(57)【要約】【目的】表面処理を行わなくても、耐食性に優れ、かつ、高い強度が得られるゴルフクラブヘッドを提供すること。【解決手段】ゴルフクラブヘッドの少なくとも一部に、重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：５〜１０％、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：８〜１５％、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｍｏ：０．５〜４％、Ｎ：０．３〜１．０％、残部が実質的にＦｅから成る組成を有する高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼を用いて、ゴルフクラブヘッドを作製する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドの少なくとも一部に、
重量％で、
Ｃ：０．１０％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５〜１０％、
Ｓ：０．０１％以下、
Ｎｉ：８〜１５％、
Ｃｒ：１５〜２５％、
Ｍｏ：０．５〜４％、
Ｎ：０．３〜１．０％、
残部が実質的にＦｅから成る組成を有する高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼を用いたことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
更に、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｗの何れか１種または２種以上を、
重量％で、
Ｃｕ：３％以下、
Ｂ：０．０１％以下、
Ｎｂ：１．０％以下、
Ｖ：１．０％以下、
Ｗ：１．０％以下の量で含有させた高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼を用いたことを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブヘッドに関し、更に詳しくは、表面処理を行わなくてもよい高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼を用いたことを特徴とするゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウッド、アイアン、パター等のゴルフクラブヘッドには、木製、金属、カーボン、チタン等、様々な材料が用いられている。例えば、アイアンについていえば、近年では打球感の良さから低炭素鋼、いわゆる軟鉄が好まれているが、軟鉄は、強度や耐食性が低い。そのため、軟鉄を用いてゴルフクラブヘッドを製造する場合、強度や耐食性を高めるためにメッキ処理等の表面処理が施されている。
しかしながら、表面処理は、これを行った後に廃材の廃棄処理を行う必要がある。従って、廃材が廃棄されることによる環境への影響から規制が厳しくなり、表面処理の実施が困難になっているという問題が指摘されている。
【０００３】
そこで、特許文献１や特許文献２に、表面処理を行わなくても良い方向性を指向して、高強度・高耐食性を備えたゴルフクラブやゴルフクラブヘッド用の素材が開示されている。例えば、特許文献１には、Ｎを重量％で０．１〜０．３％含有するゴルフクラブヘッド用マルテンサイト系ステンレス鋼が開示されている。そして、特許文献１によれば、Ｎを固溶限度以上に添加すると、鋳造時に気泡を発生し、鋳造欠陥が生じるという問題が指摘されている。また、特許文献２には、Ｎを重量％で０．１〜０．３％含有するステンレス鋼で製造したゴルフクラブが開示されている。そして、特許文献２によれば、窒素の含有量が重量％で０．３％を超えても、強度はそれほど増加せず、逆に傷やクラックが入ると破損しやすいことや、溶接性が悪くなることが指摘されている。
【特許文献１】特開２００１−８９８３２
【特許文献２】特開２００２−１４３３５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に開示のゴルフクラブの場合には、Ｎ含有量の上限が０．３％であったため、強度の向上、及びオーステナイト相の安定と耐食性向上及び加工後の時効処理による強度向上という点で問題があった。従って、特許文献１、２に開示のゴルフクラブの場合には、Ｎ含有量が少なめであるため発錆を抑制するという点では不十分であった。屋外で使用され、雨風に晒されるゴルフクラブヘッドは、発錆を抑制することが特に重要であり、発錆を抑制するためには、Ｎ含有量を増加させることが効果的である。また、発錆を抑制できれば、表面処理の必要もない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、表面処理を行わなくても、耐食性に優れ、かつ、高い強度が得られるゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、そのゴルフクラブヘッドの少なくとも一部に、重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：５〜１０％、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：８〜１５％、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｍｏ：０．５〜４％、Ｎ：０．３〜１．０％、残部が実質的にＦｅから成る組成を有する高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼を用いたことを要旨とする。
