(57)【要約】【課題】重りの製造コストを低く抑え、完成品の伸長率を高め、製造時間を短縮し、さらに重りに精密な図案や文字を直接注入鋳造することができるゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法を提供しようとするものである。【解決手段】ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを順序良く高温熔解炉に入れて熔融し、ニッケル、鉄、タングステン、シリコン、マンガン、ニオビウムの重量百分率を３０〜５０％：３０〜５０％：２０〜３５％：１．０％以下：１．０％以下：０．５％以下に維持することにより、予め設定された比重に符合する熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を製造する段階と、熔融タングステン−フェロ−ニッケル合金を金型に注入し、精密鋳造法によってゴルフクラブヘッドの重りを製造する段階と、金型を外して切辺した後の辺材を次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用する段階とを含む。【選択図】　　図２
2004066285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドの重りの製造方法であって、
ａ）ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを順序良く高温熔解炉に入れて熔融し、ニッケル、鉄、タングステン、シリコン、マンガン、ニオビウムの重量百分率を３０〜５０％：３０〜５０％：２０〜３５％：１．０％以下：１．０％以下：０．５％以下に維持させることにより、予め設定された比重に符合する熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を製造する段階と、
ｂ）上記熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を予定の形状や精密な図案と文字を有する予熱された金型に注入し、精密鋳造法によってゴルフクラブヘッドの重りを製造する段階と、
ｃ）金型を外して切辺した後の辺材をリサイクリングし、次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用する段階と
を含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項２】
上記熔解炉は一炉毎に７０キロの熔融合金を熔融することを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項３】
上記熔解炉の温度は１４５０℃以上であることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項４】
上記熔解炉の温度は１７５０℃より低いことを特徴とする請求項３記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項５】
上記ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムの細粒は不規則状であることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項６】
上記タングステン−フェロ−ニッケル合金が完全に熔融された後、予め設定された比重値に符合するか否かを抜き取りして比重を測量することを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項７】
上記タングステン−フェロ−ニッケル合金の密度は９．５から１１．０ｇ／ｃｍ３の間であることを特徴とする請求項６記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項８】
上記タングステン−フェロ−ニッケル合金の溶融点の範囲は１４００℃から１５００℃の間であることを特徴とする請求項６記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項９】
他に微量のスラッギング成分が包含され、銅と炭素の重量百分率がそれぞれ３．０％以下と０．１％以下であることを特徴とする請求項６記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項１０】
上記金型の予熱温度は９５０℃から１３００℃の間で、その保持時間は３０分から６０分の間であることを特徴とする請求項６記載のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法。
【請求項１１】
ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムをタングステン−フェロ−ニッケル合金に熔融することにより、精密鋳造法によってゴルフクラブヘッドの重りを製造し、上記重りには重量百分率がそれぞれ３０〜５０％のニッケル、３０〜５０％の鉄、２０〜３５％のタングステン、１．０％以下のシリコン、１．０％以下のマンガン、０．５％以下のニオビウムが包含されることを特徴とするゴルフクラブヘッドの重り。
【請求項１２】
