JPH0344126B2

JPH0344126B2 -

Info

Publication number: JPH0344126B2
Application number: JP58027975A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; Hirohisa Oohama; Tomoyoshi Iwao
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1983-02-22
Publication date: 1991-07-05
Also published as: JPS59153868A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、材料面からゴルフクラブのシヤフト
に要求される諸性質とくに飛距離向上のための弾
性さらには軽量性の改善を図つたゴルフクラブ用
シヤフトの製造方法に関する。ゴルフクラブは、ボールの飛距離やボール処理
性の向上のために、その形状構造面からの改善が
種々なされているが、そのシヤフトに対しては飛
距離向上のために材料の弾性が重要視される。ま
た軽量化を目的としたパイプの薄肉化のため、材
料の強度と靭性も重要となる。このようなことか
ら高強度で高い靭性を示すと共に高弾性の性質を
兼ね備えたゴルフクラブ用シヤフトの開発が強く
望まれていた。本発明の目的はこのような要求を満たすゴルフ
クラブ用シヤフトを提供することであり、高弾性
については、0.03％耐力で130Kg／mm²以上の弾性
を示すことを目的とする。またパイプシヤフトに
造管する場合の溶接性さらにはゴルフクラブ用シ
ヤフトに要求される一般的な諸性質例えば良好な
表面性状を兼ね備えることも勿論必要であり、こ
のような諸性質を兼備したゴルフクラブ用シヤフ
トの提供を目的としたものである。この目的において本発明者らは鋼の化学成分並
びに熱処理条件について種々の試験検討を重ねた
結果、前記のような諸要求を満たすゴルフクラブ
用シヤフトの製造方法として、Ｃ；0.45〜0.80
％，Si；0.80％以下，Mn；0.50〜1.50％，Ｐ；
0.030％以下，Ｓ；0.020％以下，Al；0.050％以
下，Cr；0.30〜1.20％を含有し、さらに0.05〜
0.40％のＶまたは0.03〜0.15％のNbのいずれか１
種または２種を含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物からなるみがき帯鋼を製造し、このみが
き帯鋼を溶接造管したうえゴルフクラブ用シヤフ
トの形状に成形加工し、次いで焼入れ処理したあ
と200〜400℃の温度で焼戻処理することを特徴と
するゴルフクラブ用シヤフトの製造方法を開発し
たものであり、本発明により0.03％耐力で130
Kg／mm²以上の高弾性を有した軽量のゴルフクラブ
用シヤフトを得ることができる。また、前記の化学成分に加えて0.30〜0.80％の
Niまたは0.10〜0.50％のMoのいずれか１種また
は２種を添加することにより、強度と靭性を一層
確保することができ、さらに0.30％以下のCuを追
添すれば表面性状の優れたゴルフクラブ用シヤフ
トを得ることができる。なお、Niを添加しなく
ても不純物として鋼中に含有されてくることがあ
るが、通常許容される0.25％以下のNiは本願発明
において不純物量とする。本発明のゴルフクラブ用シヤフトの製造方法は
主として高弾性、高強度並びに高靭性、更には造
管性を得るために鋼の成分組成を適切に選定し、
且つ熱処理条件を特定した点に特徴があるが、こ
のために、本発明で採用した鋼の化学成分値並び
に焼戻条件のそれぞれについて以下に個別に分説
する。Ｃ；Ｃは熱処理後の鋼の強度並びに弾性限に影
響を与える。第１図はＣ以外の要件は本発明範囲
とした場合のＣ含有量と0.03％耐力との関係を調
べたものであるが、この試験例からも明らかなよ
うに、Ｃが0.45％未満では焼戻後の0.03％耐力を
130Kg／mm²以上とすることが困難であり、一方
0.80％を越えて含有させたとしても0.03％耐力の
増加割合は大きくはならない。かえつて、0.80％
を越えて含有させると造管時の溶接性が悪くなり
（後記実施例の試料No.７）また靭性も低下するよ
うになる。このためＣ含有量は0.45％〜0.80％の
範囲とする。 Si；Siは本発明材の精錬時において、脱酸剤と
して添加するが、0.80％を越えて添加すると、み
がき帯鋼製造時におけるみがき工程で表面脱炭が
見られるようになり、表面性状を害することにな
るのでSi含有量は0.80％以下とする。 Mn；Mnは鋼の強度、靭性並びに焼入性の向
上に有効に作用するが、0.50％未満ではゴルフク
ラブ用シヤフトとしての焼入性が充分に得られず
また、1.50％を越えて含有させると、パーライト
バンド組織の増大や、偏析の増大などによりシヤ
フトの靭性がかえつて低下するので、Mn含有量
は0.50〜1.50％の範囲とする。Ｐ；Ｐは鋼の低温焼戻脆性に対して、顕著に悪
影響を与え、Ｐ含有量が0.030％を越えるとシヤ
フトの本発明に従う焼戻温度範囲での靭性が低下
するので、Ｐは0.030％以下とする。Ｓ；Ｓは本発明材に対して有害に作用し、とく
に造管溶接時において、0.020％を越えて含有す
ると、溶接部のメタルフローに沿う介在物による
