeli mafsal malzemesi olarak sınıflandırılamamasının temel nedeni korozyon direncidir. Yüzey işlemi yapılmalıdır. En uygun yüzey işlemi eloksaldır. Ancak yüzey sertliğinin düşük olması nedeniyle dayanıklılık probleminin çözülmesi zordur.

Son olarak, demir bilya başlığında titanyumun iyi bir kullanım örneği tanıtılmaktadır. Yani, vurma yüzeyinde sadece 3 mm kalınlığındaki titanyum plaka ile gömülü demir top kafasının performansı, az miktarda titanyum kullanılması nedeniyle büyük ölçüde iyileştirildi ve performans-fiyat oranı da iyi.

3. Golf sopası kafasının işlevi ve malzemesi arasındaki ilişki

Top kafasının sertliği ne kadar yüksek olursa, yarasanın uçuş menzili o kadar iyi olur. Trabzon hurması yarasası döneminin sağduyusu budur. Trabzon hurmasının vurma yüzeyi, küresel ek adı verilen masa şeklindeki bir reçine ile gömülüdür. Bilya çarpma parçasının sağlamlığını ve dayanıklılığını artırmak için malzeme kademeli olarak kağıt elyaf, ABS reçine ve CFRP'ye dönüştü. CFRP gömme işleminin yüksek sertlik ve sağlamlık çağında, uçuş menzili büyük ölçüde iyileştirildi. Tahta bilye başları döneminde, vuruş yüzeyinde boyuna yönde 3 veya 4 takviyeli örnekler vardı. Bu aynı zamanda çarpma yüzeyinin sertliğini iyileştirmek içindir.

Ancak 1997 baharında Maluman Company, vuran kürenin duvar kalınlığını inceltmek, vuran küreyi bükmek, topun deformasyonunu kontrol etmek, enerji kaybını önlemek ve uçuş menzilini artırın. Ertesi yıl başka bir şirket, aynı geri tepme kuvvetini vuran yüzeye getiren ve vuran yüzeyin doğal titreşim sayısı küresel yüzeye daha yakın olan empedans eşleştirme teorisini de yayınladı. Top kafasının enerjisi etkili bir şekilde topa aktarılabilir ve uçuş menzili iyileştirilebilir. Bu ürün o dönemde piyasada çok satıyordu.

R&A ve USGA'nın öngördüğü golf kurallarından biri şudur: "Tasarım, vuruş yüzeyinin çarpma noktasında topun hareketini olumsuz etkileyen elastik etkiden kaçınmalıdır."

Ancak gerçek şu ki, vuran küre incelir, bu da esnekliğin uçma aralığını artırır. Çoğu kulübün vuruş küresinin incelmesi dünya golf endüstrisinde büyük sorunlara neden oluyor.

2000 Nisan'dan önce, USGA bir golf kurallarının ihlal edildiğini yayınladı ve Haziran ayında, 0,830'dan daha fazla geri tepme katsayısına sahip sopaların ihlal edildiğini bildirdi.

Öte yandan Japon golf endüstrisinin temsilcisi R&A, eylül ayında artık elastik etki kuralından umudunu kesmediğini belirterek, "Araştırma sonuçları, mevcut golf sopalarının ilk metal golf sopalarına göre daha yüksek bir geri tepme katsayısına sahip olduğunu gösteriyor. , ancak uçuş mesafesinin iyileştirilmesinin golf oyunu üzerinde hiçbir etkisi yoktur."

Şu anda dünyadaki golf endüstrisinin durumu, iki standardın bir arada var olduğu yönündedir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde kuralları ihlal eden golf sopaları kullanılmazken, Avrupa ve Japonya'da bu tür sopalar da kullanılabilmektedir. Bu şekilde, Japonya'daki günümüzün golf kulüpleri, vuruş yüzeyinde hala zayıf, bu da yüksek bir geri tepme vuruş ısısına yol açtı. Titanyumun altın çağının iyi bilinen çağında, böylesine yüksek geri tepme küresel bir rekabette birçok yeni titanyum alaşımı ortaya çıktı.

