專利名稱：鈷合金與鈦合金的焊接方法及在高爾夫球具上的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種金屬焊接方法，具體講是一種使鈷合金材料與鈦合金材料接合 時的焊接方法，以及該方法在包括制造高爾夫球具等方面中的應用。
背景技術：
焊接是同種或不同種金屬材料間相互接合的一種常用方法。但不同材料，特別是異 種材料間的焊接時的難度及焊接效果常會有很大差異。
以高爾夫球具中的球頭為例，目前世界高爾夫業界所使用的球頭， 一般都是用全鋁 合金或鈦合金制造的，且鈦合金用的最為普遍。鈦合金球頭的打擊面無論是采用a+(3鈦 合金或是(3鈦合金，由于受材料強度和硬度的限制，其打擊面不可能做的太薄，硬度也 不可能提高，因而影響到它的擊球距離。
而目前的含鈷合金材料，如含有質量比例為Co 9 12.5%， Ni 17.8~18.5%， Mo 4 5.5% 等成分的合金，或是含有質量比例為Co 8 9%， Ni 8 9%， Mo 4.5 5.5%， Cr 10 11.5% 等成分(其余均為鐵及允許的雜質)的合金，其強度都可達2000Mpa，硬度HRC54 56， 用它做球頭的打擊面，就可以做的薄且富有彈性，有利于提高擊球距離。但目甜對這種 含鈷、特別是鈷含量較高的合金材料，尚無法實現與鈦合金之間的相互煤接。其相互焊 接的問題，已成為解決包括上述高爾夫球頭制造在內的相關技術問題的關鍵。

發明內容
鑒于此，本發明首先將為解決上述問題而提供一種能實現鈷合金與鈦合金接合的焊 接方法。在此基礎上，本發明還將進一歩提供一種該焊接方法在制造復合材料結構的高 爾夫球頭方面的應用。
本發明鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，是在該含鈷合金材料的焊接部位接合面處 先被覆一過渡元素材料層后，經該過渡元素材料層使其實現相互焊接。其中，所說的過 渡元素材料， 一般以優先選擇常用、易得、成本低，環境污染小的元素材料，如銅、銀、 鎳、鈀、釩等中的任一種為佳。經試驗結果表明，其中特別優選的材料是鎳或釩。
在本發明的上述方法中，在一種金屬材料表面被覆另一種金屬材料層時，最簡便和 常用的顯然是電鍍方式。因此本發明上述方法中所說的過渡元素材料層同樣以電鍍方式 被覆在所說的焊接部位處接合面上為優選，例如因鍍鎳是目前工業領域中應用最多且最方便的， 一般電鍍企業和/或電鍍設備都可以順利操作和完成。但這并非意味著對其它被 覆方式的排除，如粘合等。
上述方法中所說的過渡元素材料被覆層的不同厚度和/或面積，會對焊接的效果產生 相應的影響。例如，被覆鍍層若太厚，不但并非有利于提高焊接效果，相反還有可能出 現焊后脫層。進一歩的試驗顯示， 一般情況下，所說的過渡元素材料被覆層的厚度以 3 5pm為佳。如果被覆鍍層的面積太大非但沒有必要，而且可能會順著鎳鍍層流出，導 致被焊接的兩材料間所需的有效焊料減少甚至沒有焊料滲入而影響焊接效果。試驗結果 顯示，在兩焊接材料間該被覆層的被覆面積以大于所說接合面邊緣lmm為佳。
在上述基礎上，所說的焊接方式可以根據實際情況有不同的選擇。試驗顯示，以采 用目甜的真空釬焊方式為佳。
本發明的上述焊接方法在被應用于制造高爾夫球具中的球頭時，所說的該含鈷合金 可以為上述含有質量比例為Co 9~12.5%， Ni 17.8~18.5%， Mo 4~5.5%等成分的合金材料， 或者是含有質量比例為Co 8~9%， Ni 8~9%， Mo4.5~5.5%， Cr 10~11.5%等成分(其余 同樣均為鐵及允許的雜質)的合金材料。
采用本發明上述的焊接方法，可以制造得到性能更加理想的復合材料結構的高爾夫 球頭。該球頭結構是由兩種材料結構單元，即由鑄造的鈦合金材料殼體結構單元與至少 包括中心部位在內的含鈷合金材料打擊面結構單元，經本發明上述方法相互焊接接合構 成。
一種較為理想的該復合材料結構形式的高爾夫球頭，可以為使所說的該鈦合金材料 殼體結構單元與含鈷合金材料打擊面結構單元的接合焊接部位，采用以電鍍方式被覆有
上述所說的過渡元素(如鎳等)材料層并能相互適應的臺階結構，然后經真空釬焊實現 鈦合金材料殼體結構單元與含鈷合金材料打擊面結構單元的接合。其中該過渡元素鍍層 的厚度為3~5pm，鍍層的面積可比該兩種材料的焊接接合面邊緣寬lmm左右。
上述高爾夫球頭結構的具體形式可以根據實際情況或需要有不同選擇。例如， 一種 形式，是可以使所說的含鈷合金材料打擊面結構單元為鑲嵌式配合于鑄造鈦合金殼體結 構單元的打擊中心部位處的環繞式臺階結構內，再經真空釬焊結合的中心式復合結構。 另一種形式，是可以使所說該含鈷合金材料打擊面結構單元為鑲嵌配合在鑄造鈦合金殼 體結構單元的打擊面的上邊緣及環繞于其下方的臺階結構內，再經真空釬焊結合的偏心 復合式結構。再一種形式，是可以使所說該含鈷合金材料打擊面結構單元為鑲嵌配合在 鑄造鈦合金殼體結構單元打擊面上環繞周邊的臺階內，再通過真空釬焊結合的一體式全 打擊面復合結構等。試驗結果顯示，鑲嵌于殼體上的該打擊面除可以采用上述含鈷合金材料外，還可以 采用M455， M465等馬氏體時效鋼等材料它的硬度可達HRC46-48.HRC54-57，而其周 邊的6AI4VTi等材料的合金鈦殼體的硬度一般為HRC33~36。采用本發明上述的焊接方 法，可以使其打擊面材料與鈦合金殼體牢固地相互焊接接合為一整體式結構。經在不同 地點、時間的多次試打顯示，該復合材料形式的球頭的性能和使用效果明顯提高，既有 好的手感，又可獲得理想的擊球距離。
