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JP2003003224A - High-strength titanium alloy material, method of manufacturing for the same and golf club head using the alloy material - Google Patents

High-strength titanium alloy material, method of manufacturing for the same and golf club head using the alloy material

Info

Publication number
JP2003003224A
JP2003003224A JP2001186983A JP2001186983A JP2003003224A JP 2003003224 A JP2003003224 A JP 2003003224A JP 2001186983 A JP2001186983 A JP 2001186983A JP 2001186983 A JP2001186983 A JP 2001186983A JP 2003003224 A JP2003003224 A JP 2003003224A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium alloy
rolling
thickness
forging
alloy material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001186983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Setogawa
広人 瀬戸川
Yoshie Takano
由重 高ノ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP2001186983A priority Critical patent/JP2003003224A/en
Publication of JP2003003224A publication Critical patent/JP2003003224A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a fatique resistance characteristic. SOLUTION: This high-strength titanium alloy material consists of the titanium alloy expressed by the composition formula, Ti100-x-y M1xM2y (all the numerical values are atomic %), where M1 is one or >=2 kinds of the elements selected from Zr and Hf; M2 is one or >=2 kinds of the elements selected from V, Nb, Ta, Mo, Cr and W and x+y<=50 (0<x<50, 0<y<50). This material is constituted by subjecting the alloy to cold rolling after hot forging and is used for at least a portion of a head 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐疲労特性を向上
しうる高強度チタン合金材、その製造方法及び該合金材
を用いたゴルフクラブヘッドに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-strength titanium alloy material capable of improving fatigue resistance, a method for producing the same, and a golf club head using the alloy material.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
ウッド型のゴルフクラブヘッドにおいては、打球の飛距
離を増大させるために、ボールを打球するフェース部に
反発性の良い金属材料を用いることが行われている。近
年では、反発性に優れた金属材料として、Ti−15M
o−3Cr−3Sn−3Alなどのβ型のチタン合金が
多用されつつある。
2. Description of the Related Art For example, in a wood type golf club head, in order to increase the flight distance of a hit ball, it is preferable to use a metal material having a high resilience for the face portion hitting the ball. Has been done. In recent years, Ti-15M has been used as a metal material with excellent resilience.
β-type titanium alloys such as o-3Cr-3Sn-3Al are being widely used.

【0003】しかしながら、近年ではフェース部の薄肉
化や、ゴルフ道具の改善に伴うゴルファのヘッドスピー
ドの向上などにより、フェース部材の強度の向上、中で
もヘッドの耐久性を左右する疲労強度の向上が望まれ
る。
However, in recent years, it has been desired to improve the strength of the face member, in particular, to improve the fatigue strength which influences the durability of the head, due to the thinning of the face portion and the improvement of the golfer's head speed accompanying the improvement of golf equipment. Be done.

【0004】本発明は、以上のような問題点に鑑み案出
なされたもので、一定の組成のチタン合金を用いるとと
もに熱間鍛造加工後に冷間圧延加工して形成されること
を基本として、強度と耐疲労特性とをさらに向上しうる
高強度チタン合金材、その製造方法を提供することを目
的としている。また請求項5記載の発明では、前記合金
材をフェース部の少なくとも一部に用いることを基本と
して、耐久性を向上しうるのに役立つゴルフクラブヘッ
ドを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and is basically formed by using a titanium alloy having a constant composition and performing hot forging and then cold rolling. It is an object of the present invention to provide a high-strength titanium alloy material capable of further improving strength and fatigue resistance and a method for producing the same. Further, the invention according to claim 5 aims to provide a golf club head which is useful for improving durability, based on the fact that the alloy material is used for at least a part of the face portion.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1記
載の発明は、下記の組成式で表されるチタン合金からな
りかつ熱間鍛造加工後に冷間圧延加工することにより形
成されてなる高強度チタン合金材である。 Ti100-x-y M1x M2y (数値はすべて原子%) ただし、M1は、Zr、Hfから選ばれる1種又は2種
以上の元素、M2は、V、Nb、Ta、Mo、Cr、W
から選ばれる1種又は2種以上の元素、かつx+y≦5
0(0<x<50、0<y<50)である。
The invention according to claim 1 of the present invention comprises a titanium alloy represented by the following compositional formula and is formed by hot forging and then cold rolling. It is a high strength titanium alloy material. Ti100-xy M1x M2y (all numerical values are atomic%) where M1 is one or more elements selected from Zr and Hf, and M2 is V, Nb, Ta, Mo, Cr, W
One or more elements selected from, and x + y ≦ 5
0 (0 <x <50, 0 <y <50).

【0006】また請求項2記載の発明は、前記熱間鍛造
加工は、厚さ減少率が10%以上であることを特徴とす
る請求項1記載の高強度チタン合金圧延材である。
The invention according to claim 2 is the rolled high-strength titanium alloy material according to claim 1, wherein the hot forging process has a thickness reduction rate of 10% or more.

【0007】また請求項3記載の発明は、前記冷間圧延
加工は、圧下率が10%以上であることを特徴とする請
求項1又は2記載の高強度チタン合金圧延材である。
The invention according to claim 3 is the high-strength titanium alloy rolled material according to claim 1 or 2, wherein the cold rolling process has a rolling reduction of 10% or more.

【0008】また請求項4記載の発明は、下記の組成式
で表されるチタン合金を熱間鍛造加工する工程と、この
熱間鍛造加工により得られた素形材を冷間圧延加工する
工程とを含むことを特徴とする高強度チタン合金材の製
造方法である。 Ti100-x-y M1x M2y (数値はすべて原子%) ただし、M1は、Zr、Hfから選ばれる1種又は2種
以上の元素、M2は、V、Nb、Ta、Mo、Cr、W
から選ばれる1種又は2種以上の元素、かつx+y≦5
0(0<x<50、0<y<50)である。
The invention according to claim 4 is a step of hot forging a titanium alloy represented by the following composition formula, and a step of cold rolling a raw material obtained by this hot forging. And a method of manufacturing a high-strength titanium alloy material. Ti100-xy M1x M2y (all numerical values are atomic%) where M1 is one or more elements selected from Zr and Hf, and M2 is V, Nb, Ta, Mo, Cr, W
One or more elements selected from, and x + y ≦ 5
0 (0 <x <50, 0 <y <50).

【0009】また請求項5記載の発明は、請求項1乃至
3に記載された高強度チタン合金材を、ボールを打球す
るフェース部の少なくとも一部に用いたことを特徴とす
るゴルフクラブヘッドである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a golf club head in which the high-strength titanium alloy material according to the first to third aspects is used for at least a part of a face portion for hitting a ball. is there.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の高強度チタン合金
材をゴルフクラブヘッドのフェース部材に用いた場合を
例に挙げ図面に基づき説明する。図1は本実施形態のゴ
ルフクラブヘッド(以下、単に「ヘッド」ということが
ある。)1の正面図、図2はそのY−Y線端面図、図3
はフェース部材を単体で示す斜視図をそれぞれ示してお
り、図1、図2では、いずれもヘッド1を規定のライ角
α、ロフト角βで水平面HPに載置した基準状態を示し
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the case where the high strength titanium alloy material of the present invention is used for a face member of a golf club head will be described as an example with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a golf club head (hereinafter, may be simply referred to as “head”) 1 of the present embodiment, FIG. 2 is an end view taken along the line YY, and FIG.
2A and 2B are perspective views each showing a face member as a single body, and FIGS. 1 and 2 each show a reference state in which the head 1 is placed on the horizontal plane HP at a specified lie angle α and loft angle β.