Ancak 2002 Mayıs'ta, USGA ve R&A aniden geri tepme katsayısı hakkında birleşik bir bildiri yayınladı. İçeriğin ana noktaları şunlardır: "2003'ten sonraki beş yılda, geri tepme katsayısı daha değişkendir, 0,830 ila 0.860 arasında değişir ve 2008'den bu yana 0,830'un altına geri döner" . Ani duyuru, golf üreticilerini bir bulutun içine düşürdü.

Operatörün yarasa adı Küresel malzeme Küresel malzeme Hacim (ml) Fiyat (yen)

Akilaprigutac Akilavintedge modeli SP-700 6-4 415 OP

Accinet Japonya Sıkı Listesi 975J-VS 15-3-3-3 6-4 312 58000

Accinet Japan King Copra SS370 SAT-2041 6-4 370 OP

E-era Golf Stüdyosu Lyoma 320 15-5-3 6-4 320 68000O

Wilson Diered PF400 Bakula Titanyum 6-4 400 0P

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

Kaska DD4 SP-700 6-4 400 85000

Canon Satış BUMP415 SP-700 6-4 415 98000

Gezi Grubu Dalga C yarasa 390 SP-700 6-4 390 70000

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

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

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

Sybo Japonya Sybo sıkıştırma yarasa SP-700 6-4 410 OP

Seiko, 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 Seyahati 15-5-4-4 6-4 320 72000

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

Danlof Yeni Zegushio SP-700 6-4 350 80000

Danlof ElidusonW201 SP-700 6-4 303 OP

Boş zaman 360RS SP-700 6-4 360 70000

Eğlence projesi 380ED 10-2-3 6-4 380 8000

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

Kırk 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 donanması2 380 Ti-9 6-4 380 55000

Master Astlo Turu 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 Gizemi 01 DAT51 KS-100 340 75000

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

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

Tablodan görülebileceği gibi:

(1) Yüksek esneklik çağında, top malzemesi için kullanılan ana alaşım, vuran yüzey malzemesi için kullanılandan tamamen farklıdır. Özellikle vuran yüzey malzemesi, araçlar için yüksek mukavemetli yüksek dereceli titanyum alaşımı kullanır.

(2) Vuran yüzey malzemeleri çoğunlukla dövme veya haddelenmiş malzemelerken, bilya malzemeleri esas olarak 6-4 olup, bunlar temel olarak hassas dökümlerdir ve diğerleri dövme malzemelerdir.

(3) SP-700 çoğunlukla yüzey malzemelerine vurmak için kullanılır ve yüzde 41'e tekabül eder; Sonra 15-5-3, yüzde 22'yi oluşturuyor.

(4) Nispeten yeni alaşım SAT-2041 üç numunede kullanılmıştır ve gelecekteki pazar beklentisi iyimserdir.

5. Rotil malzemesi için yeni alaşım

Japonya'da çeşitli titanyum üreticileri, bilyeli mafsal malzemeleri için aşağıdaki yeni titanyum alaşımlarını önermektedir:

Kobe Çelik

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

Bu alaşımın alaşım elementi sadece yüzde 1 saf titanyuma benzer, düşük maliyet ve 6-4 alaşımına eşdeğer mukavemete sahiptir, dolayısıyla yüksek performans-fiyat oranı en büyük özelliğidir. Saf titanyum ile karşılaştırılabilir olan ılık ve sıcak işleme için uygundur. Top kafasının boynunu ve altını dövebilir.

(2) KSELF(Ti-4.5Al-4Cr-0.5Fe-0.2C artı Alaşım)

6-4 ile aynı güç özelliklerine sahiptir ve dövme özellikleri saf titanyumunkiyle karşılaştırılabilir. Kesme performansı 6-4 alaşımından iki kat daha fazladır ve maliyeti 6-4 alaşımından daha ucuzdur. Yüze, popoya ve boyuna vurmak için kullanılabilir.

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

KSELF'e benzer şekilde, 6-4 ile benzer mukavemet özelliklerine, yüksek sıcak ve soğuk sünekliğe ve iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir. Yüze, popoya ve boyuna vurmak için kullanılabilir.

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

Bu Tip B titanyum alaşımı mükemmel işlenebilirliğe sahiptir, momentumu ultra yüksek mukavemetli alaşım 15-5-3-3'den daha yüksektir ve çekme mukavemeti 1550MPa'ya kadar çıkar, bu da son derece ince vuruş için yüzey malzemesi olarak kullanılabilir top.

