陳書鋒

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院,福州350002）

圓珠筆頭技術(shù)突破折射中囯智造

陳書鋒

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院,福州350002）

雖然我國(guó)以往一段時(shí)間當(dāng)中占據(jù)世界圓珠筆生產(chǎn)總量的前幾名，可悲的是關(guān)鍵技術(shù)都需要依靠外國(guó)進(jìn)口，但是目前我國(guó)已經(jīng)研究出來(lái)了圓珠筆頭制造技術(shù)，筆者依據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)資料的記載，針對(duì)圓珠筆頭制造技術(shù)進(jìn)行分析，希望可以給相關(guān)工作人員對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析的時(shí)候起到借鑒性作用。

圓珠筆；筆頭；制造技術(shù)；中國(guó)智造；分析

1 問(wèn)題研究背景及意義

“目前我國(guó)尚且不具備生產(chǎn)模具鋼的能力，包含圓珠筆頭上的圓珠，仍然需要進(jìn)口”這句2016年國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在山西太原一次研討會(huì)上所說(shuō)的話，讓我國(guó)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中的相關(guān)人士首次意識(shí)到，現(xiàn)階段GDP已經(jīng)達(dá)到世界第二的中國(guó)，居然會(huì)在小小的圓珠制造領(lǐng)域當(dāng)中受到其他國(guó)家的限制，這樣一則消息很快就引起了人們對(duì)圓珠筆頭制造的高度重視，甚至在整個(gè)制造行業(yè)、工業(yè)以及創(chuàng)新領(lǐng)域當(dāng)中引發(fā)了人們的反思。不久之前太原鋼鐵集團(tuán)（下文中簡(jiǎn)稱為“太鋼”）生產(chǎn)出來(lái)了自主研發(fā)技術(shù)制造的圓珠筆頭，并逐漸在我國(guó)社會(huì)各個(gè)圓珠筆生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中得到應(yīng)用。

2 圓珠筆頭當(dāng)中蘊(yùn)含的技術(shù)要點(diǎn)

筆頭可以劃分為筆尖上的球珠以及球座體，圓珠筆頭看上去好像非常簡(jiǎn)單，其實(shí)內(nèi)部的技術(shù)含量非常高，筆頭開口位置上厚度不到0.1mm，卻需要將各種類型書寫姿勢(shì)帶來(lái)的壓力和摩擦力承受起來(lái)，除此之外也應(yīng)當(dāng)和滾珠相互貼合在一起，既要對(duì)書寫的流暢性做出保證，也不可以在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中漏墨。所以，硬度、開口大小以及墨水槽之間的相互關(guān)系應(yīng)當(dāng)?shù)玫奖ＷC。筆頭領(lǐng)域當(dāng)中的每一個(gè)參數(shù)指標(biāo)都應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算之后精準(zhǔn)到頭發(fā)絲的十分之一，加工過(guò)程中形成的誤差不可以超過(guò)0.3絲。

在筆頭對(duì)頂端的位置上，厚度僅僅只有0.3-0.4mm，因此會(huì)對(duì)加工精準(zhǔn)性提出比較高的要求，也會(huì)對(duì)不銹鋼原材料提出比較高的要求，既需要有比較強(qiáng)的切削性，也不可以在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中開裂，這樣一個(gè)小小的筆頭對(duì)中國(guó)制造提出了非常困難的問(wèn)題。

現(xiàn)階段0.5-1.0mm的碳化鎢球珠在我國(guó)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中不單單可以讓國(guó)內(nèi)實(shí)際需求得到滿足，也會(huì)大量的出口到世界范圍內(nèi)其他國(guó)家當(dāng)中，但是直徑僅僅為2.3mm的球座體，不管是在生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施還是在原材料領(lǐng)域當(dāng)中，產(chǎn)權(quán)都是被掌握在瑞士和日本等國(guó)家當(dāng)中，中國(guó)每年會(huì)生產(chǎn)380億支筆，在生產(chǎn)相關(guān)工作進(jìn)行的過(guò)程中需要用一頓12億元的價(jià)格進(jìn)口1000噸以上的筆尖生產(chǎn)用特殊鋼材，在此情況下需要支付的外匯總額度達(dá)到了1500萬(wàn)美元。

依據(jù)相關(guān)調(diào)查工作得到的結(jié)果顯示，來(lái)源于瑞士企業(yè)的筆頭一體化生產(chǎn)設(shè)備，僅僅生產(chǎn)一個(gè)小小的圓珠筆頭就需要使用到二十多道工序。筆頭當(dāng)中有高度不同的臺(tái)階以及五條引導(dǎo)墨水的過(guò)程中使用到的溝槽，加工過(guò)程中的精準(zhǔn)度達(dá)到了千分之一毫米級(jí)別。筆頭生產(chǎn)加工領(lǐng)域當(dāng)中涉及到的關(guān)鍵性位置，比方說(shuō)碗口，碗口尺寸精準(zhǔn)度一般情況下是在兩個(gè)微米之間，表面粗糙度應(yīng)當(dāng)被控制在0.4微米，在此基礎(chǔ)上可以得知的是圓珠筆頭生產(chǎn)相關(guān)工作進(jìn)行的過(guò)程中對(duì)技術(shù)提出的要求非常高。