この場合に、更に、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｂ、Ｖ、Ｗの何れか１種または２種以上を、重量％で、Ｃｕ：３％以下、Ｂ：０．０１％以下、Ｎｂ：１．０％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｗ：１．０％以下の量で含有させることが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るゴルフクラブは、その少なくとも一部に、重量％で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：５〜１０％、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：８〜１５％、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｍｏ：０．５〜４％、Ｎ：０．３〜１．０％、残部が実質的にＦｅから成る組成を有する高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼を用いたものであるから表面処理を行わなくても、耐食性に優れ、かつ、高い強度が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、特に明示がない限り、「％」は、重量％を意味する。
まず、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッド（ウッド用、アイアン用、ウエッジ用、パター用）の少なくとも一部、例えば、フェース面、フェース面の上面、トウ側面、ヒール側面、ソール面、バックフェース面の材料となる高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼の成分範囲の限定理由について説明する。
【０００９】
Ｃ：０．１０％以下
Ｃは侵入型元素であって、強度の向上に寄与する。しかし、多量の添加は、Ｎの固溶量を低下させると共に、Ｃｒと結合して炭化物を形成し、母相の固溶Ｃｒ量を低下させ耐食性を劣化させるため、その上限０．１％とする必要がある。
【００１０】
Ｓｉ：１．０％以下
Ｓｉは主として溶解精錬時の脱酸剤として作用する元素である。しかし、多量に含有すると製造性を劣化させるため、その上限を１．０％とした。
【００１１】
Ｍｎ：５〜１０％
Ｍｎはオーステナイト生成元素であり、且つ窒素の固溶量を著しく増加させる。相バランスでオーステナイト単相にするためには、５％以上の添加が必要である。また、１０％を越えると熱間加工性を劣化させるため、その範囲を５〜１０％とした。
【００１２】
Ｓ：０．０１以下％
Ｓは、ＭｎＳとなり、冷間加工時、割れの起点となるため、冷間加工性を著しく劣化させる。そのため、その上限を０．０１％とした。
【００１３】
Ｎｉ：８〜１５％
Ｎｉは、オーステナイト生成元素であり、オーステナイト相安定に寄与する。また、変形抵抗を低下させ、冷間加工性を向上させるが、多量の添加は逆に強度の低下を招くため、その範囲を８〜１５％とした。
【００１４】
Ｃｒ：１５〜２５％
Ｃｒはステンレス鋼の窒素の固溶量増加、及び耐食性を向上させる元素として有効であると共に、フェライト生成元素である。１５％以下だと耐食性が十分でないが、その増加と共に窒素固溶量、耐食性は増加する。しかし、２５％以上となるとフェライト・オーステナイト２相組織となるため、その範囲を１５％〜２５％とした。
【００１５】
Ｍｏ：０．５〜４％
Ｍｏは、ステンレス鋼の窒素の固溶量増加、及び耐食性を向上させる元素として有効であると共に、フェライト生成元素である。０．５％以下だと特性向上の効果は薄く、その増加と共に増加する。しかし、４％以上となると熱間加工性を劣化させると共にコスト高となるため、その範囲を０．５％〜４％とした。
【００１６】
Ｎ：０．３〜１．０％
Ｎは侵入型元素であって、強度の向上、及びオーステナイト相の安定と耐食性向上及び加工後の時効処理による強度向上に寄与する。０．３％以下ではその効果は低く、１％以上となると、窒化物が完全に固溶せず、ＳＴ（溶体化処理）温度が高くなると共に冷間加工性、靭延性を劣化させるため、そのその範囲を０．３％〜１．０％までとした。また、０．３〜１．０％のＮ含有量であれば、０．６％までは加圧を行わずにＮを固溶させることができ、０．６％以上では加圧溶解を行ってＮを固溶させることができる。