金型を外して切辺した後の辺材をリサイクリングし、次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用することができることを特徴とする請求項１１記載のゴルフクラブヘッドの重り。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法に関するもので、特に、特定の金属熔融順序と成分比率を有した精密鋳造工程を利用してゴルフクラブヘッドのタングステン−フェロ−ニッケル合金の重りを製造し得ることにより、従来の粉末冶金で製造されたタングステン−フェロ−ニッケル合金の重りによる破裂し易く、さらに重りにおいて精密な図案を彫刻したりし難いという問題点を改善できるゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のものにあっては、下記のようなものになっている。
【０００３】
図１に示す従来のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法において、高密度と高熔接性を有する多種類の金属を粉末冶金（ｐｏｗｄｅｒ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）によってゴルフクラブヘッドの重りに適用される合金を製造し得るものである。特に、タングステン（１９．３０ｇ／ｃｍ３）、フェロ（７．８ｇ／ｃｍ３）およびニッケル（８．９ｇ／ｃｍ３）などの金属を含んだタングステン−フェロ−ニッケル合金は重量が重く、体積が小さく、硬度が大きいなどの利点を有するため、業界においては広く使用されている。また、通常として従来の粉末冶金の工程には、Ａ．予め設定された成分比率によってタングステン、フェロ、ニッケルなどの金属粉末を混合させる段階と、Ｂ．上記の粉末を押圧して固く押圧されたサンプルを形成させる段階と、Ｃ．高温（及び真空）において上記固く押圧されたサンプルを焼結させる段階と、Ｄ．上記固く押圧されたサンプルに対して数回の加工および熱処理を施してゴルフクラブヘッドの重りを製造する段階が含まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法について、上記の粉末冶金の工程は業界において広く利用されているが、粉末冶金の工程において、やはり多数の問題点が存在しており、例えば金型の製造費が高く、完成品の伸長率が比較的低く、製造工程の時間が比較的長く、精密な図案、文字、型番号および商標などを直接圧力鋳造することができないという問題点があった。その原因はタングステン−フェロ−ニッケル合金の重りには硬度の極めて高いタングステン金属が含まれていることにある。そのため、粉末冶金から製造されたタングステン合金の重りには商標や図案をきれいに製造することができず、焼結してから彫刻する方式で商標や図案をきれいに加工しなければならなかった。そのため、粉末冶金だとその製造時間が長くなると共に、生産効率が低くなるという問題点があった。
【０００５】
また、業界においては粉末冶金の工程で固く押圧されたサンプルに直接精密な図案を圧力鋳造することができないという問題点の克服について、従来の精密鋳造（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｃａｓｔｉｎｇ）の製造方法をもってゴルフクラブヘッドのタングステン−フェロ−ニッケル合金の重りを製造することについて絶えることなく試して来たが、精密鋳造の工程において融点の高いタングステンが熔融過程においてタングステンが沈殿してしまうという問題点を克服できないでいる。そのため、精密鋳造は、鋳造工程におけるコストが低く、完成品の伸長率が高く、製造時間が比較的短く、さらに精密な図案を直接注入鋳造できるなどの利点があるにもかかわらず、ゴルフクラブヘッドのタングステン−フェロ−ニッケル合金の重りの製造に応用することができないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、特定の順序と成分比率による精密鋳造工程を利用し、ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを順序良く高温で完全に熔融し、ゴルフクラブヘッドのタングステン−フェロ−ニッケル合金の重りを精密鋳造することにより、重りの製造コストを低く抑え、完成品の伸長率を高め、製造時間を短縮し、さらに重りに精密な図案や文字を直接注入鋳造することができるゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法は、下記のようになるものである。
すなわち、本発明のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法は、
ａ）ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを順序良く高温熔解炉に入れて熔融し、ニッケル、鉄、タングステン、シリコン、マンガン、ニオビウムの重量百分率を３０〜５０％：３０〜５０％：２０〜３５％：１．０％以下：１．０％以下：０．５％以下に維持させることにより、予め設定された比重に符合する熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を製造する段階と、
ｂ）上記熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を予定の形状や精密な図案と文字を有する予熱された金型に注入させ、精密鋳造法によってゴルフクラブヘッドの重りを製造する段階と、
ｃ）金型を外して切辺した後の辺材をリサイクリングし、次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用する段階と
を含む方法で構成される。
【０００８】
