[0001] 本发明关于一种高尔夫球杆合金，特别是一种可使高尔夫球杆头具有较佳的吸震效果的高尔夫球杆合金。

[0002] 一般而言，为了符合不同使用者的需求，通常高尔夫球杆头一体成型的套颈需要具有易于调整倾角的特性，以符合使用者的需求。因此，现有高尔夫球杆头通常是以低硬度的软铁类材质制成，例如以低碳钢或低合金钢等材质制成，使得高尔夫球杆头的套颈具有前述易于调整倾角的特性。然而，该些软铁类材质却具有易于氧化而不耐锈蚀的缺点。

[0003] 为改良上述缺点，中国台湾公告第438610及460306号皆有揭示以SUS17-4PH规格的不锈钢材质制成该高尔夫球杆头，使得所制成的高尔夫球杆头可同时具有低硬度及较佳的耐锈蚀性。

[0004] 该SUS17-4PH的机械性质及热处理值分别如表一及表二所示。其中，表二中的注A的铸造热处理是指：固溶处理1040℃均温60分钟氮气冷却，时效处理580℃持温90分钟；注B的铸造热处理是指：固溶处理1040℃均温60分钟氮气冷却，时效处理538℃持温240分钟；注C的铸造热处理是指：固溶处理1040℃均温60分钟氮气冷却，时效处理482℃持温240分钟；注D的板材一般热处理是指：固溶处理1040℃均温60分钟氮气冷却，时效处理482℃持温240分钟。

[0005] 表一、SUS17-4PH的机械性质(棒材理论值)

[0006]

[0007] 表二、SUS17-4PH的热处理值

[0008]

[0009] 由表一及表二可得知，由于该SUS17-4PH不锈钢中，镍成分所占比例仅约4.0wt％，因此延性较差，且仍然具有较高的降伏强度值。若以该SUS17-4PH不锈钢作为高尔夫球杆头的材质，则该高尔夫球杆头可能因延性较差或降伏强度较高而造成调角不易的缺点。

[0010] 基于上述原因，本发明发明人于中国台湾申请第100101186号的《高尔夫球杆合金及其制造方法》中，揭示一种高尔夫球杆合金，是以重量百分比计2.5～4.0％的铜、5.0～6.0％的镍、15～18％的铬，其余部分为铁及不可避免的杂质所构成，其中，铜/镍比为0.4～0.8，且该合金同时具有奥氏体〔austenite〕、铁素体〔ferrite〕及马氏体〔martensite〕的组织；以下将此高尔夫球杆合金简称为“ST-22”。

[0011] 该ST-22是通过调整铜/镍比，以降低高尔夫球杆合金的硬度、抗拉强度及降伏强度，使得由该ST-22制成的高尔夫球杆头，不但保有高耐锈蚀性的特性，更因高延展性的特性而具有易于调角的优点。

[0012] 然而，就特殊的打击地点(例如：沙坑)而言，高尔夫球杆头若能具有更佳的吸震性，将有助提升打击效果，故有必要进一步改良高尔夫球杆合金的成份，以改变其机械性质。

[0013] 本发明的主要目的是提供一种高尔夫球杆合金，通过提高合金中的含镍比例，以提升高尔夫球杆合金的吸震效果。

[0014] 为达到前述目的，本发明所运用的技术内容包含有：

[0015] 一种高尔夫球杆合金，包含：以重量百分比计0.25～1.0％的硅、0.25～1.5％的锰、2.0～3.5％的铜、6.0～8.0％的镍、15.5～18.0％的铬，其余部分为铁及不可避免的杂质所构成，其中，该合金同时具有奥氏体、铁素体及马氏体的组织。

