Primjena titanijuma i legure titana u glavi golfa

Primjena titanijuma i legure titana u glavi golfa

 

1. Predgovor

Od marta 1990. godine, japanska kompanija JOY po prvi put je prodala palice za golf od titanijuma u svetu, što je otvorilo uvod u golf palice od titanijuma. Saradnja kompanije JOY i Sichuan Railway, te saradnja između Shuiye i Mitsubishi Materials omogućila je komercijalizaciju titanijumskih golf palica. Glava štapa od Sichuan gvožđa je napravljena od Ti-6Al-4V legure titanijuma, vrh i udarna površina Mitsubishi materijala, glava štapa su napravljeni od Ti-6Al-4 V legura titanijuma, a dno i vrat su od čistog titanijuma.

Ovaj rad ukratko predstavlja upotrebu titanijuma i legure titanijuma za golf palice koje se trenutno prodaju na tržištu.

2. Razvoj i izmjena materijala za glavu palice za golf

Golf palice su takođe napravljene od drveta. U ovom članku se pominju drvene palice br. 1 (koje se obično nazivaju palicama), jer pored toga postoje i palice i gvozdene palice koje se koriste u ravnoj stazi, što ne znači da će se palice od legure titanijuma visoke cijene neizbježno koristiti . Kako bi se znalo koja od 14 palica koje se koriste na golf terenu ima najveći domet leta, prirodno je poboljšati brzinu lopte. Toljage su dugačke i lagane u isto vrijeme. Bolje je da je zapremina glave kluba takođe velika. Konkretno, ako je težina kuglične glave oko 190 g, a zapremina kuglične glave veća od 300 ml, specifična težina se može jednostavno izračunati kao 190 ÷ 300=0.63. Kada je specifična težina ispod ove, sila udarca kada se lopta sudari sa loptom je blizu 1t. Ovakva ispitivanja su provedena mnogo puta kako bi se razjasnili ekstremno teški uvjeti, ali materijal koji se koristi za kugličnu glavu ima svoje karakteristike.

Drveće dragulja se koristilo za drvenu šišmiš od davnina, jer je najlakše od svih vrsta drveta, ali je njegova čvrstoća veoma visoka. Al ploča se koristi na dnu glave lopte, a smola se koristi na površini udarca. Kako bi se podesila težina dna, u njega se dodaje olovo. Težina kuglične glave doseže 200 g, zapremina je ograničena na najviše 190 ml, a uobičajeni tip je između 170 i 180.

Japan je prvi razvio metalnu glavu palice za golf (dangan) 1981. Zapremina je 150 ml, manja je od glave loptice od persimona, ali je stopa udaranja vrlo visoka. To je zato što leti brže od palice od persimmon lopte. Zapremina je 150ml, što nije tako malo kao šišmiš od hurmaša, ali je veoma popularno na tržištu. Od tada je ušla era metalnih kugličnih glava. Nehrđajući čelik visoke čvrstoće - precizno lijevanje SUS431 prvobitno je korišteno za materijal glave kuglične šipke. U to vrijeme, precizni odljevci željeznih kugličnih zglobova bili su uglavnom SUS304 i SUS431, ali je SUS431 visoke čvrstoće bio uspješan. Međutim, nije trebalo dugo da se iznese tvrdnja zbog konkavne udarne sfere. Kao odgovorna osoba za razvoj Dangana, odlučeno je da se korišćeni materijal zamijeni sa SUS630 (17-4PH). Vlačna čvrstoća SUS431 je 840MPa, dok je zatezna čvrstoća SUS630 povećana samo za 1.070 MPa, ali je otpornost na koroziju bolja od one kod SUS630, pa je to razlog za zamjenu. Ubrzo je sa tržišta nestala loptasta glava SUS431, a istu sudbinu imala je i loptasta glava SUS304. Samo je loptasta glava SUS630 bila popularna kratko vrijeme. To je zato što su čvrstoća, otpornost na koroziju, sposobnost livenja i cijena kuglične glave dobri. Važno je da su dubina njegovog ogledalnog poliranja, napredni osjećaj njegove boje i tvrdoća površine visoki. Čak i ako postoji mala ogrebotina, njen sjaj se može zadržati dugo vremena, tako da je vrlo pogodan za glavu golfa. Sa ove tačke gledišta, SUS630, kao materijal za loptice za golf, ima dobra sveobuhvatna svojstva i dostojan je da bude napredna legura nerđajućeg čelika.