【0011】図において、本実施形態のヘッド1は、ボ
ールを打撃するフェース部2と、このフェース部2の上
縁2aに連なりヘッド上面をなすクラウン部3と、前記
フェース部2の下縁2bに連なりヘッド底面をなすソー
ル部4と、前記クラウン部3とソール部4との間を前記
フェース部2のトウ2tからバックフェースを通りヒー
ル2hまでのびるサイド部5と、図示しないシャフトが
装着されるシャフト取付部6とを具える。また本実施形
態のヘッド1は、金属材料からなりかつ内部を中空形状
としたウッド型のものが例示されている。
In the figure, a head 1 according to the present embodiment has a face portion 2 for hitting a ball, a crown portion 3 which is continuous with the upper edge 2a of the face portion 2 and constitutes the upper surface of the head, and a lower edge 2b of the face portion 2. The sole portion 4 which is continuous with the bottom portion and forms the bottom surface of the head, the side portion 5 which extends between the crown portion 3 and the sole portion 4 from the toe 2t of the face portion 2 to the heel 2h through the back face, and a shaft (not shown) are attached. And a shaft mounting portion 6. Further, the head 1 of the present embodiment is exemplified by a wood type head made of a metal material and having a hollow inside.

【0012】前記ヘッド1は、前記フェース部2の少な
くとも一部、本例では主要部をなす板状のフェース部材
7と、このフェース部材7を打球面側に配する開口を有
した本体部9とを一体に固着することにより形成された
ものを例示する。なお図1には、前記フェース部材7の
境界が鎖線で示されており、フェース部2の全表面積S
1とフェース部材7の表面積S2との比(S2/S1)
は、例えば0.9以上に設定するのが望ましい。
The head 1 has a plate-shaped face member 7 which is at least a part of the face portion 2, which is a main portion in this example, and a main body portion 9 having an opening for arranging the face member 7 on the ball striking face side. An example is one formed by integrally fixing and. In FIG. 1, the boundary of the face member 7 is shown by a chain line, and the total surface area S of the face portion 2 is S.
1 and the surface area S2 of the face member 7 (S2 / S1)
Is preferably set to, for example, 0.9 or more.

【0013】前記本体部9は、一つの部材又は2以上の
部材を適宜溶接することにより形成され、好適にはチタ
ン合金が用いられる。本例ではこのヘッド本体9をα+
β型チタン合金としてTi−6Al−4Vをロストワッ
クス鋳造により一体に成形したものを例示する。また前
記シャフト取付部6は、本例では上部に突出形成されて
おり、その内部にはシャフト(図示省略)を挿入し接着
剤等にて固着しうるシャフト取付孔6aが形成されてい
る。このシャフト取付孔6aの孔中心線CLは後に取り
付けられるシャフトの軸中心線と実質的に一致するた
め、本明細書ではこの孔中心線CLを基準にライ角αを
定めている。
The body portion 9 is formed by appropriately welding one member or two or more members, and a titanium alloy is preferably used. In this example, the head body 9 is α +
As the β type titanium alloy, Ti-6Al-4V integrally formed by lost wax casting will be exemplified. Further, the shaft mounting portion 6 is formed so as to project upward in this example, and a shaft mounting hole 6a into which a shaft (not shown) can be inserted and fixed by an adhesive agent or the like is formed therein. Since the hole center line CL of the shaft attachment hole 6a substantially coincides with the axial center line of the shaft to be attached later, in this specification, the lie angle α is defined with reference to the hole center line CL.

【0014】また前記フェース部材7には、下記の組成
式(1)で表されるチタン合金からなりかつ熱間鍛造加
工後に冷間圧延加工することにより形成されてなる高強
度チタン合金材が用いられている。 Ti100-x-y M1x M2y (数値はすべて原子%)…(1) ただし、M1は、Zr、Hfから選ばれる1種又は2種
以上の元素、M2は、V、Nb、Ta、Mo、Cr、W
から選ばれる1種又は2種以上の元素、かつx+y≦5
0(0<x<50、0<y<50)である。
For the face member 7, a high strength titanium alloy material made of a titanium alloy represented by the following composition formula (1) and formed by hot forging and cold rolling is used. Has been. Ti100-xy M1x M2y (all numerical values are atomic%) (1) where M1 is one or more elements selected from Zr and Hf, and M2 is V, Nb, Ta, Mo, Cr, W
One or more elements selected from, and x + y ≦ 5
0 (0 <x <50, 0 <y <50).

【0015】本発明者らの実験の結果、上記式(1)で
表されるチタン合金は、引張強度や硬さを大としつつ
も、ヤング率が著しく低く、また大きな弾性伸び、塑性
伸びを示すため高反発のフェース部材に好適であること
を見い出した。このようなチタン合金の高い強度と硬さ
は、主として大きな原子半径差、例えば上述の組み合わ
せから10%以上の原子半径差を有する元素を固溶して
いることによる固溶体強化に、また低ヤング率は主とし
て構成元素が互いに引力相互作用を持たないために低応
力で原子が可逆的に移動できることに、さらに、大きな
弾性伸び限界などは相互作用を持たない多種類の元素に
よる可逆的移動サイトの多様性のために可逆的原子移動
が高いひずみ域まで起きることができるともに変形応力
の上昇も起こりづらくなることに夫々起因するものと考
えられている。
As a result of the experiments conducted by the present inventors, the titanium alloy represented by the above formula (1) has a large Young's modulus and a large elastic elongation and a large plastic elongation while having a large tensile strength and hardness. For the sake of showing, it has been found that it is suitable for a face member having high resilience. The high strength and hardness of such a titanium alloy are mainly due to solid solution strengthening due to solid solution of elements having a large atomic radius difference, for example, an atomic radius difference of 10% or more from the above combination, and a low Young's modulus. Is that the constituent elements do not have an attractive interaction with each other, so that atoms can move reversibly at low stress. Furthermore, the large elastic elongation limit is due to the variety of reversible transfer sites due to many kinds of elements that have no interaction. It is believed that this is because reversible atom transfer can occur up to a high strain region due to the property, and the increase of deformation stress is less likely to occur.

