Aplicação de titânio e liga de titânio na cabeça de golfe

Aplicação de titânio e liga de titânio na cabeça de golfe

 

1. Prefácio

Desde março de 1990, a JOY Company do Japão vendeu tacos de golfe de titânio no mundo pela primeira vez, o que abriu o prelúdio dos tacos de golfe de titânio. A cooperação entre a JOY Company e a Sichuan Railway, e a cooperação entre a Shuiye e a Mitsubishi Materials permitiram a comercialização de tacos de golfe de titânio. A cabeça da haste de Sichuan Iron é feita de liga de titânio Ti-6Al-4V, o topo e a superfície de impacto da cabeça da haste de material Mitsubishi são feitos de Ti-6Al-4 Liga de titânio V, e o fundo e o pescoço são feitos de titânio puro.

Este artigo apresenta brevemente o uso de titânio e liga de titânio para tacos de golfe vendidos no mercado atualmente.

2. Desenvolvimento e alteração do material da cabeça do taco de golfe

Os tacos de golfe também são feitos de madeira. Neste artigo, eles se referem aos tacos de madeira nº 1 (comumente chamados de tacos), porque, além disso, também existem tacos e tacos de ferro usados ​​no curso plano, o que não significa que os tacos de liga de titânio de alto preço serão inevitavelmente usados . Para saber qual dos 14 tacos utilizados no campo de golfe tem maior alcance de voo, é natural melhorar a velocidade da bola. Os tacos são longos e leves ao mesmo tempo. É melhor que o volume da cabeça do taco também seja grande. Especificamente, se o peso da cabeça esférica for de cerca de 190 g e o volume da cabeça esférica for superior a 300 ml, a gravidade específica pode ser simplesmente calculada como 190 ÷ 300=0,63. Quando a gravidade específica está abaixo disso, a força de impacto quando a bola colide com a bola é próxima de 1t. Esses testes foram realizados várias vezes para esclarecer as condições extremamente duras, mas o material usado para a cabeça esférica tem características próprias.

Os caquizeiros são usados ​​para bastões de madeira desde os tempos antigos, por ser a mais leve de todas as madeiras, mas sua resistência é muito alta. A placa Al é usada na parte inferior da cabeça esférica e a resina é usada na superfície de impacto. A fim de ajustar o peso do fundo, o chumbo é adicionado a ele. O peso da cabeça esférica chega a 200g, o volume é limitado a no máximo 190ml, e o tipo comum fica entre 170 e 180.

O Japão desenvolveu pela primeira vez a cabeça de taco de golfe de metal (dangan) em 1981. O volume é de 150 ml, menor que a cabeça de caqui, mas a taxa de rebatidas é muito alta. Isso ocorre porque ele voa mais rápido que o taco de caqui. O volume é de 150ml, que não é tão pequeno quanto o bastão de caqui, mas é muito popular no mercado. Desde então, a era da cabeça esférica de metal entrou. Aço inoxidável de alta resistência - a fundição de precisão SUS431 foi inicialmente usada para o material da cabeça da haste esférica. Naquela época, as fundições de precisão de juntas esféricas de ferro eram principalmente SUS304 e SUS431, mas o SUS431 de alta resistência foi bem-sucedido. No entanto, não demorou muito para que uma reclamação fosse feita devido à esfera de impacto côncava. Como responsável pelo desenvolvimento do Dangan, foi decidido substituir o material usado por SUS630 (17-4PH). A resistência à tração do SUS431 é de 840MPa, enquanto a resistência à tração do SUS630 é aumentada apenas em 1.070 MPa, mas a resistência à corrosão é melhor que a do SUS630, então este é o motivo da substituição. Logo a cabeça esférica SUS431 desapareceu do mercado, e a cabeça esférica SUS304 também teve o mesmo destino. Apenas a cabeça esférica SUS630 foi popular por um curto período de tempo. Isso ocorre porque a força, a resistência à corrosão, a fundição e o custo da cabeça esférica são bons. O importante é que a profundidade de seu polimento espelhado, o sentido avançado de sua cor e sua dureza superficial sejam altos. Mesmo que haja um pequeno arranhão, seu brilho pode ser mantido por muito tempo, por isso é muito adequado para a cabeça de golfe. Deste ponto de vista, o SUS630, como um material de bola de golfe, tem boas propriedades abrangentes e é digno de ser uma liga de aço inoxidável avançada.

