本發(fā)明屬于高爾夫球頭，具體涉及一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)目前，高爾夫球球頭鐵桿內(nèi)腔設(shè)計(jì)使用低密度材料(如鋁或其他軟材料)或復(fù)合材料，以提升打擊時(shí)的回饋感。此設(shè)計(jì)多數(shù)采用兩片式球頭結(jié)構(gòu)，將低密度軟材質(zhì)置入后再進(jìn)行焊接。然而，此方法可能會(huì)增加成本，并因?yàn)槠ヅ涔町a(chǎn)生間隙，導(dǎo)致?lián)羟驎r(shí)產(chǎn)生異音，影響打擊感；此外，焊接或機(jī)械固定的結(jié)合強(qiáng)度有限，影響產(chǎn)品的耐久性和性能穩(wěn)定性。

2、也就是說，現(xiàn)有技術(shù)在高爾夫球桿頭的設(shè)計(jì)和制造中存在以下技術(shù)缺陷，低密度材料或復(fù)合材料與桿頭本體的結(jié)合強(qiáng)度較低，容易在擊球時(shí)產(chǎn)生剝離或間隙，影響擊球手感和耐久性。焊接或粘接工藝難以保證結(jié)合面的均勻性和穩(wěn)定性。兩片式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接工藝增加了制造難度和成本，預(yù)成型和粘接工藝需要高精度設(shè)備和技術(shù)，生產(chǎn)效率低。

3、此外，現(xiàn)有技術(shù)對材料的選擇和組合有一定的限制，難以充分發(fā)揮不同材料的性能優(yōu)勢。材料的熱膨脹系數(shù)差異較大，容易導(dǎo)致冷卻后產(chǎn)生間隙。在提升擊球手感和擊打距離方面的效果有限，無法滿足高端用戶的需求。產(chǎn)品的耐久性和一致性較差，影響用戶體驗(yàn)。即傳統(tǒng)鐵桿多采用鍛造或鑄造一體成型，空心結(jié)構(gòu)需多階段加工，成本高且內(nèi)壁光滑導(dǎo)致金屬填充結(jié)合力不足。單一工藝(如壓鑄)難以兼顧復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)與表面粗糙度需求，影響重量分布與擊球反彈性能。

4、因此，針對以上結(jié)合強(qiáng)度不足，工藝復(fù)雜、成本高，以及材料選擇受限，性能提升有限的技術(shù)問題缺陷，急需設(shè)計(jì)和開發(fā)一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭及其制造方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足及困難，本發(fā)明方案提供一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭及其制造方法，提高了高爾夫球頭和復(fù)合材料之間的結(jié)合強(qiáng)度，避免間隙產(chǎn)生；同時(shí)還改善擊球手感和擊打距離；適用于多種材料組合，而且延長了模具壽命。

2、本發(fā)明的第一目的在于提供一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭；本發(fā)明的第二目的在于提供一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭制備方法。

3、本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述復(fù)合材料高爾夫球頭包括一由高強(qiáng)度金屬材料制成且具有流線型外形和多腔室內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的桿頭本體；以及位于所述桿頭本體中心腔室且與所述桿頭本體通過共固化結(jié)構(gòu)結(jié)合的復(fù)合單元；

4、所述桿頭本體的內(nèi)腔表面設(shè)置有粗糙面，所述粗糙面的紋路高度為0.005～1.0mm，所述紋路的形狀為蜂窩狀或波浪狀。

5、進(jìn)一步地，所述桿頭本體的底角為59～65度，傾角為25～65度；

6、桿頭本體的打擊面厚度為0.5～3.0mm，打擊面為弧形設(shè)計(jì)，弧度半徑為50～100mm；所述桿頭本體的頂部壁厚為1.5～2.5mm，底部壁厚為2.0～3.0mm，密度為7.0～12.0g/cm3。

7、進(jìn)一步地，所述復(fù)合單元的材料為鋁合金、鎂合金或鋁鎂合金；

8、所述復(fù)合單元的形狀為幾何圖形形狀，包括球形或圓柱形，直徑為20～30mm，高度為15～25mm；密度為1.5～7.0g/cm3；

9、所述復(fù)合單元的表面采取mim模具表面處理方式生產(chǎn)成形。。

10、進(jìn)一步地，所述桿頭本體之內(nèi)腔中的粗糙面通過mim模具表面處理方式生產(chǎn)成形，所述粗糙面的紋路高度為0.005～1.0mm，紋路間距為0.1～0.5mm；

11、進(jìn)一步地，所述內(nèi)腔分包括中心腔室和邊緣腔室；

12、所述中心腔室為幾何圖形形狀，包括球形或圓柱形，直徑20～30mm，用于填充復(fù)合單元；所述邊緣腔室為扇形或環(huán)形，寬度5～10mm，用于減輕重量；