【0016】とりわけ前記の如く原子半径の差が大きい
少なくとも2つの元素を含む構成元素を固溶することに
より、原子の再配列が起こり難くなって拡散能が低下す
るため、例えば溶湯を急冷することなく、徐冷した場合
においてもbcc固溶体単相ないしbcc固溶体を主体
的に含むβ型のチタン合金を得ることができる。そし
て、このような固溶体は、熱間鍛造加工を行うことによ
り、機械的強度の向上及び硬度の安定化が図られ素形材
の強度レベルを向上させるとともに延性の向上を図るこ
とができる。そしてさらに熱間鍛造加工により得られた
素形材を冷間圧延加工することにより、加工硬化を生じ
させより効果的に高い強度を付与することができる。
Particularly, by solid-dissolving the constituent elements containing at least two elements having a large difference in atomic radius as described above, rearrangement of atoms becomes difficult to occur and the diffusivity is lowered. Therefore, for example, quenching the molten metal. Even if it is slowly cooled, a β-type titanium alloy mainly containing the bcc solid solution single phase or the bcc solid solution can be obtained. By subjecting such a solid solution to hot forging, mechanical strength is improved and hardness is stabilized so that the strength level of the base material can be improved and the ductility can be improved. Further, by cold rolling the raw material obtained by hot forging, work hardening is caused and higher strength can be imparted more effectively.

【0017】なお上記式(1)において、チタンの含有
量が50原子%を下回る場合、上記した合金の優れた機
械的特性を発現させることはできるが、比重が大きくな
る傾向があるためヘッドに適用するに際して重量増大化
やコスト高、さらには高融点化を招く傾向がある。また
Zr又はHfの元素が含まれていないと、原子半径差の
大きい金属元素を多量に固溶するのが困難な傾向があ
り、固溶強化できない傾向がある。逆に、Zr、Hfの
元素のトータル含有量が50原子%を上回ると、比重が
大きくなったり、また高融点化を招くなどの不具合があ
る。さらに、V、Nb、Ta、Mo、Cr、Wから選ば
れる1種または2種の元素が含まれていない場合、強度
の低下や耐食性の低下を招き易い。またこれらの元素の
トータル含有量が50原子%を上回ると、合金の比重が
大となったり、高融点化を招いたり、コストの上昇をも
たらしやすい。特に好ましくは、Ti、Zr、Nb及び
Taの組み合わせである。即ち、M1をZrとし、M2
はNb、Taとする。またZrは、より好ましくは10
〜40原子%、さらに好ましくは15〜30原子%とす
ることが望ましく、残部を実質的にNb及びTaで構成
するのが良い。
In the above formula (1), when the titanium content is less than 50 atomic%, excellent mechanical properties of the alloy described above can be exhibited, but the specific gravity tends to increase, so that the head has When applied, it tends to increase weight, cost, and melting point. Further, when the element of Zr or Hf is not contained, it tends to be difficult to form a solid solution with a large amount of metal elements having a large difference in atomic radius, and solid solution strengthening tends to be impossible. On the other hand, if the total content of Zr and Hf elements exceeds 50 atomic%, there are problems that the specific gravity increases and the melting point increases. Furthermore, when one or two elements selected from V, Nb, Ta, Mo, Cr and W are not contained, the strength and the corrosion resistance are likely to decrease. On the other hand, if the total content of these elements exceeds 50 atomic%, the specific gravity of the alloy becomes large, the melting point becomes high, and the cost tends to increase. Particularly preferred is a combination of Ti, Zr, Nb and Ta. That is, let M1 be Zr and M2
Are Nb and Ta. Zr is more preferably 10
It is desirable to set the content to ˜40 at%, more preferably 15 to 30 at%, and the balance should be composed substantially of Nb and Ta.

【0018】また本実施形態では、前記式(1)で表さ
れるチタン合金を先ず熱間で鍛造する。熱間鍛造は、加
工に必要な力を小とし、かつ仕上がりのフェース部材形
状へと近づけることができるため、フェース部材7の成
形性を向上しうる。また熱間鍛造では、チタン合金の内
部に存在する空隙を鍛造によって圧縮でき、結晶組織の
緻密化、内部欠陥の減少、偏析の均一化など品質の向上
を図り耐疲労特性の向上に役立つ。さらに、熱間鍛造に
より、チタン合金は引張強さ、硬さなどの機械的性質の
ばらつきが抑制されるとともに、製品形状に沿った鍛流
線が得られ、靱性の向上とさらなる耐疲労特性の向上に
も役立つ。
In the present embodiment, the titanium alloy represented by the above formula (1) is first hot forged. The hot forging can reduce the force required for processing and can bring the shape of the face member close to the finished face member, so that the formability of the face member 7 can be improved. In hot forging, voids existing inside the titanium alloy can be compressed by forging, which improves quality such as densification of crystal structure, reduction of internal defects, and uniformization of segregation, which is useful for improving fatigue resistance. Furthermore, by hot forging, titanium alloy suppresses variations in mechanical properties such as tensile strength and hardness, and grain flows along the product shape are obtained, improving toughness and further improving fatigue resistance. It also helps to improve.

【0019】熱間鍛造は、塊状の素材(ビレット)を再
結晶温度以上に加熱して打撃または加圧し所定の形状に
成形する成形法であり、本明細書でいう「鍛造」には一
対のロールに素材材料を噛み込ませて延伸するいわゆる
圧延を含まないものとする。また鍛造時の素材の加熱温
度である鍛造温度Tは、好ましくは600〜2000
℃、より好ましくは700〜1500℃とするのが望ま
しい。上記式(1)で表されるチタン合金は、融点が比
較的高くなる傾向があるため、前記鍛造温度Tが600
℃未満では素材の組成流動が起こりにくく、加工性が悪
くなるため高出力の鍛造装置が必要となるほか、加工の
際に亀裂や割れが生じやすくなる傾向がある。逆に、鍛
造温度Tが2000℃を超えると、高出力の鍛造設備が
必要となるため、製造コストを上昇させる傾向がある
他、材料の劣化などを招きやすい。
The hot forging is a molding method in which a lump-shaped material (billet) is heated to a temperature higher than the recrystallization temperature and hit or pressed to be molded into a predetermined shape. It does not include so-called rolling in which the raw material is caught in the roll and stretched. The forging temperature T, which is the heating temperature of the material during forging, is preferably 600 to 2000.
C., more preferably 700 to 1500.degree. C. is desirable. Since the melting point of the titanium alloy represented by the above formula (1) tends to be relatively high, the forging temperature T is 600.
If the temperature is less than ℃, composition flow of the material is difficult to occur and workability deteriorates, so that a high-power forging device is required, and cracks and cracks tend to occur during processing. On the other hand, if the forging temperature T exceeds 2000 ° C., high-power forging equipment is required, which tends to increase the manufacturing cost and easily causes material deterioration.

【0020】また鍛造における成形法は、例えば自由鍛
造、型鍛造(開放型、密閉型、或いは半密閉型を含
む)、高速鍛造又は等温鍛造など各種のものを含み、素
材に圧縮塑性変形を生じさせるものであれば適宜のもの
が採用できる。好ましくは、鍛造によって得られた素形
材の表面に酸化膜(スケール)が生じにくい密閉型型鍛
造法などを用いるのが望ましい。
Further, the forming method in forging includes various ones such as free forging, die forging (including open die, closed die or semi-enclosed die), high speed forging or isothermal forging, and the material undergoes compression plastic deformation. Any appropriate material can be adopted as long as it can. Preferably, it is desirable to use a closed die forging method or the like in which an oxide film (scale) is less likely to occur on the surface of the blank obtained by forging.

