(57)【要約】【課題】高可鍛性、高耐蝕性と高耐摩擦を有すると共に、７２０℃から９６０℃の比較的相対低温で温間鍛造の製造工程をスムースに行うことができ、高耐食性、高耐摩擦性のゴルフクラブヘッドを製造することができると共に、鍛造型の使用寿命を延ばすことができるゴルフクラブヘッドの鍛造合金を提供する。【解決手段】量百分率の炭素０．０８％から０．１６％、シリコンが０．８以下、マンガンが１．０％以下、およびクロムが１１．５％から１７．０％、その他の比例は鉄からなるように構成される。鍛造温度がステンレスのδフェライトの変形温度より高くならないように形成された時、上記ステンレスは７２０℃から９６０℃までの温度と、および５８０トンから８６０トンまでの圧力の下で、スムースに温間鍛造を行うことができるため、高耐食性と高耐摩擦性を有するゴルフクラブヘッドを製造することができるように構成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量百分率の炭素０．０８％から０．１６％、シリコンが０．８以下、マンガンが１．０％以下、およびクロムが１１．５％から１７．０％、その他の比例は鉄からなるように構成されるゴルフクラブヘッドの鍛造合金であって、上記鍛造合金はマルテンサイト系のステンレスからなることを特徴とするゴルフクラブヘッドの鍛造合金。
【請求項２】
上記ステンレス鍛造合金の鍛造温度はδフェライトの変形温度より高くならないように形成され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鍛造合金。
【請求項３】
上記ステンレス鍛造合金の鍛造温度は７２０℃から９６０℃まで介在するように形成され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鍛造合金。
【請求項４】
上記ステンレス鍛造合金の鍛造圧力は５８０トンから８６０トンまで介在するように形成され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鍛造合金。
【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の鍛造合金に関するもので、特に炭素、シリコン、マンガンとクロムの混合比例を適当に制御することにより、ゴルフクラブヘッドを鍛造により製造することができるステンレス鍛造合金に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
金属材料の可鍛性については流動応力から考慮することができ、一般的で言えばステンレスは炭素鋼と低合金鋼より可鍛性が悪く、その理由としてステンレスは高合金系に属するため、その流動応力は通常として炭素高と低合金鋼より高い。その他に、他のフェーズの発生、クリスタル粒の粗大、過大な流動応力が生じるのを避けるべく、さらに抗裂の能力を高めるなどの要素を考慮すると、鍛造温度の範囲については厳しく制限されている。
【０００３】
従来のゴルフクラブヘッドの鍛造合金は好ましくは低炭素鋼または低合金鋼の合金材質を使用しているが、上記合金材質は比較的低硬度と比較的高い可鍛性を有するだけではなく、再結晶（recrystallization）の温度の下で温間鍛造（warm forging）の方式を利用して加工を行うことにより、鍛造によりゴルフクラブヘッドをスムースに製造することができる。上記合金材質の温間鍛造の温度（７５０℃から９７０℃）は相対に低くなるため、製造か工程においてゴルフクラブヘッドの鍛造型に対して熱疲労による破壊（熱による割れ目）、酸化、変形の発生を低く抑えることができる。しかし、上記合金材質には鍛造温度が低く、鍛造型の寿命が長くなるという利点を有することにより、業界において広く使用されているが、上記合金材質により製造されたゴルフクラブヘッドは耐食性においてはやや不足であるという問題点があった。耐食性が不足するという問題点について、ゴルフクラブヘッドの表面に防錆のめっき膜を形成させることによって克服することができるが、上記防錆めっき膜によっては却って耐摩擦性の低落または片状として剥げ易くなるなど、歩留りに対して影響を及ぼしてしまうという問題点があった。
【０００４】