13、所述中心腔室與所述邊緣腔室之間通過過渡斜面連接，斜面角度為30～45度。

14、進(jìn)一步地，所述桿頭本體的重心位置位于中心偏下，距底部10～15mm；頂部區(qū)域壁厚較薄，尺寸為1.5～2.5mm；底部區(qū)域壁厚較厚，尺寸為2.0～3.0mm；整體重量為180～220g，重量分布均勻，揮桿穩(wěn)定性高。

15、本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述方法應(yīng)用于所述一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭，所述方法包括步驟：

16、清理：清理?xiàng)U頭本體和模具表面，去除油污和雜質(zhì)；

17、噴涂：在桿頭本體內(nèi)腔表面噴涂脫模劑，并涂覆粘接劑；

18、合模上料：將桿頭本體放入模具中，確保模具閉合緊密，加熱復(fù)合單元材料至熔融狀態(tài)，通過高壓將熔融材料透過所述桿頭本體一側(cè)的至少一個(gè)開孔注入內(nèi)腔；多余的復(fù)合單元材料透過桿頭本體另一側(cè)至少兩個(gè)開孔流出，確保桿頭本體內(nèi)的復(fù)合單元填滿桿頭本體內(nèi)腔；其中，所述復(fù)合單元材料包括鋁合金、鋁鎂合金和鎂合金；

19、開模取件：冷卻后開模、頂出并取件，形成共固化結(jié)構(gòu)。

20、進(jìn)一步地，所述合模上料步驟中；復(fù)合單元材料的澆注溫度為600℃～850℃；其中，鋁合金的澆注溫度為650℃～750℃，鎂合金的澆注溫度為700℃～800℃；加熱方式為感應(yīng)加熱或電阻加熱，溫度控制精度為±5℃；

21、高壓注入的加壓壓力為150bar～350bar；其中，鋁合金的加壓壓力為200bar～300bar，鎂合金的加壓壓力為250bar～350bar；加壓時(shí)間為5～15秒，壓力控制精度為±10bar。

22、進(jìn)一步地，所述開模取件步驟中；冷卻方式為風(fēng)冷或水冷；其中，冷卻時(shí)間為30～60秒；冷卻速率為10℃/s～20℃/s，確保復(fù)合單元材料均勻冷卻；

23、所述模具的材料為高強(qiáng)度模具鋼；其中，模具預(yù)熱溫度為200℃～300℃；

24、所述模具設(shè)有注入孔和溢流孔，注入孔直徑為5～10mm，溢流孔直徑為3～6mm；所述注入孔和所述桿頭本體的注入開孔對齊；所述溢流孔和所述桿頭本體的流出開孔對齊。

25、進(jìn)一步地，所述方法中，還包括內(nèi)腔粗糙面的加工處理，包括：

26、所述內(nèi)腔粗糙面通過外本體成形方法制作而成(mim模具表面處理方式生產(chǎn)成形)；

27、所述復(fù)合單元與所述桿頭本體內(nèi)腔通過共固化結(jié)構(gòu)結(jié)合；復(fù)合單元的底部設(shè)有凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為1～3mm，與內(nèi)腔底部的凹槽匹配；結(jié)合強(qiáng)度≥150mpa，冷卻收縮時(shí)無間隙產(chǎn)生。

28、本發(fā)明通過一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭，即所述復(fù)合材料高爾夫球頭包括一由高強(qiáng)度金屬材料制成且具有流線型外形和多腔室內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的桿頭本體；以及位于所述桿頭本體中心腔室且與所述桿頭本體通過共固化結(jié)構(gòu)結(jié)合的復(fù)合單元；所述桿頭本體的內(nèi)腔表面設(shè)置有粗糙面，所述粗糙面的紋路高度為0.005～1.0mm，所述紋路的形狀為蜂窩狀或波浪狀；以及應(yīng)用于所述一種具有內(nèi)腔粗糙面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料高爾夫球頭的制備方法，提高了高爾夫球頭和復(fù)合材料之間的結(jié)合強(qiáng)度，避免間隙產(chǎn)生；同時(shí)還改善擊球手感和擊打距離；其適用于多種材料組合，而且延長了模具壽命。

29、也就是說，在本發(fā)明方案中，通過粗糙面的微凸起和微凹陷結(jié)構(gòu)，即粗糙面設(shè)計(jì)使得復(fù)合單元與桿頭本體內(nèi)腔表面的機(jī)械咬合力顯著增強(qiáng)，冷卻收縮時(shí)無間隙產(chǎn)生，確保了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性。通過優(yōu)化澆注溫度和加壓壓力，使得復(fù)合單元材料均勻填充，擊球時(shí)振動(dòng)小，手感舒適，即通過mim工藝預(yù)制帶粗糙內(nèi)腔的打擊面殼體，再以鋁壓鑄填充空心區(qū)域，實(shí)現(xiàn)輕量化與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度協(xié)同優(yōu)化。