また、本発明のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法は、下記のように構成することもできる。
１．上記熔解炉は一炉毎に７０キロの熔融合金を熔融する。
２．上記熔解炉の温度は１４５０℃以上である。
３．上記熔解炉の温度は１７５０℃より低い。
４．上記ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムの細粒は不規則状である。
５．上記タングステン−フェロ−ニッケル合金が完全に熔融された後、予め設定された比重値に符合するか否かを抜き取りして比重を測量する。
６．上記タングステン−フェロ−ニッケル合金の密度は９．５から１１．０ｇ／ｃｍ３の間である。
７．上記タングステン−フェロ−ニッケル合金の溶融点の範囲は１４００℃から１５００℃の間である。
８．他に微量のスラッギング成分が包含され、例えば銅と炭素の重量百分率がそれぞれ３．０％以下と０．１％以下である。
９．上記金型の予熱温度は９５０℃から１３００℃の間で、その保持時間は３０分から６０分の間である。
【０００９】
一方、本発明のゴルフクラブヘッドの重りは、ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムをタングステン−フェロ−ニッケル合金に熔融することにより、精密鋳造法によって製造される。上記重りには重量百分率がそれぞれ３０〜５０％のニッケル、３０〜５０％の鉄、２０〜３５％のタングステン、１．０％以下のシリコン、１．０％以下のマンガン、０．５％以下のニオビウムが包含される。
【００１０】
また、本発明のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法は、金型を外して切辺した後の辺材をリサイクリングし、次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用できるようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【００１２】
図２は本発明によるゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法を示すブロック図である。
【００１３】
本発明のゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法は、ａ）ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを順序良く高温熔解炉に入れて熔融し、ニッケル、鉄、タングステン、シリコン、マンガン、ニオビウムの重量百分率を３０〜５０％：３０〜５０％：２０〜３５％：１．０％以下：１．０％以下：０．５％以下に維持させることにより、予め設定された比重に符合する熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を製造し得る段階と、ｂ）上記熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を予定の形状や精密な図案と文字を有する予熱された金型に注入し、精密鋳造法によってゴルフクラブヘッドの重りを製造し得る段階と、ｃ）金型を外して切辺した後の辺材をリサイクリングし、次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用し得る段階とを含む。
【００１４】
図２を参照すると、本発明のゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法の第一段階は、ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを順序良く高温熔解炉に入れて熔融し、ニッケル、鉄、タングステン、シリコン、マンガン、ニオビウムの重量百分率を３０〜５０％：３０〜５０％：２０〜３５％：１．０％以下：１．０％以下：０．５％以下に維持させることにより、予め設定された比重に符合する熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金を製造し得る段階である。従来の精密鋳造工程においてタングステン−フェロ−ニッケル合金からゴルフクラブヘッドの重りを製造する際、タングステンの沈殿現象の発生によって製品の良品率が低下するという問題点を克服するため、本発明においては特定の金属熔融順序と成分比率を利用して精密鋳造の工程を行うものである。上記特定の金属熔融順序とは、主に順序に従って、不規則の細粒のニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを１４５０℃以上の高温熔解炉に入れることを指す。
【００１５】
本発明の実施例として、先ず１４５０℃以上の高温で融点の比較的低いニッケルを先に熔融し、ニッケルが完全に熔融されてから鉄を入れることにより、ニッケルと鉄の溶解合金を獲得することができる。それから、上記ニッケルと鉄の溶解合金を利用してフェロタングステンの熔化温度をさらに降下させ、そしてフェロタングステンが上記溶解炉の中でスムースに熔融するのを促すことにより、タングステンの沈殿を生じさせない。次いで、フェロタングステンを完全に熔融させた後、再びリサイクリング残留物を入れる。上記リサイクリング残留物はゴルフクラブヘッドのタングステン−フェロ−ニッケル合金の重りが製造し得た後、重りの金型が外されて切辺されてから余った辺材をリサイクルして再利用するものを指す。最後に、再びフェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを入れることにより、鋳造時の流動性と気体除去の補助効果を高めることができる。