3 中國(guó)智造圓珠筆頭

為了能夠讓每一年當(dāng)中生產(chǎn)出來(lái)的數(shù)百億圓珠筆安裝上中國(guó)智造筆頭，我國(guó)早在2011年就開始攻關(guān)這一個(gè)重點(diǎn)性項(xiàng)目。

依據(jù)中國(guó)制筆協(xié)會(huì)進(jìn)行的介紹，2010年國(guó)家有關(guān)部門組織相關(guān)工作人員開展調(diào)研工作，2011年開展“制筆行業(yè)關(guān)鍵性材料以及智造技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目，國(guó)家調(diào)撥6000萬(wàn)元引導(dǎo)科研單位、企業(yè)針對(duì)中心墨水智造、筆頭不銹鋼線材以及加工設(shè)備等進(jìn)行研究。

在長(zhǎng)期以來(lái)不懈的努力之外，這一個(gè)項(xiàng)目在2015年通過(guò)國(guó)家科技支撐計(jì)劃的驗(yàn)收之后，實(shí)現(xiàn)了一系列的技術(shù)突破，以往一段時(shí)間當(dāng)中，對(duì)中國(guó)制筆行業(yè)進(jìn)行限制的進(jìn)口局面，逐漸開始被扭轉(zhuǎn)。

太鋼集團(tuán)技術(shù)中心高級(jí)工程師曾經(jīng)提及到，鋼材如果想要制造筆頭的話，需要融入多種類型的微量元素，以便于可以對(duì)鋼材的各項(xiàng)性能做出保證，微量元素配比領(lǐng)域當(dāng)中任意一個(gè)細(xì)微變化都會(huì)對(duì)鋼材的性能造成影響，如果難以將配比找尋出來(lái)的話，中國(guó)制筆行業(yè)生產(chǎn)相關(guān)工作進(jìn)行的過(guò)程中仍然需要依靠外國(guó)進(jìn)口。

為了可以加工材料提煉出來(lái)，太鋼集團(tuán)技術(shù)中心高級(jí)工程師曾經(jīng)提及到過(guò)，因?yàn)樵诋a(chǎn)品開發(fā)工作進(jìn)行的過(guò)程中，沒有任何形式可以借鑒的資料，每一個(gè)成分的配比都需要從幾十公斤的材料當(dāng)中提煉出來(lái)，各種成分的融入次數(shù)已經(jīng)沒有辦法統(tǒng)計(jì)出來(lái)了。

在五年當(dāng)中不斷的經(jīng)歷失敗之后，在電子顯微鏡當(dāng)中，太鋼集團(tuán)研究人員終于發(fā)現(xiàn)了各種添加劑勻稱的筆尖鋼，實(shí)驗(yàn)在2016年當(dāng)中取得了成功，再將聽過(guò)10次以上的大規(guī)模煉鋼之后，終于研發(fā)出來(lái)了切削性比較強(qiáng)的鋼材，直徑達(dá)到了2.3mm的不銹鋼鋼絲，已經(jīng)可以冠上中國(guó)制造的名字。

4 結(jié)語(yǔ)

除去上文中所說(shuō)的圓珠筆頭制造工藝技術(shù)之外，太鋼集團(tuán)實(shí)際運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中也研發(fā)出來(lái)了制筆用易切削不銹鋼絲行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不久的將來(lái)這一項(xiàng)技術(shù)措施可以在整個(gè)行業(yè)當(dāng)中得到應(yīng)用，圓珠筆生產(chǎn)也可以在此基礎(chǔ)上向著國(guó)產(chǎn)化的方向轉(zhuǎn)變，希望日后我國(guó)生產(chǎn)制造行業(yè)當(dāng)中可以涌現(xiàn)出來(lái)更多的創(chuàng)新型企業(yè)，將知識(shí)產(chǎn)權(quán)牢牢的把握在自己手中，不會(huì)在國(guó)際市場(chǎng)上受到其它國(guó)家的限制。

[1]李恒,李正軍,胡鼎,楊雷.圓珠筆頭自動(dòng)裝配過(guò)程中強(qiáng)度的有限元分析[J].山東科學(xué),2017,30(03):52-58.

[2]會(huì)造圓珠筆頭,真的是件讓國(guó)人高興得上天的事[J].課堂內(nèi)外(初中版),2017(03):45.

[3]首鋼成功研制“圓珠筆頭用超易切削不銹鋼材料”[J].武鋼技術(shù),2017,55(01):49.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.023