專利名稱：高速火焰噴涂的高爾夫球桿涂層的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有用于擊打高爾夫球的擊球面的高爾夫球桿。本發明還涉及一種用熱噴涂法至少在擊球面區域內涂覆高爾夫球桿的方法。
背景技術：
光滑擊球面的缺點在于，無法給高爾夫球帶來足夠的旋轉，所以擊打距離不夠。因此通常通過噴砂處理使擊球面粗糙，從而使擊球面達到更好的粗糙度。但通過噴砂處理所達到的粗糙度(Rauigkeit)的使用壽命不長。尤其是在更頻繁地從砂坑開球時，如此處理的表面很快將再次變得光滑。
WO 97/20961公開了上述結構化之后通過火焰噴涂或通過等離子體噴涂對高爾夫球桿的擊球面進行涂覆。該涂層可由結合金屬的碳化物(金屬陶瓷)或氧化物(陶瓷化合物)組成。根據權利要求4，該擊球面的粗糙度約為140至160微英寸，對應的粗糙度為3.5至4微米。所形成的涂層硬且均勻、耐磨損，其特征在于具有粗糙的表面。但如此形成的涂層會產生裂紋，這限制了經涂覆的擊球面的耐用度或使用壽命。
第4,768,787號美國專利公開了一種高爾夫球桿的擊球面，其中主要顆粒包埋在較軟的金屬基底中并凸出。該結構，如WO 97/20961所述，已被證實是不實用的(吸收擊打能，耐用性很低)。
EP 925 810 A1或EP 1 062 990 A1公開了通過高速火焰噴涂法涂覆高爾夫球桿的擊球面。
對于高速火焰噴涂法或HVOF(高速氧燃料High Velocity OxygenFuel)噴涂法而言，可劃分為不同的方法階段
第一代高速火焰噴涂法和第二代高速火焰噴涂法的平均噴涂顆粒速度在400與450m/s之間，而自從1992或1994年以來的第三代高速火焰噴涂法的平均噴涂顆粒速度大于500m/s。可達到所要求的速度的第三代高速火焰噴涂法的系統的名稱例如為JP 5000、DJ 2600、DJ 2700、TopGun K和OSU Carbid Jet System。
作為噴涂材料，其中特別給出了結合金屬的碳化物，如WC-Co、WC-CoCr、Cr3C2-NiCr等。這些物質也稱為金屬陶瓷(由陶瓷和金屬合成的術語)。
兩篇文獻給出待噴涂粉末的粒徑量級為1μm至1mm，特別優選為5至100μm。

發明內容
本發明的目的是提供一種擊球面的涂層，其具有確定的粗糙度，并且保持高耐用度。
該目的是通過根據本發明的高爾夫球桿實現的。本發明還涉及其具體實施方案和用于制備該高爾夫球桿的方法。
根據本發明還可噴涂粉末，該粉末是由目前已知的材料和尺寸等級選擇材料并在狹窄的范圍內選擇其尺寸而形成的。材料面僅使用碳化物，優選碳化鎢，特別優選WCCo 88/12。尺寸量級僅使用尺寸量級為0.6至3μm的細小粉末。該精細粉末使擊球面的涂層具有穩定、均勻的粗糙度，粗糙度值Ra為1.4至1.9μm。該粗糙度在此是指平均粗糙度，在文獻中由符號Ra表示。其表示表面上測量點與表面高度平均值之間的平均距離，因此其對應于偏差的算術平均值。在二維中其由下式計算Ra=1MNΣm=1MΣn=1N|z(xm,yn)-<z>|]]>其中平均值由下式計算
<z>=1MNΣm=1MΣn=1Nz(xm,yn).]]>可簡單地將(一維中的)平均粗糙度設定為矩形的高度，該矩形具有與待研究的距離相等的長度以及與參考高度和外形之間的各個面相等的面積。
在本發明的一個具體實施方案中，僅使用0.8至2.5μm的粉末。更小的選擇使經涂覆的擊球面具有更精細并且更均勻的粗糙度。
在一個優選的實施例中，僅使用0.8至1μm的粉末。通過在極狹窄的范圍內選擇粉末顆粒，可產生具有確定粗糙度的非常均勻的擊球表面。這同樣適用于本發明的另一個具體實施方案，其中僅使用碳化物尺寸為2.0至2.5μm的粉末。
通過根據本發明使用細小的粉末和碳化物尺寸，得到特別均勻的球桿涂層，雖然其外觀上類似于噴砂處理的光學效果，但可以保持明顯更長的時間。粗糙度也不是通過噴砂處理或其他磨蝕(abbrasive)法產生的，而是通過在高速火焰噴涂的層中針對性地使用硬金屬顆粒產生的。
作為高速火焰噴涂的燃料氣體，使用為此設置的氣體，如丙烷-氧氣、丙烯-氧氣、氫氣-氧氣，或特別優選使用乙烯-氧氣。使用氮氣或氬氣作為輸送氣體。由于高速火焰噴涂時所需的燃料氣壓力(最大為7巴)，優選使用緩慢燃燒的燃料氣體。主要是乙烯或丙烷。
在本發明的一個具體實施方案中，在熱噴涂時使用CO2進行冷卻。在高速火焰噴涂的高能噴涂法中，輸入基礎材料中的熱量非常高。對于薄壁或導熱性差的基材的涂層，以及涂覆對溫度敏感的材料時，不會產生冷卻問題。在用CO2冷卻的情況下，可噴涂目前還無法控制的層。以高壓(約57巴)將二氧化碳(CO2)從壓力容器中釋放出。在此情況下，通常使用罐式供應器，而對于更小規模應用或偶爾使用的情況，也可經瓶束進行供應。將CO2噴嘴對準工件，使其在稍晚的時間到達噴槍涂覆的區域，從而實施冷卻。
權利要求
1.高爾夫球桿，其擊球面上至少局部地通過高速火焰噴涂法涂覆了結合金屬的碳化物涂層，其特征在于，碳化物顆粒的尺寸為0.6至3μm，由此產生粗糙度Ra為1.4至1.9μm的涂層。
2.根據權利要求1的高爾夫球桿，其特征在于，所述碳化物顆粒的尺寸為0.8至2.5μm。
3.根據權利要求1的高爾夫球桿，其特征在于，所述碳化物顆粒的尺寸為0.8至1μm。
4.根據權利要求1的高爾夫球桿，其特征在于，所述碳化物顆粒的尺寸為2.0至2.5μm。
5.用于制備前述權利要求之一的高爾夫球桿的方法，其特征在于，使用乙烯作為燃料氣體。
6.用于制備權利要求1至4之一的高爾夫球桿的方法，其特征在于，使用二氧化碳進行冷卻。
全文摘要
本發明涉及高爾夫球桿，其擊球面上至少局部地通過高速火焰噴涂法涂覆了結合金屬的碳化物涂層。根據本發明，該碳化物顆粒的尺寸為0.6至3μm，從而產生粗糙度R
文檔編號A63B53/04GK101037764SQ20061009962
公開日2007年9月19日 申請日期2006年4月28日 優先權日2006年3月16日
發明者彼得·海因里希 申請人:林德股份公司