【0021】熱間鍛造工程では、例えば図4に示すよう
な角柱状(但し、円柱状、その他の形状でも良い)のビ
レット等の素材aが準備される。そして、この素材aを
所定の温度まで加熱した後、鍛造機で鍛造し素形材を得
る。熱間鍛造では、冷間圧延加工などに比べると材料の
変形抵抗が小さいため、下記式(2)で表される厚さ減
少率を10%以上、より好ましくは40〜90%、さら
に好ましくは75〜85%程度まで高めるのが望まし
い。 厚さ減少率={(h1−h2)/h1}×100[%] …(2) (ただし、h1は素材の鍛造前の最大厚さ、h2は鍛造
後の厚さ)
In the hot forging step, a raw material a such as a billet having a prismatic shape (however, a cylindrical shape and other shapes may be used) as shown in FIG. 4 is prepared. Then, after heating this material a to a predetermined temperature, it is forged by a forging machine to obtain a raw material. In hot forging, the deformation resistance of the material is smaller than that in cold rolling, so the thickness reduction rate represented by the following formula (2) is 10% or more, more preferably 40 to 90%, and further preferably It is desirable to raise it to about 75 to 85%. Thickness reduction rate = {(h1-h2) / h1} × 100 [%] (2) (where h1 is the maximum thickness of the material before forging, and h2 is the thickness after forging)

【0022】熱間鍛造時における厚さ減少率が10%よ
りも小さいと、組成流動が少なく、鍛造加工による曲げ
強度、疲労強度といった機械的特性の向上が得られない
傾向があり好ましくない。他方、厚さ減少率が大きすぎ
ると、鍛造時にクラックが発生したり、またクラックを
防止するために、鍛造温度を高くする必要があるなど、
設備コスト、加工コストを大とする傾向があるため好ま
しくない。
If the thickness reduction rate during hot forging is less than 10%, the composition flow is small and the mechanical properties such as bending strength and fatigue strength cannot be improved by forging, which is not preferable. On the other hand, if the rate of decrease in thickness is too large, cracks may occur during forging, and it is necessary to raise the forging temperature in order to prevent cracks.
This is not preferable because it tends to increase equipment costs and processing costs.

【0023】また熱間鍛造加工は、前記鍛造温度T
(℃)と厚さ減少率R(%)との比(T/R)が10以
上、より好ましくは15以上、さらに好ましくは20以
上であることが望ましい。前記比(T/R)が10未満
であると、厚さ減少率に対して鍛造温度が低くなって、
加工性が悪化しクラックなどが生じやすい傾向がある。
なお前記比(T/R)の上限は特に限定されるものでは
ないが、大きすぎると、厚さ減少率に対して過度に鍛造
温度を高めることとなり実用面で問題があるため、前記
いずれかの下限値との組み合わせにおいて100以下、
より好ましくは75以下、さらに好ましくは50以下に
設定するのが良い。
The hot forging process is performed at the forging temperature T
It is desirable that the ratio (T / R) of (° C.) to the thickness reduction rate R (%) is 10 or more, more preferably 15 or more, and further preferably 20 or more. If the ratio (T / R) is less than 10, the forging temperature becomes low with respect to the thickness reduction rate,
Workability tends to deteriorate and cracks and the like tend to occur.
The upper limit of the ratio (T / R) is not particularly limited, but if it is too large, the forging temperature will be excessively increased with respect to the thickness reduction rate, and there is a problem in practical use. 100 or less in combination with the lower limit of
It is more preferably set to 75 or less, and further preferably set to 50 or less.

【0024】なお熱間鍛造工程では、荒打ち、仕上げ打
ちなど加工具を替えて複数段の鍛造を行うことができ
る。また熱間鍛造後のフェース部材の表面に、酸化膜が
形成されているときには、素形材bの表面を研磨するこ
とによってこれを除去する。
In the hot forging step, it is possible to perform forging in a plurality of stages by changing the processing tools such as roughing and finishing. When an oxide film is formed on the surface of the face member after hot forging, the oxide film is removed by polishing the surface of the blank b.

【0025】次に熱間鍛造により得られた素形材bは、
室温まで冷却され冷間圧延加工が行われる。熱間鍛造に
よって機械的強度の向上と硬さの安定化がなされた素形
材bは、冷間圧延加工によって圧延されることにより、
材料中に多数の転位などの格子欠陥が導入され、機械的
強度及び耐疲労特性をさらに向上させることができる。
Next, the raw material b obtained by hot forging is
It is cooled to room temperature and cold-rolled. The raw material b whose mechanical strength is improved and hardness is stabilized by hot forging is rolled by cold rolling,
A large number of dislocations and other lattice defects are introduced into the material, and mechanical strength and fatigue resistance can be further improved.

【0026】圧延加工は、例えば図4(C)に示す如
く、回転する一対のロールR、R間に熱間鍛造により得
られた前記素形材bを摩擦によって噛み込ませ、厚さな
いし断面積を減じる加工である。また、冷間圧延加工と
は、特に材料を意図的に加熱せずに常温で圧延加工を行
うもので、材料を加熱して圧延を行う温間ないし熱間圧
延加工と区別される。具体的には、冷間圧延加工として
は、雰囲気温度と圧延加工の際に生じる材料の発熱を加
味し、−20〜100℃、より好ましくは0〜100
℃、さらに好ましくは15〜100℃で加工することが
望ましい。なおこの温度は、加工中の材料温度を意味し
ている。
In the rolling process, for example, as shown in FIG. 4C, the raw material b obtained by hot forging is frictionally caught between a pair of rotating rolls R, R, and is cut without thickening. This is a process that reduces the area. In addition, cold rolling is performed by rolling at room temperature without intentionally heating the material, and is distinguished from warm or hot rolling in which the material is heated and rolled. Specifically, as cold rolling, -20 to 100 ° C, more preferably 0 to 100, in consideration of the ambient temperature and the heat generated by the material during rolling.
It is desirable to process at a temperature of 15 ° C, more preferably 15-100 ° C. This temperature means the material temperature during processing.

【0027】前記冷間圧延加工時の温度が100℃を超
えると、材料の結晶中の転移の再配列や再結晶化が生
じ、加工硬化が十分に期待し得ず、ひいては機械的強度
の向上や耐疲労特性の向上が充分に望めず、逆に−20
℃を下回ると圧延された圧延材の圧延方向と直角な側縁
にひび割れ等が生じやすく材料の歩留まりが悪化しやす
い傾向にある。また冷間圧延工程は、熱間圧延加工に比
べると材料の変形抵抗が大きいため、1回の圧延工程で
の圧下量(厚さの減少量)は例えば0.1〜0.5mm程
度とし、これを複数回繰り返すことにより、所望の厚さ
の圧延材10を形成するのが好ましい。本実施形態で
は、厚さ約3mmの圧延材(高強度チタン合金材)10を
準備する。
When the temperature during the cold rolling process exceeds 100 ° C., rearrangement and recrystallization of dislocations in the crystal of the material occur, work hardening cannot be fully expected, and eventually mechanical strength is improved. And the improvement of fatigue resistance cannot be fully expected, and conversely -20
If the temperature is lower than 0 ° C, cracks and the like are likely to occur on the side edges of the rolled rolled material at right angles to the rolling direction, and the yield of the material tends to deteriorate. Further, in the cold rolling process, the deformation resistance of the material is larger than that in the hot rolling process, so the rolling reduction (thickness reduction amount) in one rolling process is, for example, about 0.1 to 0.5 mm, It is preferable to form the rolled material 10 having a desired thickness by repeating this a plurality of times. In this embodiment, a rolled material (high-strength titanium alloy material) 10 having a thickness of about 3 mm is prepared.