No entanto, o material SUS630 como cabeça de taco de golfe não é mantido por muito tempo. O maior motivo é seu tamanho pequeno. Em vez disso, a cabeça esférica de carbono, que é baseada em fibra de grafite e depois formada a quente com resina epóxi, é chamada de CFRP e sua estrutura interna é oca. Como todos sabemos, a fibra de grafite é extremamente forte e leve, por isso é muito adequada para material de haste de bola. O volume pode ser superior a 200ml e os métodos de preparação também são diferentes. Há também linhas horizontais de fibras de grafite flutuando na superfície, tanto fibras longas quanto fibras curtas. Na acirrada competição por preço, devido ao seu excelente desempenho, combinado com a fibra curta da resina ABS, e pode ser produzido por moldagem por injeção, seu preço é naturalmente surpreendentemente barato. No entanto, a cabeça da haste de carbono não se tornou o mainstream, principalmente porque os padrões para exibir o desempenho do CFRP não são uniformes e é difícil ver o desempenho do produto pela aparência. O mais importante para os consumidores é a confiabilidade do produto. Em outros aspectos, a durabilidade da superfície e o custo do molde na fabricação fizeram com que o material não se popularizasse.

Do metal ao carbono, e do calor do metal ao titânio, este é um processo de desenvolvimento de tacos de golfe. O morcego feito de novos materiais é usado por causa de sua alta taxa de rebatidas. Ao mesmo tempo, se a função do morcego feito de novos materiais for melhorada, seu custo aumentará naturalmente. Mas também dá às pessoas a ilusão de que o desempenho dos tacos de golfe com preços altos é naturalmente bom. O alumínio, em meados-1990, foi o auge do alumínio que venceu a competição por volume. O alumínio Dula (7075) é usado como material de junta esférica no estágio inicial da liga de alumínio. A resistência à tração do 7075 T6 é de cerca de 600MPa, portanto pode ser considerada uma haste esférica com maior resistência específica. No entanto, devido à existência do titânio, não se sabe quando irá desaparecer. Na verdade, as juntas esféricas de liga de alumínio passaram por vários altos e baixos no mercado. A principal razão pela qual o alumínio não pode ser classificado como material de junta esférica é devido à resistência à corrosão. O tratamento de superfície deve ser realizado. O tratamento de superfície mais adequado é a anodização. No entanto, devido à sua baixa dureza superficial, o problema de durabilidade é difícil de resolver.

Finalmente, é apresentado um bom exemplo de uso de titânio na cabeça esférica de ferro. Ou seja, o desempenho da cabeça esférica de ferro embutida com placa de titânio de apenas 3 mm de espessura na superfície de impacto foi bastante aprimorado devido ao uso de uma pequena quantidade de titânio, e sua relação preço-desempenho também é boa.

3. A relação entre a função e o material da cabeça do taco de golfe

Quanto maior a rigidez da cabeça da bola, melhor o alcance de vôo do bastão. Este é o senso comum da era do morcego caqui. A superfície de impacto do caqui é embutida com uma resina em forma de mesa chamada inserto esférico. Para melhorar o reforço e a durabilidade da parte de impacto da bola, o material evoluiu gradualmente para fibra de papel, resina ABS e CFRP. Na era da alta dureza e rigidez da incorporação de CFRP, o alcance do voo foi bastante aprimorado. Na era das cabeças de bola de madeira, havia exemplos de 3 ou 4 reforços na direção longitudinal na superfície de impacto. Isso também é para melhorar a rigidez da superfície de impacto.

Mas, na primavera de 1997, a Maluman Company usou a liga de titânio SP-700 em "Titan Titanium" para tornar a espessura da parede da esfera de impacto mais fina, dobrar a esfera de impacto, controlar a deformação da bola, evitar perda de energia e aumentar o alcance do voo. No ano seguinte, outra empresa também publicou a teoria de correspondência de impedância, que traz a mesma força de rebote para a superfície de impacto, e o número de vibração natural da superfície de impacto é mais próximo da superfície esférica. A energia da cabeça da bola pode ser efetivamente transferida para a bola e o alcance do vôo pode ser melhorado. Este produto vendeu bem no mercado naquela época.

