鐵桿桿頭是怎麼鑄造CASTING出來的呢?
目錄
鑄造Casting是一種金屬加工法
鑄造是指將金屬加熱成熔融狀態時，倒入預先做好的鑄模內，待冷卻凝固後取出。
有點類似夜市雞蛋糕的成形過程。
鑄造法已流傳數千年的歷史了，台北故宮的毛公鼎就是採用鑄造法製作的。
鐵桿鑄造Casting採用的金屬材質
以PING的鑄造鐵桿為例，該公司採用的是17-4不鏽鋼，在台灣則稱為SUS630。
以下統稱SUS630。
這款不銹鋼是種合金，成分中除了鐵之外，有17%的鉻，4%的鎳，4%的銅，還有0.15%的鈮，及其他微量元素。
勃氏硬度Hb是375。
SUS630有強韌，高硬度，高耐腐蝕的特點，常見於軸承，引擎閥件，壓縮機等應用。
也因為材料特性如此，SUS630製成桿頭之後，LIE角與LOFT角並不易調整。
註1：還有其他品牌會採用不同的素材，本例不代表全部。
鑄造加工工序
接下來我們去PING的桿頭工廠來看看鑄造的流程是如何運作的吧!!
1.蠟模射出成型：
將設計好的桿頭做成模具後，以蠟為原料射出成型。
2.臘模修邊：
蠟模從成型機取出，將不必要的部分修掉。
把桿頸預留給桿身的結合孔以陶瓷棒塞住。
3.蠟模組合：
將一個個的蠟模與長方體蠟棒組成串樹，與紅色的碗狀澆注口結合。
4.蠟模浸附：
用機械手臂將蠟模串樹浸入液狀黏著劑。
5.沾黏微粒CERAMIC：
浸完黏著劑馬上移至CERAMIC淋浴間，讓蠟模沾滿CERAMIC微粒。
6.重複沾黏：
重複數次之後，蠟模上的CERAMIC層就會變得很厚。
這層膜要夠厚後才能支撐鑄造過程。
7.原料熔融：
另一方面，將不銹鋼固態原料投入高溫爐中熔融成液態準備澆注。
8.砂模高溫成型脫蠟：
將表面沾滿CERAMIC微粒的蠟模送進另一座高溫爐中燒結。
燒結過程中，原有的蠟模會因高溫蒸發成蠟蒸氣而消失。
包覆蠟模的CERAMIC微粒則會因高溫燒結成陶瓷硬化成為砂模硬殼。
9.澆注砂模硬殼：
接下來從砂模硬殼的澆注口注入高溫下呈液狀的不銹鋼。
不銹鋼液體會在砂模中流淌，並將蠟模蒸發後留下的空間填滿。
隨後放置等到降至常溫。
10.震盪脫模：
經不銹鋼灌注後回到常溫的砂模硬殼，以高頻振動器震碎。
11.切割分離：
把一個個的桿頭從組樹上切割下來。
12.拋光研磨：
將桿頭與組樹連接處的切割痕跡拋光研磨平整，準備進入下一步驟，鑄造工事至此完成。
為何桿頭鑄造選用脫蠟法
看完鑄造的流程，可能會有朋友覺得怎麼這麼麻煩，為何不乾脆做個金屬模具直接把不銹鋼液體倒進去成型就好了?
這樣不是比較快，又可以省材料費嗎?
其實鑄造依材料的不同有很多型式與方法。
上述的方法稱作金屬模鑄造法，適用在金屬原料的熔點比金屬模具低，而且低很多的情況。
這樣講有點饒舌，舉例來說比較清楚：
如果想要鑄造的原材料是錫，製作像泰式料理餐廳常出現的錫碗，錫餐具等等。
錫的熔點是攝氏232度，採用鐵這一類的金屬來做模具是沒問題的，因為鐵的熔點是攝氏1535度。
當錫已經熔融成液體了，倒進鐵金屬的模具裡，模具並不會受到這樣的溫度所影響。
而當以鐵作為鑄造原料時，就必須要採用比鐵的熔點還高的金屬才行。
比鐵的熔點還高的金屬不算少，但是有幾個問題需要克服。
1.地殼含量稀有。
2.材質特性不易加工。
3.熔點太接近也不行。
因為篇幅有限，不一一列舉各項金屬的特性。
總之經過評估，鐵的高熔點並不適合用金屬模具鑄造這個方法。
需要使用熔點更高的材質之外，還得更經濟快速的方法製造出模具。
因此鐵的鑄造大多採用脫蠟法或砂模鑄造法來處理。
脫蠟法與砂模鑄造法很類似，砂模鑄造法多用在大型部件，像桿頭這樣的小型部件就會用脫蠟法。
而脫蠟法使用CERAMIC來當作液態鐵的模具，接下來說明CERAMIC是什麼，以及其特性。
CERAMIC是什麼?
以文學的角度來看，指的是陶瓷製品，有藝術與歷史成分的名詞。
以科學的角度來看，是指窯業製品的總稱，把無機物加熱處理後成為燒結體。
無機物講具體一點就是黏土，燒結體講日常一點就是陶土茶壺，瓷盤這類的物品。
在工業革命前講的CERAMIC，黏土取自於大自然，有很多種無機物混合而成。
不同產地有不同的成分，製出來的陶瓷器具不同特色。
然而在近代工業用途上，陶瓷器可能不只是成品而是工法，就必須使用同樣的成分，才能穩定品質。
所以會把取自大自然的黏土用科學方法分析出來，得到很純粹的無機物CERAMIC。
通常會製作成乾燥微粒狀，便於運輸之外，越細微均一尺寸的顆粒，燒結後的緻密度越好。
然而不是每一種都適用於高溫鑄造，下面舉例常用耐高溫的CERAMIC。
1.氧化鋁Al2O3：熔點攝氏2050度。
2.氧化鋯ZrO2：熔點攝氏2500~2600度。
3.碳化矽SiC：熔點攝氏2300~2500度。
這些材料都比不銹鋼的熔點高出500度以上，取得又便宜快速，所以很適合用於此處。
脫蠟法鑄造時會採取不同CERAMIC混合的方式，需要怎麼調配至最好的比例，各家工廠可能會有所差異。
鑄造工法使用素材的基本特點
1.使用素材不銹鋼相對鍛造用軟鐵來的硬。
2.素材經過一次高溫加熱成液態後自然冷卻成固態。
3.素材不需要承受高壓成型。
結語
本篇先說明到這裡，有興趣的朋友可參考在(上)篇介紹鍛造的原理以及桿頭鍛造工廠巡禮。
(下)篇將徹底比較鍛造工法與鑄造工法的差異與優劣，以及應用在桿頭上可能會對擊球的影響，對於您如何選擇球桿會很有幫助。
非常詳盡精采，敬請期待不要錯過喔。
延伸閱讀：
高爾夫鐵桿頭選鍛造與鑄造CASTING有甚麼差別呢?高爾夫知識系列6：鐵桿桿頭的工法(上篇)：鍛造的原理。
高爾夫鐵桿頭選鍛造與鑄造有甚麼差別呢?高爾夫知識系列6：鐵桿桿頭的工法(下篇)：鍛造與鑄造的比較。(建構中)
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