全钛高尔夫球球头产品技术工艺发展分析

第一节 基本生产技术、工艺或流程

实现钛合金空心木头主要有两种工艺：一种是利用熔模精密铸造来生产大体积的钛球头，目前能铸造体积大约为520ml，球头本体一般采用Ti6A14V合金铸造，可以设计底部(sole)或者打击面(face)开口。根据球员的不同需求来镶嵌sole部和face的材料和形式。铸造钛球头主要以face开口的为主，因打击面直接影响击球的方向、距离和速度，配置不同的钛合金材质有不同的打击效果：一般采用高强β钛合金，如Ti—l5333、Ti—l023、．β-21S以及SP．700等，它们具有较高的强度和韧性，使球员在击球时得心应手。

另一种制造钛合金守心木头的方法是锻造。一般锻造球头由4部分组成：底板、上盖、打击面和杆部，通过焊接工艺将这4部分连接而成一L盖和底板一般采用纯钛，打击面和杆部多采用钛合金同时，随着材料工艺的不断提高，各种新型高强度的钛合金材料和钛合金复合材料也不断推，并被用于高尔夫球头上。如“Little Thunder”公司将钛钢复合板成功用于锻造球头 ，改变传统方式(即在底部镶嵌钨、铜等重金属块来配重)，而是采用复合板的钛合金与上盖及打击面进行错何焊接，利用底层大密度的不锈钢作为配重，同时由于是整体的不锈钢板，所以很好的解决了一般镶嵌球头配重质量分布不均匀的问题。目前国际高尔夫市场追求的足设计新颖的高尔夫球具，而新型材料的虑用正是迎合了这一需求。

第二节 新技术研发、应用情况

1、北京航材百慕进出口公司

主要从事钛合金高尔夫球头及成套球的出口业务。其精密铸造工程事业部拥有大型壁薄复杂结构钛合金精密铸造工艺的成套关键技术，并形成了一系列独特的创新技术。陶瓷型精密铸造工艺、石墨加工型铸造工艺、特殊砂型铸造工艺等技术成熟，质量稳定。所拥有的高化学稳定性、高耐火度、高精度、低成本的型壳制造技术居国内领先地位，具有世界先进水平。近年来，开发成功了高尔夫球头，拥有年产300 t各类钛铸件的先进生产线。年出口钛合金高尔夫球头约80万只，约占国际市场钛合金高尔夫球头需求总量的10％以上，是世界知名的钛合金高尔夫球具制造商。

2、北京航空材料研究院

金属产品有钛合金高尔夫球头，钛合金精铸件等。该院在军转民方面具有独特的优势，近10年来，已经开发出百余种高新产品，建立了13条生产线和20余个联营企业。迄今为止，北京航空材料研究院已熟练掌握了世界各国在工业生产中曾经使用或正在使用的几种钛合金熔模精铸型壳系统：(1)石墨型壳系统：(2)金属面层陶瓷型壳系统：(3)氧化物陶瓷型壳系统。目前可月产高尔夫球头和其他铸件(4～8)万件，产品销往日本、美国、加拿大、澳大利亚、东南亚等国和地区，1996年和1997年的产值均超过1亿元。

3、安吉铸造厂

创建于1966年，位于贵州省安顺市。建厂30年来，工厂除为军品生产了上千项铝、镁、钢、铜、铁、钛等各类铸件外，还大量生产了各类民用铸件近300项。工厂在研制新型合金与生产的合金种类，铸造工艺技术以及模具设计与制造技术等方面都具有很强的实力，处于国内领先水平，其中汽车铝合金铸造生产线及铸造技术和钛、铝精铸生产线及铸造技术属20世纪90年代国际先进水平。工厂铸件产品生产的适应性比较强。近年来还向美国、德国、日本等国家及地区出口钛合金高尔夫球头铸件及铝合金铸件等。