【0028】また冷間圧加工における圧下率が小さすぎ
ると、チタン合金の転位密度を増すことができず加工硬
化による機械的強度の向上効果が低くなる。このため、
好ましくは圧延加工の圧下率を10%以上、より好まし
くは30%以上、さらに好ましくは50%以上とするの
が望ましい。他方、圧下率が大きすぎると、材料の強度
向上という観点では特に問題はないが、大きな加工設備
が必要となるため、実用上、前記下限のいずれかの値と
の組み合わせにおいて90%以下、より好ましくは85
%以下、特に好ましくは80%以下とするのが望まし
い。このように冷間圧延加工時の圧下率を規制すること
により、さらに前記チタン合金の低ヤング率を維持した
ままさらに加工硬化によって引張強度を向上させ得る。
なお圧下率は、圧延加工前の厚さh2、圧延加工後の厚
さh3とするとき、 圧下率={(h2−h3)/h2}×100[%] により求める。
On the other hand, if the reduction ratio in cold working is too small, the dislocation density of the titanium alloy cannot be increased, and the effect of improving the mechanical strength by work hardening becomes low. For this reason,
Preferably, the rolling reduction is 10% or more, more preferably 30% or more, and further preferably 50% or more. On the other hand, if the rolling reduction is too large, there is no particular problem from the viewpoint of improving the strength of the material, but since large processing equipment is required, practically, 90% or less in combination with any of the above lower limits, Preferably 85
% Or less, and particularly preferably 80% or less. By thus controlling the rolling reduction during cold rolling, the tensile strength can be further improved by work hardening while maintaining the low Young's modulus of the titanium alloy.
The rolling reduction is calculated by the following formula: rolling reduction = {(h2−h3) / h2} × 100 [%], where h2 is the thickness before rolling and h3 is the thickness after rolling.

【0029】発明者らの種々の実験の結果、この冷間圧
延加工時の圧下率E(%)と前記熱間鍛造加工における
厚さ減少率R(%)とは下記式を満たすものが望ましい
ことが判った。 (1−R/100)×(1−E/100)≦0.55 上記式の左辺の値が0.55を超える場合、厚さ減少率
R及び/又は圧下率Eが小さくなるため、機械的強度の
向上が充分に得られない場合がある。より好ましくは前
記式の左辺の値が0.50以下、さらに好ましくは0.
40以下であることが望ましい。なお左辺の値の下限値
は特に限定されないが、好ましくは0.10以上、より
好ましくは0.15以上とすることが望ましい。
As a result of various experiments conducted by the inventors, it is desirable that the reduction ratio E (%) during the cold rolling process and the thickness reduction ratio R (%) during the hot forging process satisfy the following expressions. I knew that. (1-R / 100) × (1-E / 100) ≦ 0.55 If the value on the left side of the above equation exceeds 0.55, the thickness reduction rate R and / or the rolling reduction E becomes small, so In some cases, the improvement of the mechanical strength may not be sufficiently obtained. More preferably, the value on the left side of the above formula is 0.50 or less, and even more preferably 0.
It is preferably 40 or less. The lower limit of the value on the left side is not particularly limited, but is preferably 0.10 or more, more preferably 0.15 or more.

【0030】なお冷間圧延加工において、圧延方向K
(図4(C)に示す)は単一の方向としても良いが、好
ましくは互いに交差する2種以上の方向で圧延すること
が好ましい。即ち、圧延方向と、この圧延方向と直角な
方向とでは、曲げに対する強度が異なるため、このよう
に圧延方向を交差する2種以上とすることにより、材料
の機械的強度などの異方性を極力減じるのが好ましい。
また前記圧延方向の交差角度は40〜90゜とすること
が望ましい。
In the cold rolling process, the rolling direction K
Although a single direction (shown in FIG. 4C) may be used, rolling is preferably performed in two or more kinds of directions intersecting with each other. That is, since the rolling direction and the direction perpendicular to the rolling direction have different strengths against bending, the anisotropy such as the mechanical strength of the material can be increased by using two or more kinds that intersect the rolling direction. It is preferable to reduce it as much as possible.
The crossing angle of the rolling direction is preferably 40 to 90 °.

【0031】フェース部材7は、このようにして得られ
た圧延材10を所定形状に打ち抜き加工することにより
得ることができる。またフェース部材7には、必要によ
りプレス加工がなされ、フェースロール、フェースバル
ジといった曲率が与えられる。なおこのとき、プレス加
工は、400℃以下の温度で行うのが望ましい。プレス
加工時の温度が400℃を超えると、チタン合金中に歪
のない新しい結晶粒が核発生し、これが転位の高い領域
を食って成長し、やがて新しい結晶粒で材料がすべて覆
われてしまうことにより、冷間圧延加工によって高めら
れたチタン合金の機械的強度、耐疲労特性が消失してし
まうためである。より好ましくは、プレス加工時の温度
を350℃以下、より好ましくは300℃以下、さらに
好ましくは200℃以下、特に好ましくは100℃以
下、さらに好ましくは室温下で行うことにより、高めら
れたチタン合金の機械的強度などを維持できる。
The face member 7 can be obtained by punching the rolled material 10 thus obtained into a predetermined shape. Further, the face member 7 is subjected to press working if necessary, and is given a curvature such as a face roll or a face bulge. At this time, it is desirable that the press working is performed at a temperature of 400 ° C. or lower. When the temperature during pressing exceeds 400 ° C, new strain-free crystal grains nucleate in the titanium alloy, which grows by eating the regions with high dislocations, and eventually the new crystal grains completely cover the material. This is because the mechanical strength and fatigue resistance of the titanium alloy, which have been enhanced by the cold rolling, are lost. More preferably, the temperature at the time of press working is 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower, further preferably 200 ° C. or lower, particularly preferably 100 ° C. or lower, and further preferably at room temperature. The mechanical strength of can be maintained.

【0032】なおプレス加工時の下限温度については、
特に限定されないが該温度が著しく低いと、靱性が損な
われるため、前記上限の温度のいずれかの値との組み合
わせにおいて、例えば−20℃以上、好ましくは0℃以
上、さらに好ましくは15℃以上、特に好ましくは20
℃以上とすることが望ましい。なおこの温度は、圧延材
10の温度である。
Regarding the lower limit temperature during press working,
Although not particularly limited, if the temperature is extremely low, the toughness is impaired, so in combination with any value of the upper limit temperature, for example, -20 ° C or higher, preferably 0 ° C or higher, more preferably 15 ° C or higher, Particularly preferably 20
It is desirable to set the temperature above ℃. Note that this temperature is the temperature of the rolled material 10.