その他に、業界においてはコストの比較的高いステンレス材質を使用してゴルフクラブヘッドの耐食性と耐摩擦性を改善しようとしているが、ステンレス材質の高硬度と低可鍛性を克服するべく、業界においては熱間鍛造（hot forging）の方式を使用しなければならなくなり、すなわち比較的高い鍛造温度と圧力を利用しなければステンレス材質に対して鍛造加工をスムースに行うことができない。しかし、熱間鍛造の方式では下記の問題点を有しており、高温鍛造時においてステンレス材質には表面酸化、スケーリング（scaling）の発生およびサイズの精密度が悪くなるなどの問題点を有している。さらに、鍛造型にも熱疲労による破壊（熱による割れ目）、酸化、変形の発生が生じ易いため、鍛造型の使用寿命が短くなるという問題点があった。また、表１に示すように、ステンレス材質に過大な流動応力の発生を避けるべく、上記ステンレス材質の鍛造温度を通常として９５４℃から１１７７℃までの相対高温の範囲内に厳しく制御しなければならないため、製造工程における設備の要求性が求められると共に、制御に関する困難度も高くなるという問題点があった。（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００５】
【表１】
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【非特許文献１】Principal Metals社のＨＰhttp://www.principalmetals.com
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来のゴルフクラブヘッドの鍛造合金においては、コストの比較的高いステンレス材質を使用してゴルフクラブヘッドの耐食性と耐摩擦性を改善することができるが、比較的高い鍛造温度と圧力を利用しなければステンレス材質に対して鍛造加工をスムースに行うことができず、しかし熱間鍛造の方式では高温鍛造時においてステンレス材質には表面酸化、スケーリングの発生およびサイズの精密度が悪くなるという問題点があった。さらに、鍛造型にも熱疲労による破壊（熱による割れ目）、酸化、変形の発生が生じ易いため、鍛造型の使用寿命が短くなるという問題点があった。
【０００７】
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、鍛造合金を製造する時、炭素、シリコン、マンガン、クロムの混合比例を適当に制御することにより、マルテンサイト系のステンレス鍛造合金を形成させる。上記ステンレス鍛造合金は高可鍛性、高耐蝕性と高耐摩擦を有すると共に、７２０℃から９６０℃までの比較的相対低温で温間鍛造の製造工程をスムースに行うことができるため、高耐食性、高耐摩擦性のゴルフクラブヘッドを製造することができると共に、鍛造型の使用寿命を相対的に延ばすことができるゴルフクラブヘッドの鍛造合金を提供しようとするものである。
【０００８】
本発明の第一の目的は、鍛造合金を製造する時、炭素、シリコン、マンガン、クロムの混合比例を適当に制御することにより、マルテンサイト系のステンレス鍛造合金を形成させ、上記ステンレス鍛造合金は高可鍛性有するため、相対低温の温間鍛造の方式によりゴルフクラブヘッドを製造することができるため、鍛造合金の可鍛性を高めることができると共に、鍛造型の使用寿命を延ばすことができるゴルフクラブヘッドの鍛造合金を提供しようとするものである。
【０００９】
本発明の第二の目的は、鍛造合金を製造する時、炭素、シリコン、マンガン、クロムの混合比例を適当に制御することにより、マルテンサイト系のステンレス鍛造合金を形成させ、上記ステンレス鍛造合金は高耐蝕性と高耐摩擦を有することにより、鍛造により製造されたゴルフクラブヘッドの機械的性質を高めることができるため、ゴルフクラブヘッドの耐蝕性と耐摩擦性を高めることができるゴルフクラブヘッドの鍛造合金を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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鍛造合金は、下記のようになるものである。すなわち、
重量百分率の炭素０．０８％から０．１６％、シリコンが０．８以下、マンガンが１．０％以下、およびクロムが１１．５％から１７．０％、その他の比例は鉄からなるように構成される。上記鍛造合金はマルテンサイト系のステンレスからなる。
【００１１】