Međutim, materijal SUS630 kao glava palice za golf nije dugo održavan. Najveći razlog je njegova mala veličina. Umjesto toga, karbonska kuglasta glava, koja se temelji na grafitnim vlaknima, a zatim vruće formirana epoksidnom smolom, naziva se CFRP, a njena unutrašnja struktura je šuplja. Kao što svi znamo, grafitna vlakna su izuzetno jaka i lagana, tako da su vrlo pogodna za materijal kuglične šipke. Volumen može biti veći od 200 ml, a načini pripreme su također različiti. Na površini plutaju i horizontalne linije grafitnih vlakana, kako dugih tako i kratkih vlakana. U žestokoj konkurenciji za cijenu, zbog svojih odličnih performansi, u kombinaciji s kratkim vlaknima ABS smole, a može se proizvesti brizganjem, njegova cijena je prirodno iznenađujuće jeftina. Međutim, glava karbonske šipke nije postala mainstream, uglavnom zato što standardi za prikazivanje performansi CFRP-a nisu ujednačeni i teško je vidjeti performanse proizvoda iz izgleda. Najvažnija stvar za potrošače je pouzdanost proizvoda. U drugim aspektima, trajnost površine i cijena kalupa u proizvodnji doveli su do toga da materijal nije postao popularan.

Od metala do ugljenika, i od metala do toplote titanijuma, ovo je proces razvoja palica za golf. Palica napravljena od novih materijala koristi se zbog visoke stope udaranja. Istovremeno, ako se želi poboljšati funkcija palice od novih materijala, njena cijena će prirodno porasti. Ali to također daje ljudima iluziju da je učinak palica za golf s visokim cijenama prirodno dobar. Aluminijum je sredinom{0}} godina bio vrhunac aluminijuma koji je pobedio u konkurenciji za zapreminu. Dula aluminijum (7075) se koristi kao materijal za kuglični zglob u početnoj fazi legure aluminijuma. Vlačna čvrstoća 7075 T6 je oko 600MPa, tako da se može smatrati kugličnom šipkom veće specifične čvrstoće. Međutim, zbog postojanja titanijuma, ne zna se kada će nestati. Zapravo, kuglični zglobovi od aluminijske legure doživjeli su nekoliko uspona i padova na tržištu. Glavni razlog zašto se aluminijum ne može klasifikovati kao materijal kugličnih zglobova je otpornost na koroziju. Mora se izvršiti površinska obrada. Najprikladnija površinska obrada je eloksiranje. Međutim, zbog niske površinske tvrdoće, problem trajnosti je teško riješiti.

Konačno, predstavljen je dobar primjer upotrebe titanijuma na gvozdenoj kugličnoj glavi. Odnosno, performanse gvozdene kuglične glave ugrađene sa samo 3 mm debelom titanijumskom pločom na udarnoj površini su znatno poboljšane zbog upotrebe male količine titanijuma, a njen odnos performansi i cene je takođe dobar.

3. Odnos između funkcije i materijala glave golf palice

Što je veća krutost kuglične glave, veći je domet letenja palice. Ovo je zdrav razum ere šišmiša. Udarna površina dragulja je umetnuta smolom u obliku stola zvanom sferni umetak. Kako bi se poboljšalo ojačanje i izdržljivost udarnog dijela, materijal je postepeno evoluirao u papirna vlakna, ABS smolu i CFRP. U eri visoke tvrdoće i krutosti CFRP ugradnje, domet leta je znatno poboljšan. U doba drvenih loptastih glava bilo je primjera 3 ili 4 pojačanja u uzdužnom smjeru u udarnoj površini. Ovo je također za poboljšanje krutosti udarne površine.

Ali u proleće 1997. godine, kompanija Maluman je koristila SP-700 leguru titana u "Titan Titaniumu" da učini debljinu zida udarne sfere tanjom, savije udarnu kuglu, kontroliše deformaciju lopte, spreči gubitak energije i povećati domet leta. Sljedeće godine, druga kompanija je također objavila teoriju usklađivanja impedancije, koja donosi istu povratnu silu na površinu udara, a prirodni broj vibracije udarne površine je bliži sfernoj površini. Energija kuglične glave može se efikasno prenijeti na loptu, a domet leta se može poboljšati. Ovaj proizvod se dobro prodavao na tržištu u to vrijeme.