割れが発生しやすくなり、溶接部の健全性を害す
るようになるのでＳは0.020％以下とする必要が
ある。 Al；AlはSiと同様に本発明材の精錬時に脱酸
剤として添加するが、0.050％を越えて添加する
とアルミナ系介在物の増加により鋼の表面性状を
悪化させるので0.050％以下とする。 Cr；Crは鋼の焼入れおよび焼戻の熱処理性の
向上、とくに熱処理後の強度と靭性を確保する上
で有効に作用するが、0.30％以下では必要とする
焼入れ性ならびに熱処理後の強度が得られず、ま
た、1.20％を越えて含有させても熱処理後の強度
の増加割合が小さいうえ、造管時の溶接性に問題
が生じてくるので、Cr量は0.30〜1.20％の範囲で
含有させる。ＶまたはNb；ＶまたはNbはいずれも本発明材
の熱処理時においてオーステナイト結晶粒を細粒
化して焼戻後の0.03％耐力並びに靭性を高める作
用を供する。このような作用はＶについては0.05
％未満の量では効果があらわれず、またNbにつ
いては0.03％未満の量では効果があらわれない。
また、Ｖについては0.40％を越えて含有されても
Nbについては0.15％を越えて含有されても、そ
の効果が実質的に飽和するのでこれ以上多く含有
させる必要はない。したがつて、本発明において
Ｖ；0.05〜0.40％，Nb；0.03〜0.15％のいずれか
１種を含有させ、２種を含有させる場合はその合
計量は0.40％以下とするのがよい。 NiまたはMo；NiまたはMoを本発明材に適量
含有させるといずれの場合も熱処理後の強度と靭
性を向上させることができる。この効果を得るに
は、Niについては0.30〜0.80％、Moについては
0.10〜0.15％の範囲の含有量とするのがよい。
Moはまたこの範囲の含有により焼戻温度200〜
400℃の焼戻条件で0.03％耐力を高める作用も供
する。 Cu；Cuを適量含有させると、みがき帯鋼製品
の表面性状を改善することができる（圧延時のス
ケール疵などによる表面疵を減少させる）。この
表面性状改善効果は0.30％を越えて含有させても
差が現れないので、0.30％以下の含有量で充分で
ある。本発明のゴルフクラブ用シヤフトは、以上のよ
うにしてその合金組成および成分量が定められた
ものであるが、目標の性質を備えたシヤフトにす
るには、この合金鋼のみがき帯鋼を製造し、この
板を例えばTIG溶接や電縫溶接等によつて溶接造
管し、この造管品を例えば引き抜き加工等によつ
てゴルフクラブ用シヤフトの形状に成形加工した
うえ、これを適切な条件下で焼入れ焼戻処理す
る。第２図は後記実施例のNo.２の試料を焼入れした
あと、焼戻温度を種々変えて焼戻温度と0.03％耐
力との関係を調べた結果を示したものである。こ
の第２図から明らかなように焼戻温度が200℃未
満でも、また焼戻温度が400℃を越えても0.03％
耐力が130Kg／mm²に達しない。したがつて、高弾
性のゴルフクラブ用シヤフトを得るには200〜400
℃の温度範囲で焼戻す必要がある。なおこの第２
図は上記のように実施例のNo.２の試料、すなわち
Ｃ含有量が本発明で規定する下限値0.45％の試料
についての結果を示しているが、Ｃ量が多くなれ
ば、0.03％耐力の値は第１図のようにさらに高く
なる。この場合において焼戻温度200〜400℃では
0.03％耐力が130Kg／mm²以上となることは明らか
である。以下に、実施例を挙げて本発明をさらに説明す
る。実施例１第１表に示す化学成分値の鋼の熱延板を、酸洗
後、焼鈍と冷間圧延を繰り返して板厚0.5mmのみ
がき帯鋼を製造した。第１表において、試料No.２
およびNo.５ではNiを添加しなかつたが、分析で
は0.12％および0.07％のNiを含有していた。これ
は鋼の製造上不可避的に混入したものであり、不
純物量として許容される程度の微量でもある。従
つて試料No.２およびNo.５はNiを含まないみがき
帯鋼と見るべきものであり、これらは請求の範囲
第１項および第３項の方法に用いるみがき帯鋼に
対応している。各みがき帯鋼からJIS5号引張試験
片を作製し、各試験片を第２表に示した条件で焼
入れおよび焼戻処理した。得られた処理品の機械
的性質（0.03％耐力、引張強さ、伸び）を第２表
に示した。また、各みがき帯鋼を19mmφの電縫鋼
管に造管し、造管性を評価し、その結果を第２表
に併記した。第２表において、比較材No.１ではＣ含有量が本
発明範囲より少ないために、0.03％耐力が本発明
の目標とする130Kg／mm²以上を満足できていない。
また比較材No.７では、Ｃ含有量が高過ぎるため、
強度的には良好なものの、造管時の溶接部の靭性
が低下して割れが発生し、正常な鋼管が得られな
いという問題がある。これらに対し、No.２〜６の
本発明に係る材料は、130Kg／mm²以上の0.03％耐
力が得られるとともに、造管性にも問題がない。
また、試料No.５とNo.６を比較して見るとNiやMo
を含有した試料No.６では、より高強度であるにも
かかわらず延性が高く、強靭化の効果があること
が分かる。なお、Cuを含まないか、不可避的に混入した
不純物程度の量しかCuを含まない試料No.２，４，
６では、熱延板においてスケール疵が発生したの
に対してCuを0.05％以上含む試料No.１，３，５，
７ではスケール疵の発生がなく、表面性状に優れ
たみがき帯鋼が得られ、Cuの表面性状改善効果
が認められる。

