第一節(jié)  圓珠筆珠球的簡(jiǎn)介

圓珠筆珠球是指圓珠筆頭上的“圓珠”，筆頭是圓珠筆的關(guān)鍵，而筆頭又分為筆尖上的球珠和球座體。目前圓珠筆球珠和球座體的生產(chǎn)，無(wú)論是設(shè)備還是原材料，長(zhǎng)期以來(lái)都掌握在瑞士、日本等國(guó)家手中。圓珠筆珠球的生產(chǎn)對(duì)加工的精度、材料的選擇上都有很高的要求。（立項(xiàng)申請(qǐng)）

第二節(jié) 圓珠筆珠球的現(xiàn)狀

中國(guó)作為世界制造業(yè)大國(guó)，為何我們卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)一個(gè)小小零件的完全自主研發(fā)和生產(chǎn)。“圓珠筆之問(wèn)”更是“中國(guó)制造業(yè)之問(wèn)”。圓珠筆易于攜帶、方便耐用，被廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，包括筆芯在內(nèi)，中國(guó)圓珠筆年產(chǎn)量已達(dá)到400多億支。

“從數(shù)量上來(lái)看，我們是當(dāng)之無(wú)愧的制筆大國(guó)，但還不是制筆強(qiáng)國(guó)。”中國(guó)制筆協(xié)會(huì)名譽(yù)副理事長(zhǎng)陳三元說(shuō)，雖然我國(guó)制筆產(chǎn)業(yè)很早就形成了，但在2011年我國(guó)啟動(dòng)核心材料和設(shè)備自主研發(fā)項(xiàng)目以前，從易切削鋼線材、墨水到加工設(shè)備都只能依靠進(jìn)口。

筆頭和墨水是圓珠筆的關(guān)鍵，其中筆頭分為筆尖上的球珠和球座體。目前，碳化鎢球珠在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛，我國(guó)已經(jīng)具有很好的基礎(chǔ)，不僅可以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要，還大量出口。但球座體的生產(chǎn)，無(wú)論是設(shè)備還是原材料，長(zhǎng)期以來(lái)都掌握在瑞士、日本等國(guó)家手中。

據(jù)介紹，國(guó)外生產(chǎn)設(shè)備對(duì)原材料的要求相對(duì)更高，國(guó)產(chǎn)不銹鋼線材無(wú)法適用，必須依靠日本進(jìn)口易切削不銹鋼線材。同時(shí)，與之相匹配的墨水也要從德國(guó)、日本等國(guó)家進(jìn)口。從而形成了我國(guó)當(dāng)前圓珠筆產(chǎn)量第一，但核心材料和設(shè)備卻大量依靠進(jìn)口的“尷尬”局面。

早在上世紀(jì)90年代，進(jìn)口一臺(tái)生產(chǎn)不銹鋼筆頭的設(shè)備就要400多萬(wàn)人民幣。這些年制筆 行業(yè) 中，產(chǎn)業(yè)鏈低端的利潤(rùn)空間在不斷降低，壓力也越來(lái)越大。

據(jù)介紹，圓珠筆頭的生產(chǎn)對(duì)加工的精度、材料的選擇上都有很高的要求。筆頭上不僅有小“球珠”，里面還有五條引導(dǎo)墨水的溝槽，加工精度都要達(dá)到千分之一毫米的數(shù)量級(jí)。

第三節(jié) 圓珠筆珠球的 技術(shù)工藝

圓珠筆的筆尖，是由兩個(gè)核心部件組成：金屬圓珠、和錐形的金屬底座（或稱(chēng)球座）。圓珠是個(gè)純粹的圓球，但球座不是簡(jiǎn)單的碗狀，而有著各種細(xì)小溝槽，加工過(guò)程非常復(fù)雜，對(duì)精度的要求也十分高。

大氣的壓力和油墨的重力的雙重作用下，筆芯里的油墨流向筆頭的球座里，黏附在球珠上。圓珠筆的書(shū)寫(xiě)原理，是利用圓珠在書(shū)寫(xiě)時(shí)與紙面直接接觸產(chǎn)生的摩擦力，使圓珠在球座內(nèi)滾動(dòng)，帶出塑料筆芯內(nèi)的油墨（墨水），形成字跡。

由于書(shū)寫(xiě)時(shí)需要承受很大的壓力，筆尖的圓珠需要采用非常堅(jiān)硬耐磨的材料制成。目前最常用的材料是不銹鋼和碳化鎢。后者的質(zhì)量更好，使用時(shí)間再長(zhǎng)寫(xiě)起來(lái)都也很流暢。

第四節(jié) 圓珠筆珠球 行業(yè) 發(fā)展前景

為了給數(shù)百億支圓珠筆安上“中國(guó)筆頭”，國(guó)家早在2011年就開(kāi)啟了這一重點(diǎn)項(xiàng)目的攻關(guān)。太鋼集團(tuán)技術(shù)中心高級(jí)工程師王輝綿認(rèn)為，鋼材要制造筆頭，必須用很多特殊的微量元素，把鋼材調(diào)整到最佳性能，微量元素配比的細(xì)微變化都會(huì)影響著鋼材質(zhì)量，這個(gè)配比找不到，中國(guó)的制筆 行業(yè) 永遠(yuǎn)都需要進(jìn)口筆尖鋼。

為了提煉材料，工程師王輝綿說(shuō)因?yàn)殚_(kāi)發(fā)這個(gè)產(chǎn)品沒(méi)有可借鑒的資料，都是從一個(gè)成分的配比從幾十公斤的開(kāi)始煉，各種成分加入多少這個(gè)次數(shù)沒(méi)法統(tǒng)計(jì)了。筆頭產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝是國(guó)外企業(yè)的核心機(jī)密，王輝綿他們必須自主開(kāi)發(fā)一套前所未有的煉鋼工藝。沒(méi)有任何參考，只能不斷地積累數(shù)據(jù)、調(diào)整參數(shù)、設(shè)計(jì)工藝方法。

突破的靈感來(lái)自家常的“和面”，面要想活得軟硬適中，就要加入新“料”，相對(duì)應(yīng)的鋼水里就要加入工業(yè)“添加劑”。普通的添加劑都是塊狀，如果能把塊狀兒變細(xì)變薄，鋼水和添加劑就會(huì)融合的更加均勻，這樣就可以增強(qiáng)切削性。經(jīng)過(guò)五年數(shù)不清的失敗，在電子顯微鏡下，太鋼集團(tuán)終于看到了“添加劑”分布均勻的筆尖鋼，試驗(yàn)在2016年9月取得成功。大規(guī)模煉鋼十多次后，第一批切削性好的鋼材終于出爐了。

這批直徑2.3毫米的不銹鋼鋼絲，可以驕傲的寫(xiě)上了“中國(guó)制造”的標(biāo)志。在貝發(fā)筆業(yè)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，用太鋼原料生產(chǎn)出來(lái)的筆芯正在進(jìn)行極限測(cè)試，在同一個(gè)角度下，每支筆芯都要連續(xù)不斷地書(shū)寫(xiě)800米不出現(xiàn)斷線情況，這已經(jīng)是對(duì)這一產(chǎn)品的第六輪測(cè)試。現(xiàn)在，一些筆頭企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用，在未來(lái)兩年有望完全替代進(jìn)口。

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