本発明によるゴルフクラブヘッドの鍛造合金は、上記ステンレス鍛造合金の鍛造温度はδフェライトの変形温度より高くならないように形成されることもできる。また、上記ステンレス鍛造合金の鍛造温度は７２０℃から９６０℃まで介在するように形成されることもできる。また、上記ステンレス鍛造合金の鍛造圧力は５８０トンから８６０トンまで介在するように形成されることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のゴルフクラブヘッドの鍛造合金によれば、鍛造合金を製造する時、炭素、シリコン、マンガン、クロムの混合比例を適当に制御することにより、マルテンサイト系のステンレス鍛造合金を形成させ、上記ステンレス鍛造合金は高可鍛性を有するため、相対低温の温間鍛造の方式によりゴルフクラブヘッドを製造することができるため、鍛造合金の可鍛性を高めることができると共に、鍛造型の使用寿命を延ばすことができるという利点がある。
【００１３】
本発明のゴルフクラブヘッドの鍛造合金によれば、鍛造合金を製造する時、炭素、シリコン、マンガン、クロムの混合比例を適当に制御することにより、マルテンサイト系のステンレス鍛造合金を形成させ、上記ステンレス鍛造合金は高耐蝕性と高耐摩擦を有することにより、鍛造により製造されたゴルフクラブヘッドの機械的性質を高めることができるため、ゴルフクラブヘッドの耐蝕性と耐摩擦性を高めることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は本発明の実施例のゴルフクラブヘッドの鍛造合金を鍛造によりゴルフクラブヘッドを製造する工程を示す図で、図２は本発明の実施例のゴルフクラブヘッドの鍛造合金がゴルフクラブヘッドに鍛造された後の断面顕微写真図である。
【００１６】
本発明のゴルフクラブヘッドの鍛造合金は鉄、フェロシリコン、フェロマンガンおよびクロムなどから選択して合金に形成する。上記合金の構成比例は下記の比例に符合した方が好適であり、重量百分率の炭素（Ｃ）０．０８％から０．１６％、シリコン（Ｓｉ）が０．８以下、マンガン（Ｍｎ）が１．０％以下、およびクロム（Ｃｒ）が１１．５％から１７．０％で、その他の比例は鉄（Ｆｅ）からなるように構成される。それによって、本発明においてステンレス鍛造合金を取得することができる。
【００１７】
本発明の構成比例により製造されたステンレス鍛造合金はマルテンサイト（martensite）のステンレスである。従来のステンレスの材質と比較し、本発明のステンレス鍛造合金の炭素、シリコン、クロムの量は比較的低いため、硬度、耐摩擦性を相対的に低く抑えることができると共に、可鍛性を相対的に高めることができる。また、従来の低炭素鋼および低合金鋼と比較し、本発明のステンレス鍛造合金はステンレスが有する比較的高い硬度と比較的高い耐摩擦性を保有することができるだけではなく、さらに可鍛性を高めることができる。
【００１８】
本発明のステンレス鍛造合金を利用して鍛造を行う時、上記ステンレス鍛造合金は比較的高い可鍛性を有しているため、本発明においては７２０℃以上の相対的に比較的低い鍛造温度まで加熱するだけで、上記ステンレス鍛造合金に充分な塑性変形能力を与えることができるため、後続の鍛造作業を提供することができる。また、上記ステンレス鍛造合金の温度が高くなり過ぎてδフェライトを析出することにより、ステンレス鍛造合金が塑性変形に所要とする流動応力の数値が急に上昇するため、可鍛性が低くなり、さらに鍛造の圧力を上げなければならないなどの問題点を避けるべく、本発明においてはステンレス鍛造合金の鍛造温度を上記ステンレスのδフェライトの変形温度以下に維持するように適当に制御しなければならず、さらに上記ステンレスのδフェライトの変形温度はクロム、炭素の含んだ量に基づいて変化するため、本発明においてはクロム、炭素の含んだ量に基づいて鍛造温度を７２０℃以上に維持するように選択した方が好適で、しかし好ましくは９６０℃を超えてはならない。ステンレス鍛造合金がこのような相対的な比較的低い温度で鍛造を行うことを温間鍛造と言う。
【００１９】
また、本発明において上記冶金製造工程において使用された鉄およびクロムは通常として鉄、クロムの純金属（少量な雑質を含み）を指すもので、そして上記フェロシリコンおよびフェロマンガンはそれぞれシリコン、マンガンの合金鉄（ferroalloy）を指すものである。冶金時において、本発明は実際に取得したフェロシリコン、フェロマンガンの内含元素の分量によりそれぞれの用量を適当に調整することにより、製造された鍛造合金は上記予定された比例に符合することができるため、ゴルフクラブヘッドの鍛造合金を製造することができる。その他に、上記ステンレス鍛造合金には製造工程と原料の異なりにより一部分のその他の微量なスラッギング成分が含まれ、例えばイオン（Ｓ）およびリンなどである。