【表】

【表】実施例２第３表に示す化学成分値の鋼の熱延板を、酸洗
後、焼鈍と冷間圧延を繰り返して板厚0.5mmのみ
がき帯鋼を製造した。各みがき帯鋼からJIS5号引
張試験片を作製し、各試験片を第４表に示した条
件で焼入れおよび焼戻処理した。得られた熱処理
品のオーステナイト結晶粒大きさ（オーステナイ
ト粒度番号）と0.03％耐力を第４表に併記した。第４表において、試料No.８と９の比較材はオー
ステナイト結晶粒微細化効果を有するＶまたは
Nbを含まないか、含んでも少量であるため、オ
ーステナイト結晶粒が大きく、目標とする0.03％
耐力が得られていない。これに対し、本発明法に
係る試料No.10とNo.12ではオーステナイト結晶粒が
微細で目標の高弾性を示す。なお、No.10とNo.12を
比較すると、NiおよびMoを含むNo.12の方が高い
弾性を示し、これらの合金元素の添加が一層の弾
性向上に効果があることが分かる。なお、比較材
である試料No.11とNo.13では、本発明で規定する範
囲以上のＶまたはNbを含有させたものであるが、
試料No.10やNo.12と比較すると明らかなように、そ
の含有量の割りには弾性の大きな向上は認められ
ず、高価な添加元素であるＶやNbを本発明範囲
以上に添加することは経済的でないことが分か
る。