なお、Ｎ含有量を０．４％以上とすれば、更に、高強度であって、耐食性の良好な鋼が得られる。Ｎ含有量を０．４％以上とすると、Ｎの固溶不完全等に由来した冷間加工性ないし靱延性の低下が生じる。
【００１７】
Ｃｕ：０．３％以下
Ｃｕは、Ｎの溶解度を向上させ、Ｎ２ブロー（鋳造工程の凝固中にＮが気体となって鋼中から抜け出す現象）を抑制する効果がある。但し、３％を超えて含有させると強度が低下するので、その上限を３％とした。
【００１８】
Ｂ：０．０１以下
Ｂは熱間加工性の改善に寄与するため、必要により添加しても良い。しかし、０．０１％以上添加すると窒素と結合し、逆に熱間加工性を低下させるため０．０１％以下とする必要がある。
【００１９】
Ｎｂ：１．０％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｗ：１．０％以下
Ｎｂ、Ｖ、Ｗは結晶粒の微細化、及び強度の向上に寄与するため、必要により１種または２種以上添加しても良い。しかし、多量に添加すると、窒素と結合し固溶Ｎ量を低下させるため、その上限を１．０％以下とした。
【実施例】
【００２０】
（供試材の作製とその特性評価試験）
表１に示す化学成分のものを５０ｋｇ高周波誘導炉で溶製したのち、５０ｋｇ鋼塊に鋳造し、続いて鍛伸によって２０ｍｍの丸棒にし、１１００℃×１ｈｒ加熱後水冷の固溶化熱処理を施した。これによって、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドの少なくとも一部の材料となる高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼（発明鋼１〜９）の供試材を得た。その後各丸棒より試験片を切り出して引張試験、ＣＰＴ試験を行った。なお、比較鋼は、ＪＩＳ ＳＵＳ３０４Ｎ、ＳＵＳＸＭ７、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ８３６Ｌである。
【００２１】
ここで、常温引張試験は、ＪＩＳ ４号試験片を使用し、０．２％耐力、引張強度を測定した。ＣＰＴ試験は、ＪＩＳ Ｇ ０５７８に則り行った。その結果を表２に示す。また、顕微鏡により組織確認（×１００）したところによれば、固溶化熱処理状態で未固溶の窒化物はほとんど確認できないこともわかった。
【００２２】
【表１】
2008018115.tif 000002
【００２３】
【表２】
2008018115.tif 000003
【００２４】
表２に示すように、本発明鋼１〜９は、ＳＵＳ３０４Ｎ、ＳＵＳ８３６Ｌと比較しても、室温での０．２％耐力および引張強さが優れ、耐孔食性はＳＵＳ３１６Ｌよりはるかに優れており、耐海水ステンレス鋼に近い特性を有している。
【００２５】
この実施形態によれば、１１００℃以下の固溶化熱処理で窒素を完全に固溶させることができる。従って、コストの上昇と加工性の低下を抑えて、強度と耐食性を向上させたゴルフクラブヘッド用のオーステナイト系ステンレス鋼が提供される。
【００２６】
（ゴルフクラブヘッドの作製及びキャノンテスト）
次に、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドの少なくとも一部の材料となる高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼（発明鋼１〜９）を使用してロストワックス法によってゴルフクラブヘッドを作製し、キャノンテストを行ったのでそれについて説明する。図１は、キャノンテストの概要を模式的に示したものである。キャノンテストにおいては、自社製の測定器（キャノン砲）を用いた。また、ターゲットは、ゴルフクラブヘッド（＃５アイアン）のフェース面（発明鋼１〜９を用いて作製した）とした。キャノン砲から初速５０ｍ／ｓで１ｍ離れたターゲットにゴルフボールを発射し、３０００発衝突させた。その後、フェース面に割れや亀裂がないかを目視により確認した（カラーチェック）。
【００２７】
この結果、発明鋼１〜９を用いて作製したフェース面には、いずれも割れや亀裂が生じなかった。このことから、発明鋼１〜９を用いてゴルフクラブヘッドを作製すれば強度や耐久性に優れたものが得られることがわかった。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。上記実施形態においては、ゴルフクラブヘッドの少なくとも一部に高強度・高耐食含窒素オーステナイト系ステンレス鋼を適用した例を示したが、ゴルフクラブのシャフトの少なくとも一部にこれを適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、表面処理を行わなくてもよいため、ゴルフ関連用品の製造メーカーで利用することができる。また、強度及び耐食性が高いため、屋外、工業、沿岸地域等に使用されるセルフタッピン、ドリルネジやボルト等や船尾シャフト等に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】キャノンテストの概要を示した図である。
【図１】
2008018115.tif 000004