Jedno od pravila za golf koje su propisali R&A i USGA je: "Dizajn bi trebao izbjegavati elastični efekat koji ima negativan utjecaj na kretanje loptice u tački udarca površine koja udara."

Međutim, činjenica je da je udarna kugla istanjena, što povećava domet letenja elastičnosti. Stanje sfere udaranja većine palica uzrokuje velike probleme u svjetskoj golf industriji.

Prije 2000. aprila USGA je objavila kršenje pravila golfa, au junu je prijavila kršenje palica sa koeficijentom skoka većim od 0,830.

S druge strane, R&A, predstavnik japanske golf industrije, u rujnu više nije izražavao nadu u pravilo elastičnog efekta, te je objavio „Rezultati istraživanja pokazuju da trenutne palice za golf imaju veći koeficijent odbijanja od početnih metalnih palica za golf. , ali poboljšanje udaljenosti leta nema utjecaja na igru ​​golfa."

Trenutno, situacija u industriji golfa u svijetu je da dva standarda koegzistiraju.

U Sjedinjenim Državama se ne koriste palice za golf koje krše pravila, ali se u Evropi i Japanu mogu koristiti i takve palice. Na ovaj način, današnje palice za golf u Japanu su još uvijek tanke na površini za udaranje, što je dovelo do velikog skoka udarca. U dobro poznatoj eri vrhunca titanijuma, mnoge nove legure titanijuma su se pojavile u tako velikom sfernom natjecanju.

Ali 2002 maja, USGA i R&A su iznenada izdali jedinstvenu deklaraciju o koeficijentu odskoka. Glavne tačke sadržaja su: "U pet godina nakon 2003, koeficijent odskoka je promjenjiviji, u rasponu od 0,830 do 0.860, i oporavio se na ispod 0,830 od 2008." . Iznenadna objava natjerala je proizvođače golfa u oblak.

Ime operatera sferni materijal Sferni materijal Zapremina (ml) Cijena (jen)

Akilaprigutac Akilavintedge model 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{1}} OP

E-era Golf Studio 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

Prodaja Canon BUMP415 SP-700 6-4 415 98000

Grupno razgledanje Wave C bat 390 SP-700 6-4 390 70000

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

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

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

Sybo Japan Sybo kompresijski bat 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

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

Danlof New Zegushio SP-700 6-4 350 80000

Danlof ElidusonW201 SP{1}} OP

Slobodno vrijeme 360RS SP-700 6-4 360 70000

Projekat za slobodno vrijeme 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{1}} 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 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

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

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

Iz tabele se može videti da:

(1) U eri visoke elastičnosti, glavna legura koja se koristi za materijal kuglice je potpuno drugačija od one koja se koristi za materijal površine udarca. Posebno, materijal za udarnu površinu koristi leguru titana visoke čvrstoće visokog kvaliteta za vozila.

(2) Materijali za udarne površine su uglavnom kovani ili valjani materijali, dok su materijali za kuglice uglavnom 6-4, koji su u osnovi precizni odljevci, a ostali su kovani materijali.

(3) SP-700 se uglavnom koristi za udaranje površinskih materijala, čineći 41 posto; Zatim 15-5-3, što čini 22 posto .

(4) Relativno nova legura SAT-2041 korištena je u tri uzorka, a budućnost tržišta je optimistična.

5. Nova legura za materijal kugličnog zgloba

U Japanu, različiti proizvođači titanijuma predlažu sledeće nove legure titana za materijale kugličnih zglobova:

Kobe Steel

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

Element legure ove legure je samo 1 posto, sličan čistom titanijumu, sa niskom cijenom i čvrstoćom koja je ekvivalentna leguri 6-4, tako da je njen visoki omjer performansi i cijene njegova najveća karakteristika. Pogodan je za toplu i vruću obradu, što je uporedivo sa čistim titanijumom. Može iskovati vrat i dno glave lopte.

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

Ima iste karakteristike čvrstoće kao 6-4, a karakteristike kovanja su uporedive sa onim kod čistog titanijuma. Njegov učinak rezanja je dvostruko veći od 6-4 legure, a njegova cijena je jeftinija od 6-4. Može se koristiti za udaranje po licu, dnu i vratu.