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

15-5-3 ile aynı, otomobiller için yüksek dereceli bir titanyum alaşımıdır, ancak mukavemeti daha iyidir ve esnekliğiyle uyumludur. Vurucu yüzey malzemesi olarak kullanılması daha olasıdır.

Datong özel çelik

(1)DAT51(Ti-22V-4Al Alaşımı)

Yaşlanma işleminden sonra mükemmel işlenebilirliğe, yüksek mukavemete ve yüksek esnekliğe sahiptir ve toplara vurmak için yüzey malzemeleri yapmak için en uygundur.

(2) Bakula Titanyum (DAT55GTi-15V-6Cr-4Al Alaşımı)

Özellikle vurucu yüzeyin ince cidar malzemesi olarak geliştirilmiş en son alaşımdır. Mukavemeti ve tokluğu 15-5-3 alaşımından aşağı değildir. Geri tepme katsayısını iyileştirmesi bekleniyor.

NKK

(1)SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe artı Alaşım)

Daha önce de belirtildiği gibi, bu alaşım bu yılın yeni ürünlerinde en çok kullanılan yüzey malzemesidir. Titanyum bilyalı çubukların dövülmesinde yaygın olarak kullanılan 15-3-3-3 alaşımı ile karşılaştırılabilir. Bilye başlı kullanım için en güven verici alaşımdır. İşlenebilirlik, güç, tokluk, top hissi ve maliyet, bilya kafası için mükemmel titanyum alaşımlarıdır.

Sumitomo Metal

(1)SAT2041(Ti-20V-3.5Al-1Sn Alaşım)

Son zamanlarda, topun yüzey malzemelerinde birçok yeni alaşım kullanılmıştır. Mükemmel soğuk işlenebilirliğe sahiptirler. Uygun yaşlanma işleminden sonra, yüksek mukavemet ve yüksek tokluk elde edebilirler ve iyi bir vuruş hissine sahip olabilirler.

Nippon Çelik

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

Söylemeye gerek yok, iyi işlenebilirlik, mukavemet ve tokluk arasında mükemmel denge, 1500MPa'ya kadar eskitme işlemi mukavemeti, vurma yüzeyinde ince cidarlı yeni bir alaşım olarak kullanılmasını umuyoruz.

Aichi Çelik

(1) Gözenekli saf titanyum

Mevcut hafif yarasa kafası ve kama demir yarasa kafasının kullanımında övgüyle karşılandı. İlki yumuşak bir top oynama hissine sahiptir ve ikincisi dönebilirliğini hedeflemektedir. Yarasanın uygulanması gelecekteki bir konudur.

6. Gelecekteki ihtiyaçlar ve yeni malzemeler

Gelecekteki yedek malzemeler aşağıdaki gibidir:

(1) Amorf metal

Olgunlaşmamış teknolojiden kaynaklanabilecek bir düşüş yaşadı. Temel amorf metal, yüksek mukavemet, iyi viskozite, düşük paslanma ve hafiflik ile karakterize edilir. Ve hafiflik, tam olarak golf kulüplerinin istediği şeydir. Şu anda, hafif özgül ağırlığa sahip Al, Mg ve Ti amorf metallerin araştırılması devam etmektedir ve beklenti iyimserdir.

(2) İntermetalik bileşik

Dayanıklı termal malzemeler olarak incelenen intermetalik bileşikler arasında Ni3Al, 90u folyoyu başarıyla işledi ve TiAl'in ayrıca uzay aracının gövde veya motor supap malzemesi olması bekleniyor. Birçok çalışma var ve olasılık yüksek.

(3) Şekil hafızalı alaşım, süper elastik alaşım

Küçük elastik katsayıya, yüksek mukavemete, mükemmel korozyon direncine, yüksek geri tepme vuruş yüzeyine ve tam olasılığa sahiptir.

(4) Nanoteknoloji

Metallerin mukavemetini ve tokluğunu geliştirmeye yönelik araştırma, dikkate değer alanlardan bahsetmeden, kısmen başarılı olmuştur.

Son olarak, Japonya'daki golf sopalarının pazar büyüklüğünün 123 milyar yen olduğu, 65.5 milyar yen ahşap sopalar, yaklaşık 2.4 milyon parça (2001'de tahmin ediliyor) ve yaklaşık yüzde 70 olduğu belirtilmelidir.