【表】

【表】実施例３第５表に示す化学成分を有する鋼を、転炉にて
溶製後約７トンの鋼塊に鋳造した。その後、通常
の熱延とみがき帯鋼製造工程（酸洗、焼鈍および
冷延）で板厚0.52mmのみがき帯鋼を製造した。こ
のみがき帯鋼を用いて、TIG溶接で造管し、19φ
×0.52tmmの素管を得た。この素管を引き抜き加
工することにより、小径側が10φ×0.43tmmで、
大径側が15φ×0.30tmmのテーパ状に段付き加工
された長さ970mmのゴルフクラブ用シヤフトの形
状に成形加工した。これらのパイプについて、第６表に示す熱処理
条件で熱処理を施して曲げ試験および衝撃試験を
行ない、ゴルフクラブ用シヤフトとしての弾性お
よび靭性を評価した。ここで実施した曲げ試験
は、パイプの小径側50mmの位置を冶具にて水平に
固定し、冶具より500mmの位置に荷重を負荷する
いわゆる片持ちはりとし、塑性的に変形し始める
荷重を降伏荷重として測定した。また衝撃試験
は、パイプ小径側の部分よりパイプ形状の試験片
を切り出し、そのパイプ形状のままアイゾツト衝
撃試験機を用いて室温で実施した。降伏荷重と衝
撃値の測定結果を第６表中に示した。なお、みが
き帯鋼状態での表面性状も第６表に併記した。比較材である試験No.14に比べ、本発明法に従う
No.15およびNo.16のものは降伏荷重は明らかに大き
い。そして靭性も十分である。比較材の試料No.17
（Ｖが低い）はNo.14とNo.15よりも高Ｃ含有量のた
め降伏荷重は同等であるが、衝撃値が低く靭性に
乏しい。なお、No.15のCu含有量は0.03％でありと
くにCuを添加して溶製したものでない。このた
めCuを添加したNo.16と比べると、熱延板（ホツ
トコイル）におけるスケール疵の影響がみがき帯
鋼に残り、一部でスケール噛み込みやスケールパ
ターンが現れたため、これらの部分を除去する必
要が生じ、歩留りの低下を招いた。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は弾性指標としての0.03％耐力とシヤフ
ト材中のＣ含有量との関係図、第２図は実施例の
試料No.２についての焼戻温度と0.03％耐力との関
係図である。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ；0.45〜0.80％，Si；0.80％以下、Mn；
0.50〜1.50％，Ｐ；0.030％以下，Ｓ；0.020％以
下，Al；0.050％以下，Cr；0.30〜1.20％を含有
し、さらに0.05〜0.40％のＶまたは0.03〜0.15％
のNbのいずれか１種または２種を含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなるみがき帯鋼
を製造し、このみがき帯鋼を溶接造管したうえゴ
ルフクラブ用シヤフトの形状に成形加工し、次い
で焼入れ処理したあと200〜400℃の温度で焼戻処
理することからなる0.03％耐力で130Kg／mm²以上
の高弾性を有するゴルフクラブ用シヤフトの製造
方法。２Ｃ；0.45〜0.80％，Si；0.80％以下，Mn；
0.50〜1.50％，Ｐ；0.030％以下，Ｓ；0.020％以
下，Al；0.050％以下，Cr；0.30〜1.20％を含有
し、さらに0.05〜0.40％のＶまたは0.03〜0.15％
のNbのいずれか１種または２種、および0.30〜
0.80％のNiまたは0.10〜0.50％のMoのいずれか
１種または２種を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなるみがき帯鋼を製造し、このみ
がき帯鋼を溶接造管したうえゴルフクラブ用シヤ
フトの形状に成形加工し、次いで焼入れ処理した
あと200〜400℃の温度で焼戻処理することからな
る0.03％耐力で130Kg／mm²以上の高弾性を有する
ゴルフクラブ用シヤフトの製造方法。３Ｃ；0.45〜0.80％，Si；0.80％以下，Mn；
0.50〜1.50％，Ｐ；0.030％以下，Ｓ；0.020％以
下，Al；0.050％以下，Cr；0.30〜1.20％，Cu；
0.30％以下を含有し、さらに0.05〜0.40％のＶま
たは0.03〜0.15％のNbのいずれか１種または２種
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物から
なるみがき帯鋼を製造し、このみがき帯鋼を溶接
造管したうえゴルフクラブ用シヤフトの形状に成
形加工し、次いで焼入れ処理したあと200〜400℃
の温度で焼戻処理することからなる0.03％耐力で
130Kg／mm²以上の高弾性を有するゴルフクラブ用
シヤフトの製造方法。４Ｃ；0.45〜0.80％，Si；0.80％以下，Mn；
0.50〜1.50％，Ｐ；0.030％以下，Ｓ；0.020％以
下，Al；0.050％以下，Cr；0.30〜1.20％，Cu；
0.30％以下を含有し、さらに0.05〜0.40％のＶま
たは0.03〜0.15％のNbのいずれか１種または２
種、および0.30〜0.80％のNiまたは0.10〜0.50％
のMoのいずれか１種または２種を含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなるみがき帯鋼
を製造し、このみがき帯鋼を溶接造管したうえゴ
ルフクラブ用シヤフトの形状に成形加工し、次い
で焼入れ処理したあと200〜400℃の温度で焼戻処
理することからなる0.03％耐力で130Kg／mm²以上
の高弾性を有するゴルフクラブ用シヤフトの製造
方法。