[0016] 本发明的高尔夫球杆合金，其中，该高尔夫球杆合金中包含有以重量百分比计6.5～8.0％的镍。

[0017] 本发明的高尔夫球杆合金，其中，该高尔夫球杆合金中包含有以重量百分比计0.5～1.0％的硅。

[0018] 本发明的高尔夫球杆合金，其中，该高尔夫球杆合金中包含有以重量百分比计0.5～1.5％的锰。

[0019] 本发明的高尔夫球杆合金，其中，该高尔夫球杆合金中包含有以重量百分比计2.5～3.5％的铜。

[0020] 本发明的高尔夫球杆合金，其中，该高尔夫球杆合金中包含有以重量百分比计16.0～17.5％的铬。

[0021] 本发明的高尔夫球杆合金，其中，该高尔夫球杆合金中另包含有以重量百分比计低于0.08％的碳。附图说明

[0022] 图1：本发明较佳实施例的高尔夫球杆头示意图。

[0023] 图2：本发明的高尔夫球杆合金的金相组织图(50倍)。

[0024] 图3：本发明的高尔夫球杆合金的金相组织图(200倍)。

[0025] 【主要元件符号说明】

[0026] 1高尔夫球杆头 11杆头本体 12套颈 13打击面板

[0027] 为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

[0028] 本发明的高尔夫球杆合金是可用以制造高尔夫球杆的各部位构件，而本发明的较佳实施例是以使用该合金制造高尔夫球杆头为例进行说明，但不以此为限。

[0029] 请参阅图1，本实施例的高尔夫球杆头1包含一杆头本体11、一套颈12及一打击面板13，该套颈12设于该杆头本体11的一侧，用以连接一杆体(图未绘示)，且该杆头本体11及套颈12可一体成型制造；该打击面板13则设于该杆头本体11的一表面以供击球之用。

[0030] 本发明的高尔夫球杆合金可用以制造该杆头本体11及套颈12。本发明的高尔夫球杆合金，通过一熔融步骤、一比例维持步骤及一杆头铸造步骤而制造。

[0031] 本发明的熔融步骤是依序将母合金、铬铁、硅铁、锰铁、铜及镍等配料加入高温熔炉中，使该些配料熔融混合。更详言之，前述该些以硅、锰、铜、铬、镍及铁为主要成分的配料受高温熔炉〔例如高周波炉〕熔融后，便混合形成具有特定组成比例及特定组成相的碳、硅、锰、铜、镍、铬及铁等元素的合金材质，以供后续做为该杆头本体11及套颈12的基材〔matrix〕。其中，本实施例所使用的母合金除铁以外还包含以重量百分比计0.04％的碳、0.80％的硅、1.00％的锰、2.75％的铜、6.88％的镍、17.2％的铬、0.03％的磷及0.01％的硫。当然，亦可依据需求变换成不同配料来源，而熔融形成具有相同组成比例的铁合金材质。

[0032] 此外，本发明较佳依特定熔融页序将母合金、硅铁、锰铁、铬铁、铜、镍等配料加入高温熔炉中进行合金熔炼制程，使得该熔融合金中另包含硅及锰等其他成分，进而使得熔炼出来的合金可具有适当的特性。再且，依特定熔融页序加入该些配料，可以避免在配料熔融时发生沉淀现象，及防止后续制成的杆头本体11及套颈12成品良率低落的问题。再且，本实施例较佳是使用呈现细粒状态的前述配料，并尽可能以少量多次的方式缓慢加入该高温熔炉中，以避免因大量加入该配料，造成该配料无法完全熔融而黏结成团块状，进而造成使得高温熔炉内部产生空穴或气泡而产生危险性。

[0033] 本发明的比例维持步骤是使前述该些配料的重量百分比维持在：0.25～1.0％的硅、0.25～1.5％的锰、2.0～3.5％的铜、6.0～8.0％的镍、15.5～18.0％的铬，其余部分为铁及不可避免的杂质，以使该些配料可共同形成同时兼具有奥氏体、铁素体及马氏体的组织。更详言之，当前述配料依序加入高温熔炉以形成熔融合金后，接着则取样测量熔融合金的重量组成比例，以确保该配料的重量百分比维持在：0.25～1.0％的硅、0.25～1.5％的锰、2.0～3.5％的铜、6.0～8.0％的镍、15.5～18.0％的铬，其余部分为铁(65～75％)及不可避免的杂质。该熔融合金中镍的比例更佳为6.5～7.5％(以重量百分比计)，硅的组成比例更佳为0.5～1.0％(以重量百分比计)，锰的比例更佳为0.5～1.5％(以重量百分比计)，铜的比例更佳为2.5～3.5％(以重量百分比计)，铬的比例更佳为16.5～17.5％(以重量百分比计)。通过使该熔融合金维持于该特定的组成比例，使得该熔融合金冷却固化后能形成兼具奥氏体、铁素体及马氏体的合金材质。其中，本发明通过提高合金中的含镍比例，使合金中麻田散铁的比例下降，以及使肥粒铁及沃斯田铁的比例提升，从而能够提升整体合金的吸震效果，该合金中还可另包含以重量百分比计低于0.08％的碳等杂质。