【0033】仕上がり後のフェース部材7の厚さt(図
2に示す)は、特に限定されるものではないが、例えば
1.0〜4.0mm、より好ましくは2.0〜3.0mm、
さらに好ましくは2.2〜2.7mmの厚さtとすること
が望ましい。前記厚さtが1.0mm未満であると実用的
な強度が不足し耐久性が低下する傾向にあり、逆に4.
0mmを超えるとフェース部2の剛性が過度に高められ、
反発性能が低下して打球の飛距離が低下しやすい傾向が
ある。
The thickness t (shown in FIG. 2) of the finished face member 7 is not particularly limited, but is, for example, 1.0 to 4.0 mm, more preferably 2.0 to 3.0 mm.
More preferably, the thickness t is 2.2 to 2.7 mm. When the thickness t is less than 1.0 mm, the practical strength tends to be insufficient and the durability tends to decrease, and conversely 4.
If it exceeds 0 mm, the rigidity of the face part 2 will be excessively increased,
The resilience performance tends to decrease, and the flight distance of a hit ball tends to decrease.

【0034】またこのようにして得られたチタン合金か
らなるフェース部材7は、概ねその曲げ最大応力(JI
S Z2204準拠)が、好ましくは1700MPa以
上、さらに好ましくは1800MPa以上、特に好まし
くは1900MPa以上であることが望ましい。このよ
うな曲げ最大応力は、熱間鍛造時の前記厚さ減少率Rな
いし冷間圧延時の圧下率Eを大とすることによって高め
ることができる。
The face member 7 made of titanium alloy thus obtained has a maximum bending stress (JI).
SZ2204) is preferably 1700 MPa or more, more preferably 1800 MPa or more, and particularly preferably 1900 MPa or more. Such bending maximum stress can be increased by increasing the thickness reduction rate R during hot forging or the reduction rate E during cold rolling.

【0035】また前記曲げ最大応力が大であっても、フ
ェース部材7の絶対的な厚さtが小さかったり、逆にフ
ェース部材7の厚さtが大であっても曲げ最大応力が著
しく低い場合には、いずれもへッド1としての実用上の
強度が不足する傾向がある。このような観点より、フェ
ース部材7の曲げ最大応力kとフェース部材7の厚さt
との積k×t(MPa・mm)の値を4300〜700
0、より好ましくは4500〜7000、特に好ましく
は4800〜7000とすることが望ましい。
Even if the maximum bending stress is large, the absolute thickness t of the face member 7 is small, and conversely, even if the thickness t of the face member 7 is large, the maximum bending stress is extremely low. In each case, the practical strength of the head 1 tends to be insufficient. From this point of view, the maximum bending stress k of the face member 7 and the thickness t of the face member 7 are
The value of the product k x t (MPa · mm) is 4300 to 700
0, more preferably 4500 to 7000, and particularly preferably 4800 to 7000 is desirable.

【0036】以上のように成形されたフェース部材7
は、前記本体部9の打球面側に例えば接着、カシメ、溶
接、圧接、ロウ付け等の固着手段により固着されヘッド
1が形成される。
Face member 7 molded as described above
Is fixed to the ball striking face side of the main body portion 9 by a fixing means such as adhesion, caulking, welding, pressure welding, brazing or the like to form the head 1.

【0037】図5には、本発明の他の実施形態を示す。
図4では、熱間鍛造された素形材bが、略均一厚さのも
のを示したが、図5(A)に示すように、熱間鍛造加工
において、薄肉部b1と厚肉部b2とを有し厚さが不均
一の素形材bを成形することもできる。このような素形
材bは、図5(B)に示す如く、冷間圧延加工によって
例えば均一厚さに圧延することにより、前記薄肉部b1
では圧下率を小さく、同厚肉部b2では圧下率を大きく
した圧延材10を得ることができる(なお均一厚さに圧
延しなくとも良いのは言うまでもない)。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.
In FIG. 4, the hot-forged raw material b has a substantially uniform thickness, but as shown in FIG. 5A, in the hot forging process, the thin-walled portion b1 and the thick-walled portion b2 are formed. It is also possible to form a blank b having a uniform thickness and having a thickness. As shown in FIG. 5 (B), such a raw material b is cold-rolled to have a uniform thickness, for example, so that the thin portion b1 is formed.
It is possible to obtain a rolled material 10 having a small rolling reduction and a large rolling reduction at the thick portion b2 (needless to say, it is not necessary to roll to a uniform thickness).

【0038】このような圧延材10においては、圧下率
が大きい高圧延部10aは圧下率が小さい低圧延部10
bに比べて、より硬くかつ高い曲げ強度を有する。従っ
て、ゴルフボールと直接接触する機会の多い例えばフェ
ース部2のスイートスポットを含む中央領域に、この高
圧延部10aを用いるのが望ましい。他方、低圧延部1
0bは、高圧延部10aに比べて柔らかく撓みやすい。
従って、フェース部2において、前記高圧延部10aの
外側に低圧延部10bを配することにより、高強度と反
発性能の向上を両立できる。またこのようなヘッド1
は、打球感を柔らかくして打球フィーリングを向上でき
る点でも好ましい。なお図示していないが、均一厚さに
熱間鍛造された素形材を、厚さを不均一に圧延すること
によっても同様の圧延材10を製造しうる。
In such a rolled material 10, the high rolling portion 10a having a large reduction rate is the low rolling portion 10 having a small reduction rate.
It is harder and has a higher bending strength than b. Therefore, it is desirable to use the high-rolled portion 10a in the central region including the sweet spot of the face portion 2 which often has a direct contact with the golf ball. On the other hand, low rolling section 1
0b is softer and easier to bend than the high rolling portion 10a.
Therefore, by disposing the low rolling portion 10b on the outside of the high rolling portion 10a in the face portion 2, both high strength and improvement in resilience performance can be achieved. Moreover, such a head 1
Is also preferable in that the feel at impact can be softened and the feel at impact can be improved. Although not shown, a similar rolled material 10 can be manufactured by rolling a raw material that has been hot forged to a uniform thickness to have a non-uniform thickness.

【0039】以上本発明の実施形態についてウッド型の
ゴルフクラブヘッドを例に取り説明したが、本発明は、
ウッド型のゴルフクラブヘッドに限定されるものではな
く、アイアン型やパター型、ユーティリティ型の各ヘッ
ドなどにおいても好適に適用しうるのは言うまでもな
い。
The embodiment of the present invention has been described above by taking the wood type golf club head as an example.
It is needless to say that the present invention is not limited to wood type golf club heads, and can be suitably applied to iron type, putter type and utility type heads.