Uma das regras do golfe estipuladas pela R&A e USGA é: "O desenho deve evitar o efeito elástico que tem um impacto negativo no movimento da bola no ponto de impacto da superfície de rebatida."

No entanto, o fato é que a esfera de impacto é afinada, o que aumenta o alcance de vôo da elasticidade. O afinamento da esfera de rebatida da maioria dos tacos causa grandes problemas na indústria mundial do golfe.

Antes de 2000 de abril, a USGA publicou uma violação das regras do golfe e, em junho, relatou uma violação de tacos com um coeficiente de rebote superior a 0,830.

Por outro lado, R&A, representante da indústria de golfe japonesa, não expressou mais esperança na regra do efeito elástico em setembro e publicou "Os resultados da pesquisa mostram que os tacos de golfe atuais têm um coeficiente de rebote mais alto do que os tacos de golfe de metal iniciais , mas a melhoria da distância de voo não tem impacto no jogo de golfe."

Atualmente, a situação da indústria do golfe no mundo é que coexistem dois padrões.

Nos Estados Unidos, os tacos de golfe que violam as regras não são usados, mas na Europa e no Japão, esses tacos também podem ser usados. Desta forma, os tacos de golfe de hoje no Japão ainda são finos na superfície de rebatida, o que levou a um alto rebote de rebatida. Na conhecida era do apogeu do titânio, muitas novas ligas de titânio surgiram em uma competição esférica de alto rebote.

Mas em 2 de maio002, USGA e R&A repentinamente emitiram uma declaração unificada sobre o coeficiente de rebote. Os principais pontos do conteúdo são: "Nos cinco anos após 2003, o coeficiente de rebote é mais variável, variando de 0,830 a 0.860, e recuperou para menos de 0,830 desde 2008" . O anúncio repentino fez com que os fabricantes de golfe caíssem em uma nuvem.

Nome do morcego do operador Material esférico Material esférico Volume (ml) Preço (ienes)

Akilaprigutac Akilavintedge modelo 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 Titânio 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 fez 320Ti Tour SP-700 6-4 340 OP

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

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

Sybo Japão Sybo compressão bastão 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

Excursão 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

Lazer 360RS SP-700 6-4 360 70000

Projeto de Lazer 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

Forty 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

Maguleg 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 Mystery 01 DAT51 KS-100 340 75000

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

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

Pode-se observar pela tabela que:

(1) Na era da alta resiliência, a liga principal usada para o material da bola é completamente diferente daquela usada para o material da superfície de impacto. Especialmente, o material da superfície de impacto usa liga de titânio de alta resistência e alta qualidade para veículos.

(2) Os materiais da superfície de impacto são principalmente materiais forjados ou laminados, enquanto os materiais da esfera são principalmente 6-4, que são basicamente fundidos de precisão, e os outros são materiais forjados.

(3) SP-700 é usado principalmente para atingir materiais de superfície, respondendo por 41 por cento; Em seguida, 15-5-3, respondendo por 22 por cento.

(4) A relativamente nova liga SAT-2041 foi usada em três amostras, e a perspectiva futura do mercado é otimista.

5. Nova liga para material de junta esférica

No Japão, vários fabricantes de titânio estão propondo as seguintes novas ligas de titânio para materiais de junta esférica:

Aço Kobe

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

O elemento de liga desta liga é de apenas 1%, semelhante ao titânio puro, com baixo custo e resistência equivalente à liga 6-4, portanto, sua alta relação preço-desempenho é sua maior característica. É adequado para processamento morno e quente, comparável ao titânio puro. Pode forjar o pescoço e a parte inferior da cabeça esférica.

(2) KSELF(Ti-4.5Al-4Cr-0.5Fe-0.2C mais Liga)

Tem as mesmas características de resistência do 6-4 e suas características de forjamento são comparáveis ​​às do titânio puro. Seu desempenho de corte é o dobro da liga 6-4 e seu custo é mais barato que 6-4. Pode ser usado para atingir o rosto, bumbum e pescoço.

