钛合金材料在体育用品中的应用,从最早的网球拍、羽毛球拍到最近几年广泛使用的高尔夫球棍头、柄以及赛车等。
(1)、高尔夫球具中的妙用
钛高尔夫球杆、球头市场在经历了前几年的大幅调整后,目前仍是钛民用领域的一大支柱,世界各生产厂家似乎都生产过高尔夫球杆及球头。
打高尔夫球的人总希望用头更大的球杆打球。钛的密度小、强度大,可以把头做得更大,而不会增加球杆的总重量。在广泛的试验中,高尔夫球手用钛球头比用标准加大的钢球头的击中率平均可提高20%,而且击球距离有所提高。美国在高尔夫球方面的用钛量增长很快。目前较大的高尔夫球头要求其表面很薄,因此需要非常耐用的表面材料。
(2)、钛制网球拍受欢迎
目前,钛在网球拍上的应用,主要是将纯钛制的网埋入球拍框架内。这样,不仅提高了网球拍击球的瞬间惯性力,在球即使未击到球拍中心部位时也容易将球击出。最近,钛在利用其回弹力增强击球效果等新用途上备受关注。
近年来,日本钛制网球拍市场需求量呈上升势头。钛网由于深埋入球拍的框架内,增强了球拍的打击力,受到使用者的好评。现在,日本几乎所有的网球拍生产厂家都在出售钛制球拍,它占到球拍市场约一半的份额。各厂家为了划分档次,根据钛的特性生产球拍的同时,在网球拍的手柄部位还采用了钛镍超弹性合金材料及镀膜加工法等,以此来开发钛的新用途。
日本有些公司最近也正在进行新型钛纤维材料在网球拍上的开发应用。该合金为具有超弹性功能的形状记忆合金,在负载下即使变形,外力消除后就会立刻恢复原形。将此材料埋入球拍手柄的左右两侧,在击球时,可明显增加反弹力。
(3)、羽毛球拍的“钛化”
和网球拍一样,以使用金属制球拍具有木制球拍感觉的羽毛球拍为目标,开发了框架用纯钛、长柄用钛合金(Ti3A2.5V)制的羽毛球拍,并已商品化。
(4)、“钛自行车”畅销
自行车由人力驱动,因而需要非常轻便,特别是在考虑比赛速度的赛车上如果将赛车的重量减轻1g,即可争取千分之一秒的时间。一般的自行车使用36根辐条,而钛自行车用24根就够了,不但减轻了重量,而且减少了风的阻力。
钛及钛合金,首先从零件上开始使用,意大利 Campagnolo公司已经利用钛及钛合金制造竞赛用自行车的多种零部件,包括封装变速机用销、左旋螺母、无销曲柄轴、前后轮毂轴、左右脚蹬轴等。
美国 Litespeed公司用钛生产自行车架,这些车架的平均重量为2.5磅,每辆售价达2800美元。钛制车架比铬钼合金车架轻且更舒适一些,使用寿命也更长。在过去4年里,工业纯钛管和非航空用T3A2.5V(运动级)钛合金做成的车架颇受欢迎,每副价格在1600-3500美元之间,整个自行车售价为2400~6000美元。目前有近50家公司生产钛自行车,美国早已是最大的钛自行车生产国和消费国。现在自行车运动在全世界得到广泛开展,钛自行车特别适合高档次自行车运动的要求,因此，钛自行车的销量也在逐步增大。
(5)、赛车用钛环保节能
由于钛具有出色的物理和力学性能,已在赛车和限量生产的奇异运动型车上使用。钛在汽车工业中应用,可极大减轻汽车重量,降低其燃料消耗,保护环境和降低噪声。钛材的特性已在赛车中得到了很好的体现。
汽车上几乎所有的金属部件都可以用钛及钛合金制作,如螺栓、连杆、摇杆、缓冲器后支架、排气管、回气管、阀、阀簧、制动器、传动部件等。此外,钛材还可以用于表面涂装,并且已用于刹车板的表面改进性能,这可保证刹车板质轻、寿命长。钛用于汽车能延长气门、弹簧和连杆的使用寿命。
(6)、钛的多样化使用
登山和滑雪用具正在朝着轻量化、小型化的方向发展。具有密度小、强度高、在低温下冲击值不降低等特性的钛材,作为优越的登山和滑雪用具材料,已广泛使用,如钛合金登山棍、登山鞋底钉、攀岩用紧固件、滑雪杖、冰刀等。钛制体育用品还有击剑防护面罩、宝剑、钓鱼竿、钓鱼用绕线架、赛艇零部件、用作田径赛跑鞋用的注射成型TiFe系鞋底钉等。
(7)、体育领域用钛合金的选择
下表列出了体育领域中常用的钛合金及它们使用的部位和原则。
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