【0040】[0040]

【実施例】次に本発明の実施例をより具体的に説明す
る。 (実施例1)前記式(1)を満たすチタン合金として
「Ti50Zr30Nb10Ta10」の組成(原子半径差は最
小−最大で約11.7%)のものを以下の方法で試作し
た。先ず真空引きされかつアルゴン置換された雰囲気中
の真空アーク溶解炉にて前記構成元素を溶解し、上記組
成を有する溶湯を金型で冷却し矩形状の鋳塊(幅70mm
×長さ70mm×厚さ10mm)を得た。そして、この鋳塊
を1000℃に予熱するとともに、350屯クランク式
プレス機にて熱間型鍛造し厚さ7mmの板状の素形材(厚
さ減少率R=30%)を得た。次にこの素形材の両面に
形成された酸化膜を除去するために、厚さ6mmにまでフ
ライス盤にて研磨するとともに、室温(23℃)で冷間
圧延し、厚さ3mmの圧延材(圧下率E=50%)を得た
(トータルでの厚さの減少率は67%に相当)。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described more specifically. (Example 1) A titanium alloy satisfying the above formula (1) having a composition of "Ti50Zr30Nb10Ta10" (atomic radius difference is minimum-maximum of about 11.7%) was manufactured by the following method. First, the constituent elements are melted in a vacuum arc melting furnace in an atmosphere that is evacuated and replaced with argon, and the molten metal having the above composition is cooled by a mold to form a rectangular ingot (width 70 mm).
X length 70 mm x thickness 10 mm) was obtained. Then, this ingot was preheated to 1000 ° C. and hot-die forged by a 350 ton crank type press machine to obtain a plate-shaped raw material having a thickness of 7 mm (thickness reduction rate R = 30%). Next, in order to remove the oxide film formed on both sides of this base material, it was ground by a milling machine to a thickness of 6 mm and cold-rolled at room temperature (23 ° C) to obtain a rolled material with a thickness of 3 mm ( The rolling reduction E = 50%) was obtained (the total thickness reduction rate corresponds to 67%).

【0041】(実施例2〜4)同一の鋳塊より、厚さ減
少率R、圧下率Eを変えて同一の工程で製造した。
(Examples 2 to 4) The same ingot was manufactured in the same process by changing the thickness reduction rate R and the reduction rate E.

【0042】(比較例1)実施例1と同一の組成からな
る厚さ10mmの板材を加熱することなく室温(23℃)
で冷間圧延し厚さ3.3mmの板状の圧延材(圧下率E=
67%)を成形するとともに、この圧延材の両面を研磨
し厚さ3mmの板材を得た。
Comparative Example 1 A plate material having the same composition as in Example 1 and having a thickness of 10 mm was heated to room temperature (23 ° C.) without heating.
Cold rolled with a plate-shaped rolled material with a thickness of 3.3 mm (reduction ratio E =
67%), and both sides of this rolled material were polished to obtain a plate material having a thickness of 3 mm.

【0043】(比較例2)実施例1と同一の組成からな
る厚さ10mmの板材を1000℃に加熱して熱間圧延
し、厚さ3.3mmの板状の圧延材(圧下率E=67%)
を成形するとともに、この圧延材の両面を研磨し厚さ3
mmの板材を得た。
(Comparative Example 2) A plate material having the same composition as in Example 1 and having a thickness of 10 mm was heated to 1000 ° C. and hot-rolled, and a plate-shaped rolled material having a thickness of 3.3 mm (reduction ratio E = 67%)
While molding, rolled both sides of this rolled material to a thickness of 3
A plate material of mm was obtained.

【0044】(比較例3)実施例1と同一の組成からな
る厚さ10mmの板材を1000℃に加熱して熱間鍛造
し、厚さ3.3mmの板状の素形材(厚さ減少率R=67
%)を成形するとともに、この圧延材の両面を研磨し厚
さ3mmの板材を得た。テスト方法は次の通りである。
(Comparative Example 3) A plate material having the same composition as in Example 1 and having a thickness of 10 mm was heated to 1000 ° C. and hot forged to obtain a plate-shaped raw material having a thickness of 3.3 mm (thickness reduction). Rate R = 67
%), And both sides of this rolled material were polished to obtain a plate material having a thickness of 3 mm. The test method is as follows.

【0045】<耐疲労試験(曲げ疲労試験)>各供試材
料から幅20mm、長さ50mm、厚さ3mmの短冊状試験片
を切り出し、この試験片の一端を固定するとともに他端
に周波数2Hzで振幅350MPa(ピークトウピーク
では700MPa)としたsin曲線に沿って変化する
曲げ荷重を負荷し、試験片が破損するまでの負荷回数
(1周期を1回と計数)を測定した。負荷回数が多いほ
ど耐疲労特性に優れることを示す。
<Fatigue resistance test (bending fatigue test)> A strip-shaped test piece having a width of 20 mm, a length of 50 mm and a thickness of 3 mm was cut out from each test material, and one end of the test piece was fixed and the other end had a frequency of 2 Hz. A bending load varying along a sin curve having an amplitude of 350 MPa (700 MPa at peak to peak) was applied and the number of loads (1 cycle was counted once) until the test piece was broken was measured. It is shown that the fatigue resistance is more excellent as the number of times of loading is increased.

【0046】<曲げ最大応力(曲げ試験)>また各供試
材料の機械的強度を調べるために、JIS Z2204
に準拠して3号試験片を製作し、曲げ試験を行って曲げ
最大応力(n=3)を測定した。
<Bending maximum stress (bending test)> In order to examine the mechanical strength of each test material, JIS Z2204 was used.
No. 3 test piece was manufactured in accordance with the above, and a bending test was performed to measure the bending maximum stress (n = 3).

【0047】<弾性伸び(降伏伸び)>JISZ220
1に準拠し、上記各板材から5号試験片を作製し(n=
3)、JISB7721に準拠した引張試験機でJIS
Z2241に準拠する引張試験を行った。テストの結果
などを表1に示す。
<Elastic Elongation (Yield Elongation)> JISZ220
No. 5 test piece was prepared from each of the above plate materials in accordance with No. 1 (n =
3), using a tensile tester conforming to JIS B7721
A tensile test based on Z2241 was performed. Table 1 shows the test results and the like.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】比較例1と比較例2とから明らかなよう
に、熱間圧延加工では冷間圧延加工に比べ材料の延性
(弾性伸び)を向上させるが、その一方で曲げ最大応
力、耐疲労特性が低下することが判る。また、熱間鍛造
加工を行った比較例3では、曲げ最大応力、弾性伸び、
耐疲労特性ともに向上が見られる。さらに、実施例1〜
3のように、熱間鍛造加工後、冷間圧延加工を行ったも
のでは、比較例3と比べて弾性伸びを実質的に損ねるこ
となしに、耐疲労特性、曲げ最大応力の大幅な向上を実
現していることが確認できる。このような高強度チタン
合金材をゴルフクラブヘッドのフェース部材に用いると
きには、耐久性に優れたゴルフクラブヘッドを提供する
のに役立つ。また実施例のものでは、厚さ減少率、圧下
率が大となる程、耐久性、曲げ最大応力が向上している
ことも確認できる。またヤング率については実質的な変
化がないため、ヘッドの反発性能の低下といった不具合
も防止できる。
As is clear from Comparative Example 1 and Comparative Example 2, hot rolling improves the ductility (elastic elongation) of the material as compared with cold rolling, but on the other hand, bending maximum stress and fatigue resistance It can be seen that Further, in Comparative Example 3 in which hot forging processing was performed, maximum bending stress, elastic elongation,
Both fatigue resistance characteristics are improved. Furthermore, Examples 1 to 1
As shown in No. 3, in the case of performing cold rolling after hot forging, the fatigue resistance and the maximum bending stress were significantly improved as compared with Comparative Example 3 without substantially impairing the elastic elongation. You can confirm that it has been realized. When such a high strength titanium alloy material is used for a face member of a golf club head, it is useful for providing a golf club head having excellent durability. It can also be confirmed that in the examples, the durability and the maximum bending stress are improved as the thickness reduction rate and the rolling reduction increase. Further, since the Young's modulus does not substantially change, it is possible to prevent a problem such as a reduction in the resilience performance of the head.