【００１６】
表１を参照すると、本発明における上記金属材料とリサイクリング残留物の熔融が完成された時、ニッケル、鉄、タングステン、シリコン、マンガン、ニオビウムの重量百分率は３０〜５０％：３０〜５０％：２０〜３５％：１．０％以下：１．０％以下：０．５％以下の比率に維持され、そして他に微量のスラッギング成分として例えば銅と炭素の重量百分率がそれぞれ３．０％以下と０．１％以下に維持される。
【表１】
2004066285.tif 000003
【００１７】
その他に、上記溶解炉はタングステン−フェロ−ニッケル合金の専用の溶解炉で、各炉には７０キロの熔融合金を熔融することができると同時に、炭素、リン、イオウなどの溶接に害を与える元素が炉の中に進入して汚染してしまうのを防止することができる。そして、各種の不規則状の細粒状の材料は多回数少量の方式で溶解炉の中にゆっくり入れる方が好適で、それによって大量注入による突発的な架橋現象（材料の不完全熔融で団塊状に形成されるため、溶解炉の内部に空気穴または気泡が生じてしまう）を避けることができるため、溶解炉の危険性を下げることができる。
【００１８】
さらに、本発明のゴルフクラブヘッドの重りに製造されるタングステン−フェロ−ニッケル合金の予め設定された比重はゴルフクラブヘッドの異なる用途によって変化を与えることができるが、その比重を予め９．５から１１．０ｇ／ｃｍ３の間に設定した方が好適であり、さらに、その融点の範囲は約１４５０℃（２６４２°Ｆ）に設定するのが好適である。
【００１９】
再び図２を参照すると、本発明のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法の第二段階は、熔融された上記タングステン−フェロ−ニッケル合金を予定の形状や精密な図案と文字を有する予熱された金型に注入し、精密鋳造法によってゴルフクラブヘッドの重りを製造し得る段階である。上記熔融のタングステン−フェロ−ニッケル合金が特定の金属熔融順序と成分比率に従って製造し得た時、しかも、サンプルを抜取って比重を測量し、その比重が予め設定された比重に符合した場合、出炉前に空気とかすの除去を行った後、熔融されたタングステン−フェロ−ニッケル合金を精密鋳造用の金型に直接注入させることができる。上記金型の熔融液の注入前における予熱温度は９５０℃から１３００℃の間に設定した方が好適であり、さらにその保持時間は３０分から６０分の間に設定した方が好適である。
【００２０】
また、通常として精密鋳造の金型はゴルフクラブヘッドの重りの予定形状に形成されることができるだけではなく、さらに精密な図案、文字、型番号および／または商標を予め加工しておくことができるため、本発明の方法を利用して製造されたゴルフクラブヘッドの重りには精密鋳造によって図案、文字、型番号および／または商標が直接形成される。このように、従来の粉末冶金工程において生じていた、機械によって図案、文字、型番号および／または商標を彫刻する時、精密加工が行い難く、製造時間が長く、生産効率が低いなどの問題点を避けることができる。さらに、表２を参考すると、本発明における精密鋳造によって製造されたゴルフクラブヘッドの重りは製造コストが低く、製造時間が短く、完成品の伸長率が高いなどの利点を有する。
【表２】
2004066285.tif 000004
【００２１】
再び図２を参照すると、本発明のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法の第三段階は、金型を外して切辺した後の辺材をリサイクリングし、次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用し得る段階である。タングステン−フェロ−ニッケル合金の溶融液を精密鋳造の金型に注入した後、直ちに金型をコンベアの上に置いて水冷による冷却を行い、さらに低圧力で金型の振動を行い、それから直ちに切辺を行う。切辺された残りの辺材はリサイクルされると共に、不規則状の細粒になるように形成させることにより、次回の精密鋳造のリサイクリング残留物として使用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、特定の金属熔融順序と成分比率を利用して従来の精密鋳造工程によるタングステンの沈殿問題を克服するもので、ニッケル、鉄、フェロタングステン、リサイクリング残留物、フェロシリコン、フェロマンガンおよびフェロニオビウムを高温で順序よく熔融させることにより、タングステン−フェロ−ニッケル合金から精密な図案や文字を有したゴルフクラブヘッドを製造することができる。また、粉末冶金の工程を利用した従来のゴルフクラブヘッドの重りの製造方法では、金型の製造コストが高く、完成品の伸長率が低く、製造時間が比較的長く、精密な図案、文字、型番号および商標を直接圧力鋳造することができず、後続の彫刻加工を必要とするなどの問題点を有しており、本発明によれば、製造コストを低く抑え、完成品の伸長率を高め、製造時間を短縮し、さらに精密な図案や文字を直接注入鋳造することができるという利点がある。
【００２３】
本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法によるブロック図である。
【図２】本発明のゴルフクラブヘッドの重りとその製造方法によるブロック図である。
【図１】
2004066285.tif 000005
【図２】
2004066285.tif 000006