[0034] 如前所述，本发明是借助预定组成比例的铁等各种元素，构成兼具奥氏体、铁素体及马氏体的合金材质，使制成的合金材质能兼具铁素体、奥氏体及马氏体的优点〔例如铁素体的耐孔蚀性及低硬度，奥氏体的耐均匀锈蚀性及耐冲击性，以及马氏体的高耐磨性〕，并同时降低该三种铁相的缺点〔例如铁素体的低韧性及易发生σ相脆化问题，奥氏体的易发生孔蚀问题，以及马氏体的耐蚀性不佳问题〕。此外，相较于该现有的ST-22合金，本发明合金的麻田散铁比例较少，使得肥粒铁及沃斯田铁的比例相对提升，导致该合金的材料硬度下降、延性提升，进而造成吸震效果提升。如此，本发明的高尔夫球杆合金不但可具有适当的低硬度、高延性等良好的机械性质，更可因吸震效果提升而具有软铁打感。

[0035] 本发明的杆头铸造步骤是以该合金进行精密铸造，以形成预定形状的杆头本体11及套颈12。更详言之，待确认该熔融合金符合前述预定的配比后，在出炉前进行除气及除渣后，即可将其直接浇注进入用以精密铸造的一模具内，供制造预定形状的杆头本体11及套颈12〔及/或其打击面板13〕，如此完成浇铸的高尔夫球杆头不需经由热处理，即可进行震壳、去浇口、切边、研磨、调角、磨光等步骤以制成铁杆或木杆的杆头〔wedge〕成品，且制得杆头的材质将兼具奥氏体、铁素体及马氏体的混合组成相，进而具有适当的低硬度、高耐锈蚀性、高延展性及高吸震性等特性。

[0036] 综上所述，通过前述的制程，便可获得本发明的高尔夫球杆合金，该合金主要包含以重量百分比计0.25～1.0％的硅、0.25～1.5％的锰、2.0～3.5％的铜、6.0～8.0％的镍、15.5～18.0％的铬，其余部分为铁及不可避免的杂质所构成，且该合金同时具有奥氏体、铁素体及马氏体的组织，以使该高尔夫球杆合金具有低硬度、高延性、高耐蚀性及良好的吸震性，有利于高尔夫球杆头的调角，以及更适合用作特殊打击地点(例如：沙坑)专用的高尔夫球杆头。

[0037] 请参照表三及表四所示，表三为本发明与ST-22的组成比例对照表。表四为本发明与ST-22的机械性质对照表。由结果可明显得知，本发明通过提高合金中的含镍比例，可使得本发明合金的硬度下降、伸长量提升(即延性提升)，因此本发明合金的吸震效果会优于该ST-22，在操作上可具有软铁打感，十分适合用于特殊打击地点(例如：沙坑)，并可有助提升打击效果。

[0038] 表三、本发明与现有高尔夫球杆合金的组成比例对照表

[0039]

[0040] 表四、本发明与现有高尔夫球杆合金的机械性质对照表

[0041]材质名称 抗拉强度(ksi) 降伏强度(ksi) 伸长量(％) 硬度(HRB)
ST-22 149 77 14-20 102-108
本发明合金 128 44 20-30 85-95

[0042] 请再参阅图2、3，其将本发明的高尔夫球杆合金于铸造后，以10gK3Fe(CN)6+10g KOH+100ml H2O的腐蚀液进行腐蚀后的合金材料的金相组织图。图2、3分别为本发明的合金50倍及200倍放大的显微组织图，由图可得知其为包含肥粒铁、奥斯田铁及麻田散铁三相共存的Fe-Cr-Ni合金，亦即同时拥有三相的强度及延性等特点。

[0043] 综上所述，本发明高尔夫球杆合金，是通过提高合金中的含镍比例，以提升高尔夫球杆合金的吸震性，使该高尔夫球杆头可具有软铁打感，以适用于特殊打击地点(例如：沙坑)，并可有助提升打击效果。