【００２０】
図１は本発明の実施例のゴルフクラブヘッドの鍛造合金を鍛造によりゴルフクラブヘッドを製造する工程を示す図である。図１を参照すると、本発明において上記冶金の製造工程を経てステンレス鍛造合金が製造された後、先ずステンレス鍛造合金を適当な大きさの鍛造体１０に裁断し、鍛造体１０は製品または製造工程の需要性に応じて予定数の鍛造型（鍛造型の材料はＳＫＤ６１工具鋼である）１１ａから１１ｄを経て数回の鍛造処理を行う。鍛造過程において、各鍛造型１１ａから１１ｄまでの型穴１２ａから１２ｄは順序に従って形状の変化を形成するため、鍛造体１０の外形の輪郭は同期に鍛造されて上記型穴１２ａから１２ｄの形状に対応するように段々と成形することにより、ヘッドブランク１０ａから１０ｄが形成される。もし鍛造型１１ａから１１ｄの数量が４組であると、本発明においてはその塑性変形量の多少の需要性に応じて温度を選択することができ、例えば鍛造型１１ａ、１１ｂ、１１ｃと１１ｄの鍛造温度をそれぞれ９４０℃から９６０℃まで、８７０℃から９３０℃まで、８２０℃から８８０℃までおよび７２０℃から７８０℃まで維持させることができる。鍛造型１１ａから１１ｄまでの鍛造圧力は５８０トンから８６０トンまでの間に維持することができる。最後に、ヘッドブランク１０ｄは再び数回の表面加工を経て、予定規格を有した高耐食性、高耐摩擦性のヘッドの完成品（図示せず）が製造される。
【００２１】
図２は本発明の実施例のゴルフクラブヘッドの鍛造合金がゴルフクラブヘッドに鍛造された後の断面顕微写真図である。図２を参照すると、ステンレス鍛造合金が数回に渡って加熱と鍛造を経た後、ステンレス鍛造合金にはやはりマルテンサイト系の金相を保有している。また、上記ステンレス鍛造合金の硬度の調整可能な範囲がかなり広いため（ＨＲｂ８５からＨＲｃ５０まで）、ヘッドの型などの製品の需要性に応じて簡単に硬度を調整することができる。例えば、角度の比較的大きいウェッジ型ヘッドに対してその硬度を低く調整することにより、打球の制球性を高めることができるのに対し、一般のアイアンヘッドに対してその硬度を比較的高い数値に制御することにより、打球の飛距離を延ばすことができる。その他に、使用者の需要性に応じてヘッドの硬度の数値を調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
上述の如く、従来のゴルフクラブヘッドの鍛造合金においては、低炭素鋼、低合金鋼または従来のステンレスなどを採用しているため、高可鍛性、高耐食性および高耐摩擦性などの問題点を有しているのに対し、本発明のゴルフクラブヘッドの鍛造合金によれば、炭素、シリコン、マンガン、クロムの比例を適当に制御することにより、ゴルフクラブヘッドの鍛造合金の物理化学的性質を増やすことができると同時に、可鍛性、耐食性、耐摩擦性の功能を高めることができるため、鍛造工程における鍛造型の使用寿命を相対的に延ばすことができる。
【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】
【００２４】
【図１】本発明の実施例のゴルフクラブヘッドの鍛造合金を鍛造によりゴルフクラブヘッドを製造する工程を示す図である。
【図２】本発明の実施例のゴルフクラブヘッドの鍛造合金がゴルフクラブヘッドに鍛造された後の断面顕微写真図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    鍛造体
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ    ヘッドブランク
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ    鍛造型
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ    型穴
【図１】
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【図２】
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