以下結合由附圖所示實施例的具體實施方式
，對本發明的上述內容再作進一歩的詳 細說明。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發明 上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均 應包括在本發明的范圍內。


圖1是本發明復合材料高爾夫球頭的第一種結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖面結構示意圖。
圖3是本發明復合材料高爾夫球頭的第二種結構示意圖。
圖4是圖3的A-A剖面結構示意圖。
圖5是本發明復合材料高爾夫球頭的第三種結構示意圖。
圖6是圖5的A-A剖面結構示意圖。
圖7是上述結構中殼體結構單元與打擊面結構單元間焊接接合部位的示意圖。
具體實施例方式
圖1 2所示的是本發明復合材料高爾夫球頭的一種結構形式。該球頭是由兩種材料 結構單元相互焊接而成。其中含鈷合金打擊面結構單元2為鑲嵌式位于鑄造的鈦合金殼 體結構單元1的打擊中心部位處的環繞式臺階結構3內，并經真空釬焊接合為整體結構 的中心式復合結構。其中在該環繞式臺階3的焊接接合面處先以常規電鍍方式被覆一厚 度為3~5nm、面積比臺階結構3的焊接接合面邊緣寬lmm左右的鎳(或其它過渡元素) 材料層5 (如圖7所示)后再進行真空釬焊。作為該打擊面結構單元2的含鈷合金，可 以采用目前含有質量比例為Co 9 12.5%， Ni 17.8~18.5%， Mo 4 5.5%等成分的合金材料， 或者是含有質量比例為Co 8~9%， Ni 8~9%， Mo4.5~5.5%， Cr 10~11.5%等成分的合金 材料。
圖3 4所示的是本發明復合材料高爾夫球頭的另一種結構形式。其中所說的含鈷合 金打擊面結構單元2為鑲嵌在鑄造鈦合金殼體結構單元1的打擊面的上邊緣4及環繞于 其下方的臺階結構3內，并按上述方式經真空釬焊接合為整體的偏心復合式結構。圖5 6所示的是本發明復合材料高爾夫球頭的又一種結構形式。其中所說的含鈷合 金打擊面結構單元2為鑲嵌在鑄造鈦合金殼體結構單元1打擊面上環繞周邊的臺階結構 3內，并按上述方式經真空釬焊接合的一體式全打擊面復合結構。
權利要求
1. 鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是在含鈷合金材料的焊接部位接合面處先被覆一過渡元素材料層后，經該過渡元素材料層使其相互焊接。
2. 如權利要求1所述的鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是所說的過渡元 素材料在銅、銀、鎳、鈀、釩中任選。
3. 如權利要求2所述的鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是所說的過渡元 素材料為鎳或釩。
4. 如權利要求1所述的鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是所說的過渡元 素材料層為以電鍍方式被覆在所說的焊接部位處接合面上。
5. 如權利要求1所述的鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是所說的過渡元 素材料被覆層的厚度為3~5pm。
6. 如權利要求1所述的鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是所說的過渡元 素材料被覆層的被覆面積大于所說接合面邊緣lmm。
7. 如權利要求1所述的鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是所說的含鈷合 金是含有質量比例為Co9 12.5%， Ni 17.8~18.5%， Mo4 5.5。/。的合金，或是含有質量比 例為Co8 9。/。， Ni8 9%， Mo 4.5 5.5%， Cr 10 11.5%的合金。
8. 如權利要求1至7之一所述的鈷合金與鈦合金接合的焊接方法，其特征是所說 的焊接為真空釬焊方式。
9. 復合材料結構的高爾夫球頭，結構中包括兩種材料的結構單元，其特征是由鑄 造的鈦合金材料殼體結構單元(1)與至少包括中心部位在內的含鈷合金材料打擊面結構 單元(2)經權利要求l所述方法焊接接合構成。
10. 如權利要求9所述的復合材料結構的高爾夫球頭，其特征是所說的鈦合金材 料殼體結構單元(1)與含鈷合金材料打擊面結構單元(2)的接合焊接部位為被覆有所 說過渡元素材料層并能相互適應的臺階結構(3)。
全文摘要
鈷合金與鈦合金的焊接方法及在高爾夫球具上的應用。該焊接方法是在含鈷合金材料的焊接部位接合面處先被覆一過渡元素材料層后，經該過渡元素材料層使其相互焊接。以該方法制造的復合材料結構的高爾夫球頭，包括由鑄造的鈦合金材料殼體結構單元與至少包括中心部位在內的含鈷合金材料打擊面結構單元，經該焊接方法使其相互接合構成。采用本發明上述的焊接方法，可以使其打擊面材料與鈦合金殼體牢固地相互焊接接合為一整體式結構。經在不同地點、時間的多次試打顯示，該復合材料形式的球頭的性能和使用效果明顯提高，既有好的手感，又可獲得理想的擊球距離。
文檔編號A63B53/04GK101284324SQ20081004462
公開日2008年10月15日 申請日期2008年6月4日 優先權日2008年6月4日
發明者朱松嶺 申請人:朱松嶺