4、四川先拓体育用品有限公司

四川先拓体育用品有限公司是专业从事研发制造高尔夫球具的厂家。公司成立于1992年，在高尔夫球具材料应用和结构处理上不断创新。目前主要以OEM方式与美国、日本、澳大利亚、韩国、欧洲等国家和地区的许多公司进行广泛的合作。主要产品有：高尔夫钛面铁头、锻造全钛大头、马钢面铁头、马钢面大头、不锈钢铁头、不锈钢大头等。是中国惟一一家将计算机网络系统技术运用于生产管理的高尔夫球具制造商。新建的精铸分厂：选用台湾成套精铸设备，主要检测设备直读光谱为美国热电集团属下瑞士ARL公司制造。精铸生产采用高品质的硅溶胶——锆砂作为制壳材料，在恒温恒湿环境中进行射蜡、制壳、成型等加工工艺，其生产进程在ISO9002标准指引下由经过全面培训的员工实施，确保了精铸产品的高精度、高品质。精密、美观的高尔夫球头是其主要产品，并辅以其它精密的运动器材零件和五金制品。

第三节 国外技术发展现状

日本东京三井造船株式会社生产的钛球头，采用整体熔铸方法。材料是Ti-6A1-4V合金。它生产的球头最大厚度是3mm,最小厚度是1．5mm.采用该方法制得的球头，尺寸、重量和形状都很好。美国一份资辩报道，钛球头重166g，钢制球头重200g，两者的强度相当。由于钛比钢轻，所以可以考虑在不增重的情况下，将球头做得大些。当然还要考虑它的厚度、形状以及和球杆的配合。设计更大的钛制球头。壁厚不能太薄，还要考虑球头受力重心，受力位置不可太高。

目前生产钛球头的方法有错末冶金法、冲压成型法和精密铸造一冲压焊接法。日本一家公司生产的钛球头采用冲压技术，分别冲压成球头的几个面，然后再把它们焊接在一起，采用该技术出现了一些问题，一是多壳体焊接要求在高清洁度的环境下，并要求高超的焊接技巧；二是焊缝必须经过打磨和抛光，焊缝越多，制造成本就越高；三是几个压制壳体具有不同的加工组织。焊接之后，焊缝的残余应力与主体件的残余应力不同，焊缝越长，残余应力越大．四是焊接时可能会出现针状孔缺陷，由此产生裂纹扩展．为了克服上述缺点，降低生产成本，采用精密铸造法和冲压结合的工艺翻造钛及钛合金球头比较理想。采用该方法降低了残余应力和焊接缺陷，另外减少了焊后的研磨和抛光处理所需的时间以及入力和物力，制造成本也明显下降，并可保证质量。精密铸造使用的是失腊工艺制成的氧化铝浇铸模，它具有一个与高尔夫球头外形尺寸一样的空腔，把Ti-6Al-4V或其它钛舍金熔液浇人模内，待凝固后取出。球头的底部采用纯铁板冲压而成，此时可把想要的图案和商标等冲压在板面上，然后再用弯曲模具把板子弯成合适的形状，焊接之后焊缝部分要经过研磨和抛光，形成光滑的表面。据报道，日本的三菱金属有限公司制造的钛高尔夫球头采用的就是上述方法。

第四节 技术开发热点、难点分析

目前看来，高尔夫球头的材质，相比木头球棒来说，钛制品已经稳固，可以说已是钛的时代。今后有2个动向，一是采用马氏体时效处理钢和非晶态金属等，或者在不锈钢材料上喷镀钛陶瓷。二是继续使用钛，但要赋予更优良的性能，如大容量球头，轻量化，纯钛和钛合金的组合，新钛合金，特殊表面硬化，固有振动理论等。

第五节 技术未来发展趋势分析

从世界钛应用及发展来看，美国虽减少了军事航空应用，但仍侧重于航空领域用钛，其它领域的钛应用也在不断提高，并有了很大发展。日本一直在发展非航空用钛，而且发展得具有相当规模，居世界领先地位。其它国家包括我国主要是在工业、体育和民用钛方面发展，如化工、油气田、高尔夫球杆等方面。