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

Semelhante ao KSELF, possui características de resistência semelhantes com 6-4, alta ductilidade a quente e a frio e boa soldabilidade. Pode ser usado para atingir o rosto, bumbum e pescoço.

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

por causa desta liga de titânio Tipo B tem excelente usinabilidade, seu momento é maior do que a liga de resistência ultra-alta 15-5-3-3 e sua resistência à tração é de até 1550MPa, que pode ser usada como material de superfície para golpes extremamente finos bola.

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

É uma liga de titânio de alta qualidade para automóveis, igual a 15-5-3, mas sua resistência é melhor e corresponde à sua elasticidade. É mais provável que seja usado como material de superfície de impacto.

Datong aço especial

(1)DAT51(Ti-22V-4Alloy)

Possui excelente trabalhabilidade, alta resistência e alta elasticidade após o tratamento de envelhecimento e é mais adequado para fazer materiais de superfície para bater bolas.

(2) Titânio Bakula (DAT55GTi-15V-6Cr-4Alloy)

É a mais recente liga desenvolvida especialmente como material de parede fina da superfície de impacto. Sua resistência e tenacidade não são inferiores à liga 15-5-3. Espera-se melhorar o coeficiente de rebote.

NKK

(1)SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe mais liga)

Como mencionado anteriormente, esta liga é o material de superfície mais utilizado nos novos produtos deste ano. Pode ser comparada com a liga 15-3-3-3 amplamente utilizada na forja de hastes esféricas de titânio. É a liga mais segura para uso de cabeça esférica. Processabilidade, resistência, tenacidade, sensação de esfera e custo são excelentes ligas de titânio para cabeça esférica.

Sumitomo Metal

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

Recentemente, muitas novas ligas foram usadas nos materiais de superfície da bola. Possuem excelente trabalhabilidade a frio. Após o tratamento de envelhecimento adequado, eles podem obter alta resistência e alta tenacidade e ter um bom senso de impacto.

Nippon Steel

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

Desnecessário dizer que boa trabalhabilidade, excelente equilíbrio entre resistência e tenacidade, resistência ao tratamento de envelhecimento de até 1500MPa, esperamos ser usados ​​como uma nova liga com parede fina na superfície de impacto.

aço aichi

(1) Titânio puro poroso

Foi elogiado no uso da cabeça de morcego de luz existente e da cabeça de morcego de ferro em cunha. O primeiro tem uma sensação suave de jogar bola e o segundo visa sua rotatividade. A aplicação do bastão é um assunto futuro.

6. Necessidades futuras e novos materiais

Os materiais de substituição futuros são os seguintes:

(1) Metal amorfo

Ele está em queda, o que pode ser causado por tecnologia imatura. O metal amorfo básico é caracterizado por alta resistência, boa viscosidade, baixa oxidação e peso leve. E o peso leve é ​​exatamente o que os tacos de golfe desejam. Atualmente, a pesquisa dos metais amorfos Al, Mg e Ti com peso específico leve está em andamento e as perspectivas são otimistas.

(2) Composto intermetálico

Entre os compostos intermetálicos estudados como materiais térmicos duráveis, o Ni3Al processou com sucesso a folha de 90u, e também se espera que o TiAl se torne o material do corpo ou da válvula do motor da espaçonave. Existem muitos estudos e a possibilidade é alta.

(3) liga de memória de forma, liga super elástica

Possui pequeno coeficiente elástico, alta resistência, excelente resistência à corrosão, alta superfície de impacto de rebote e total possibilidade.

(4) Nanotecnologia

A pesquisa para melhorar a resistência e a tenacidade dos metais foi parcialmente bem-sucedida, sem mencionar áreas dignas de nota.

Finalmente, deve-se mencionar que o tamanho do mercado de tacos de golfe no Japão é de 123 bilhões de ienes, incluindo 65,5 bilhões de ienes de tacos de madeira, cerca de 2,4 milhões de peças (estimado em 2001), representando cerca de 70%.