高速火焰喷涂的高尔夫球杆涂层

摘要

本发明涉及高尔夫球杆，其击球面上至少局部地通过高速火焰喷涂法涂覆了结合金属的碳化物涂层。根据本发明，该碳化物颗粒的尺寸为0.6至3μm，从而产生粗糙度Ra为1.4至1.9μm的涂层。

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有用于击打高尔夫球的击球面的高尔夫球杆。本发明还涉及一种用热喷涂法至少在击球面区域内涂覆高尔夫球杆的方法。

背景技术

光滑击球面的缺点在于，无法给高尔夫球带来足够的旋转，所以击打距离不够。因此通常通过喷砂处理使击球面粗糙，从而使击球面达到更好的粗糙度。但通过喷砂处理所达到的粗糙度(Rauigkeit)的使用寿命不长。尤其是在更频繁地从砂坑开球时，如此处理的表面很快将再次变得光滑。

WO 97/20961公开了上述结构化之后通过火焰喷涂或通过等离子体喷涂对高尔夫球杆的击球面进行涂覆。该涂层可由结合金属的碳化物(金属陶瓷)或氧化物(陶瓷化合物)组成。根据权利要求4，该击球面的粗糙度约为140至160微英寸，对应的粗糙度为3.5至4微米。所形成的涂层硬且均匀、耐磨损，其特征在于具有粗糙的表面。但如此形成的涂层会产生裂纹，这限制了经涂覆的击球面的耐用度或使用寿命。

第4,768,787号美国专利公开了一种高尔夫球杆的击球面，其中主要颗粒包埋在较软的金属基底中并凸出。该结构，如WO 97/20961所述，已被证实是不实用的(吸收击打能，耐用性很低)。

EP 925 810 A1或EP 1 062 990 A1公开了通过高速火焰喷涂法涂覆高尔夫球杆的击球面。

对于高速火焰喷涂法或HVOF(高速氧燃料High Velocity OxygenFuel)喷涂法而言，可划分为不同的方法阶段：

第一代高速火焰喷涂法和第二代高速火焰喷涂法的平均喷涂颗粒速度在400与450m/s之间，而自从1992或1994年以来的第三代高速火焰喷涂法的平均喷涂颗粒速度大于500m/s。可达到所要求的速度的第三代高速火焰喷涂法的系统的名称例如为JP 5000、DJ 2600、DJ 2700、TopGun K和OSU Carbid Jet System。

作为喷涂材料，其中特别给出了结合金属的碳化物，如WC-Co、WC-CoCr、Cr₃C₂-NiCr等。这些物质也称为金属陶瓷(由陶瓷和金属合成的术语)。

两篇文献给出待喷涂粉末的粒径量级为1μm至1mm，特别优选为5至100μm。

发明内容

本发明的目的是提供一种击球面的涂层，其具有确定的粗糙度，并且保持高耐用度。

该目的是通过根据本发明的高尔夫球杆实现的。本发明还涉及其具体实施方案和用于制备该高尔夫球杆的方法。

根据本发明还可喷涂粉末，该粉末是由目前已知的材料和尺寸等级选择材料并在狭窄的范围内选择其尺寸而形成的。材料面仅使用碳化物，优选碳化钨，特别优选WCCo 88/12。尺寸量级仅使用尺寸量级为0.6至3μm的细小粉末。该精细粉末使击球面的涂层具有稳定、均匀的粗糙度，粗糙度值R_a为1.4至1.9μm。该粗糙度在此是指平均粗糙度，在文献中由符号R_a表示。其表示表面上测量点与表面高度平均值之间的平均距离，因此其对应于偏差的算术平均值。在二维中其由下式计算：

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其中平均值由下式计算：

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可简单地将(一维中的)平均粗糙度设定为矩形的高度，该矩形具有与待研究的距离相等的长度以及与参考高度和外形之间的各个面相等的面积。

在本发明的一个具体实施方案中，仅使用0.8至2.5μm的粉末。更小的选择使经涂覆的击球面具有更精细并且更均匀的粗糙度。

在一个优选的实施例中，仅使用0.8至1μm的粉末。通过在极狭窄的范围内选择粉末颗粒，可产生具有确定粗糙度的非常均匀的击球表面。这同样适用于本发明的另一个具体实施方案，其中仅使用碳化物尺寸为2.0至2.5μm的粉末。

通过根据本发明使用细小的粉末和碳化物尺寸，得到特别均匀的球杆涂层，虽然其外观上类似于喷砂处理的光学效果，但可以保持明显更长的时间。粗糙度也不是通过喷砂处理或其他磨蚀(abbrasive)法产生的，而是通过在高速火焰喷涂的层中针对性地使用硬金属颗粒产生的。

作为高速火焰喷涂的燃料气体，使用为此设置的气体，如丙烷-氧气、丙烯-氧气、氢气-氧气，或特别优选使用乙烯-氧气。使用氮气或氩气作为输送气体。由于高速火焰喷涂时所需的燃料气压力(最大为7巴)，优选使用缓慢燃烧的燃料气体。主要是乙烯或丙烷。

在本发明的一个具体实施方案中，在热喷涂时使用CO₂进行冷却。在高速火焰喷涂的高能喷涂法中，输入基础材料中的热量非常高。对于薄壁或导热性差的基材的涂层，以及涂覆对温度敏感的材料时，不会产生冷却问题。在用CO₂冷却的情况下，可喷涂目前还无法控制的层。以高压(约57巴)将二氧化碳(CO₂)从压力容器中释放出。在此情况下，通常使用罐式供应器，而对于更小规模应用或偶尔使用的情况，也可经瓶束进行供应。将CO₂喷嘴对准工件，使其在稍晚的时间到达喷枪涂覆的区域，从而实施冷却。