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

Slično kao KSELF, ima slične karakteristike čvrstoće sa 6-4, visoku duktilnost na toplo i hladno i dobru zavarljivost. Može se koristiti za udaranje po licu, dnu i vratu.

(4) TVC (KS{1}}Ti-13V-11Cr-3Al legura)

zbog ove legure titana tipa B ima odličnu obradivost, njen impuls je veći od legure ultra-visoke čvrstoće 15-5-3-3, a vlačna čvrstoća je do 1550MPa, što se može koristiti kao površinski materijal za ekstremno tanko udaranje lopta.

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

To je visokokvalitetna legura titanijuma za automobile, ista kao 15-5-3, ali je njegova čvrstoća bolja i odgovara njegovoj elastičnosti. Veća je vjerovatnoća da će se koristiti kao materijal za udaranje površine.

Datong specijalni čelik

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

Ima odličnu obradivost, visoku čvrstoću i visoku elastičnost nakon tretmana starenjem, a najpogodniji je za izradu površinskih materijala za udaranje loptica.

(2) Bakula Titanium (DAT55GTi-15V-6Cr-4Al legura)

To je najnovija legura razvijena posebno kao tankoslojni materijal udarne površine. Njegova snaga i žilavost nisu inferiorni od legure 15-5-3. Očekuje se da će poboljšati koeficijent odskoka.

NKK

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

Kao što je ranije spomenuto, ova legura je najčešće korišteni površinski materijal u ovogodišnjim novim proizvodima. Može se uporediti sa legurom 15-3-3-3 koja se široko koristi u kovanju titanijumskih kugličnih šipki. To je najsigurnija legura za upotrebu s kugličnim glavama. Obradivost, čvrstoća, žilavost, osjećaj lopte i cijena su odlične legure titana za kugličnu glavu.

Sumitomo Metal

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

Nedavno je mnogo novih legura korišteno na površinskim materijalima lopte. Imaju odličnu hladnu obradivost. Nakon odgovarajućeg tretmana starenjem, mogu dobiti visoku čvrstoću i žilavost, te imati dobar osjećaj za udaranje.

Nippon Steel

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

Nepotrebno je reći da je dobra obradivost, odličan balans između čvrstoće i žilavosti, čvrstoća obrade starenjem do 1500MPa, nadamo se da će se koristiti kao nova legura sa tankim zidom na udarnoj površini.

Aichi Steel

(1) Porozni čisti titanijum

Pohvaljen je u korištenju postojeće lake glave slepog miša i klinaste gvozdene glave palice. Prvi ima mekan osjećaj za igru, a drugi je usmjeren na njegovu rotaciju. Primjena palice je tema budućnosti.

6. Buduće potrebe i novi materijali

Budući materijali za zamjenu su sljedeći:

(1) Amorfni metal

Bio je u padu, koji može biti uzrokovan nezrelom tehnologijom. Osnovni amorfni metal karakteriše visoka čvrstoća, dobar viskozitet, nisko hrđanje i mala težina. A mala težina je upravo ono što golf palice žele. Trenutno su u toku istraživanja amorfnih metala Al, Mg i Ti sa laganom specifičnom težinom, a perspektiva je optimistična.

(2) Intermetalno jedinjenje

Među intermetalnim jedinjenjima koja se proučavaju kao izdržljivi termički materijali, Ni3Al je uspješno obradio foliju od 90u, a očekuje se da će TiAl postati i tijelo ili materijal ventila motora svemirske letjelice. Postoji mnogo studija, a mogućnost je velika.

(3) Legura sa memorijom oblika, super elastična legura

Ima mali koeficijent elastičnosti, visoku čvrstoću, odličnu otpornost na koroziju, veliku površinu odskoka i punu mogućnost.

(4) Nanotehnologija

Istraživanja o poboljšanju čvrstoće i žilavosti metala bila su djelimično uspješna, a da ne spominjemo područja vrijedna pažnje.

Na kraju, treba napomenuti da je veličina tržišta golf palica u Japanu 123 milijarde jena, uključujući 65,5 milijardi jena drvenih palica, oko 2,4 miliona komada (procjena 2001. godine), što čini oko 70 posto.