【0050】[0050]

【発明の効果】上述したように、請求項1記載の高強度
チタン合金材は、特定の組成式で表されるチタン合金か
らなりかつ熱間鍛造加工後に冷間圧延加工されて形成さ
れることにより、機械的強度、とりわけ耐疲労特性を大
幅に向上することができる。
As described above, the high-strength titanium alloy material according to claim 1 is made of a titanium alloy represented by a specific composition formula, and is formed by hot forging and then cold rolling. As a result, mechanical strength, especially fatigue resistance, can be significantly improved.

【0051】また請求項2ないし3記載の発明のよう
に、前記熱間鍛造加工での厚さ減少率又は冷間圧延加工
時の圧下率を一定範囲に限定したときには、鍛造、圧延
時のクラックの発生などを防止しつつより高い耐疲労特
性を実現でき、合金材としての品質ないし歩留まりを向
上するのに役立つ。
When the thickness reduction rate in the hot forging process or the rolling reduction rate in the cold rolling process is limited to a certain range as in the second to third aspects of the present invention, cracks in the forging and rolling processes occur. It is possible to realize higher fatigue resistance while preventing the occurrence of cracks, and to improve the quality or yield of the alloy material.

【0052】また請求項4記載の発明では、機械的強
度、とりわけ耐疲労特性を大幅に向上しうる高強度チタ
ン合金材を容易に製造することができる。
According to the invention of claim 4, it is possible to easily manufacture a high-strength titanium alloy material capable of greatly improving mechanical strength, especially fatigue resistance.

【0053】また請求項5記載の発明のように、高強度
チタン合金材をゴルフクラブヘッドのフェース部の少な
くとも一部に用いることにより、耐久性に優れたゴルフ
クラブヘッドを提供しうる。また弾性伸びも大きく確保
しうる結果、反発性能の圧下なども防止でき、飛距離の
増大に役立つ。
According to the invention of claim 5, a high strength titanium alloy material is used for at least a part of the face portion of the golf club head to provide a golf club head having excellent durability. Further, as a result of being able to secure a large elastic elongation, it is also possible to prevent reduction of the resilience performance, which is useful for increasing flight distance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施形態のゴルフクラブヘッドの基準状態に
おける正面図である。
FIG. 1 is a front view of a golf club head of a present embodiment in a standard state.

【図2】そのY−Y線端面図である。FIG. 2 is an end view of the Y-Y line.

【図3】フェース部材の一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a face member.

【図4】(A)は鋳塊、(B)はそれを熱間鍛造した素
形材、(C)は圧延材をそれぞれ示す略図である。
4A is a schematic diagram showing an ingot, FIG. 4B is a raw material obtained by hot forging the ingot, and FIG. 4C is a schematic diagram showing a rolled material.

【図5】本発明の他の実施形態として、(A)は熱間鍛
造により得られた不均一厚さの素形材、(B)はそれを
圧延した状態をそれぞれ示す略図である。
5A and 5B are schematic diagrams showing, as another embodiment of the present invention, FIG. 5A is a raw material having a non-uniform thickness obtained by hot forging, and FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゴルフクラブヘッド 2 フェース部 3 クラウン部 4 ソール部 5 サイド部 6 シャフト取付部 7 フェース部材 1 golf club head 2 face part 3 Crown 4 sole part 5 side parts 6 Shaft mounting part 7 Face member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B21J 13/02 B21J 13/02 B B21K 17/00 B21K 17/00 C22F 1/18 C22F 1/18 H // C22F 1/00 630 1/00 630A 630G 673 673 682 682 683 683 685 685Z 694 694A Fターム(参考) 2C002 AA02 AA03 MM04 PP02 PP03 SS02 4E087 BA05 CB01 CB03 HA88 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B21J 13/02 B21J 13/02 B B21K 17/00 B21K 17/00 C22F 1/18 C22F 1/18 H / / C22F 1/00 630 1/00 630A 630G 673 673 682 682 683 683 685 685 685Z 694 694A F term (reference) 2C002 AA02 AA03 MM04 PP02 PP03 SS02 4E087 BA05 CB01 CB03 HA88

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記の組成式で表されるチタン合金からな
りかつ熱間鍛造加工後に冷間圧延加工することにより形
成されてなる高強度チタン合金材。 Ti100-x-y M1x M2y (数値はすべて原子%) ただし、M1は、Zr、Hfから選ばれる1種又は2種
以上の元素、 M2は、V、Nb、Ta、Mo、Cr、Wから選ばれる
1種又は2種以上の元素、かつx+y≦50(0<x<
50、0<y<50)である。
1. A high-strength titanium alloy material comprising a titanium alloy represented by the following composition formula and formed by hot forging and then cold rolling. Ti100-xy M1x M2y (all numerical values are atomic%) where M1 is one or more elements selected from Zr and Hf, M2 is 1 selected from V, Nb, Ta, Mo, Cr and W Or two or more elements, and x + y ≦ 50 (0 <x <
50, 0 <y <50).
【請求項2】前記熱間鍛造加工は、厚さ減少率が10%
以上であることを特徴とする請求項1記載の高強度チタ
ン合金圧延材。
2. The hot forging process has a thickness reduction rate of 10%.
The high-strength titanium alloy rolled material according to claim 1, which is the above.
【請求項3】前記冷間圧延加工は、圧下率が10%以上
であることを特徴とする請求項1又は2記載の高強度チ
タン合金圧延材。
3. The high-strength titanium alloy rolled material according to claim 1, wherein the cold rolling process has a rolling reduction of 10% or more.
【請求項4】下記の組成式で表されるチタン合金を熱間
鍛造加工する工程と、この熱間鍛造加工により得られた
素形材を冷間圧延加工する工程とを含むことを特徴とす
る高強度チタン合金材の製造方法。 Ti100-x-y M1x M2y (数値はすべて原子%) ただし、M1は、Zr、Hfから選ばれる1種又は2種
以上の元素、 M2は、V、Nb、Ta、Mo、Cr、Wから選ばれる
1種又は2種以上の元素、かつx+y≦50(0<x<
50、0<y<50)である。
4. A hot-forging process of a titanium alloy represented by the following composition formula, and a cold-rolling process of a blank obtained by the hot-forging process. Method for producing high strength titanium alloy material. Ti100-xy M1x M2y (all numerical values are atomic%) where M1 is one or more elements selected from Zr and Hf, M2 is 1 selected from V, Nb, Ta, Mo, Cr and W Or two or more elements, and x + y ≦ 50 (0 <x <
50, 0 <y <50).
【請求項5】請求項1乃至3に記載された高強度チタン
合金材を、ボールを打球するフェース部の少なくとも一
部に用いたことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
5. A golf club head, wherein the high-strength titanium alloy material according to any one of claims 1 to 3 is used for at least a part of a face portion for hitting a ball.
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