圆珠笔头究竟有多难造我国的钢产量那么大,

圆珠笔应该是大家熟悉到不能再熟悉的物品了,从小到大,不管是学习还是日常生活,几乎就离不开它。然而大家知道吗?中国作为世界制造业大国和钢铁大国,造得出高铁火箭,造得出航母卫星,小小的圆珠笔头却一直到年才被技术人员攻克生产技术难关。

这件事情多年来也一直压在中国制造业的心头上,年,李克强总理在参加钢业座谈会上,便提到了中国至今都不能生产模具钢,圆柱笔上的圆珠也是一直依赖进口。

正是因为总理特意提出来了这件事,很多人也是这个时候才知道,原来我国竟然生产不出看上去十分普通的圆珠笔的圆珠,“圆珠笔之问”也成为了我国的“制造业之问”。

作为世界上最大的圆珠笔生产国,我国的圆珠笔却一直处于核心材料高度依赖进口的尴尬境地中。

我国最大的制笔企业、宁波贝发笔业品质部的经理就曾说过我国的笔头不锈钢材料基本上都是从日本进口的,中国每年要进口上千吨的生产笔尖的钢材,一吨约12万美元(约合人民币80万元),每年要付出外汇万美元(约合人民币1亿元)。

那么小小的、看起来再普通不过的圆珠笔头的生产制造究竟难在哪里呢?

我们先来了解一下圆珠笔的问世历史。

年,一个名叫约翰·劳德的美国人提出了关于圆珠笔的设计方案,并且申请了专利登记,他发明的这种笔其实已经有了圆珠笔的雏形,比如说笔尖上有一个圆珠,并从墨水囊中获取墨水书写。

但是这种圆珠笔漏墨十分的严重,所以约翰·劳德申请的专利也没有成功获批。

后来到了年,匈牙利人约瑟夫·比罗发明出了一种圆珠笔,也就是我们现在广泛使用的圆珠笔。

比罗在多国成功申请了圆珠笔专利,从此,圆珠笔开始在全世界普及流行开来,在阿根廷,人们甚至就把圆珠笔称为“比罗笔”,比罗的生日还是“发明家节”、

圆珠笔和那些“国之重器”的发明比起来,虽然只是一个小发明,但是对人类文明的影响却是极其深远的,英国的一家报纸曾经评选出项改变世界的小发明,圆珠笔便排在第9位。

下面就来详细地为大家介绍一下圆珠笔头究竟有多难造,生产一个小小的圆珠笔头需要二十多道工序。

圆珠笔头分为两部分:一部分是笔尖上的球珠,另一部分是球座体。由这两部分制成的圆珠笔,其合格标准也很严苛:要满足在同一个角度下连续不断地书写米,并且中间不可以出现断线、笔迹不连贯的情况,这样才算是合格。

我们先来看看球珠的制造难度、球珠一般是由黄铜、铝或者碳化钨制成,在早期黄铜和铝还会被使用,不过目前的制造材料一般都是碳化钨了。

碳化钨的硬度比钢要高数倍,只比金刚石的硬度稍微小一点。这种碳化钨球珠的直径在0.5毫米到1毫米之间。

碳化钨球珠主要的制造工艺就是用钢丝冲剪或成型锻压,将碳化钨剪成或压成一个个小方块,再把这些小方块的边角研磨掉,使它们变成一个个又光又滑的小圆珠。

在研磨的过程中,中间还需要停下来好几次,停下来的目的是将对这些小圆珠进行测试,保证小圆珠光滑度适中。

之所以要强调光滑度适中,是因为如果小圆珠太过光滑了,那么就会粘不上墨汁,那么也就写不出来字,所以这个研磨的过程实际上比想象的要复杂的多,生产一颗碳化钨的小圆珠笔珠需要断断续续地研磨几十个小时。

研磨过程中最难的地方就是怎么样在极大的数量前提条件下,把这么小的圆球,都做到一模一样的尺寸。这需要十分精密的研磨体系和技术人员的工匠精神。

然而球珠地制造我国早已经实现了技术独立,不仅可以满足国内的生产需要,还大量地进行出口。

我国一直无法突破的是圆珠笔头的第二个部分——球座体的制造。现在来说一说球座体的制造,球座体的制造也是整个圆珠笔头最核心的制造工艺。

关于球座体的制造无论是原材料还是生产设备,都长期地掌握在日本、瑞士的手中。

球座体的直径只有2.3毫米,关键部位的尺寸精度要求在2微米之内,在放置小圆珠的地方,厚度不能超过0.4毫米。由于后期要进行高精度的加工,所以制造球座体的材料既要容易切削,但是又不能随意开裂,这对不锈钢原材料提出了极高的性能要求。

这种不锈钢材料也就是“易切削不锈钢”,被称为“笔尖上的明珠”。国外的易切削不锈钢技术发展较早,特别是日本,易切削不锈钢的发展速度十分惊人,如SF13、SF20T等,平均年增长率都在10%左右。

而我国的易切削不锈钢技术发展较晚,其机械物理性能、切削性能等方面都和发达国家存在着较大的差距。

这也就是我国的圆珠笔制造一直被“卡脖子”的地方,这个瓶颈一直迟迟无法突破,需要大量地从国外进口易切削不锈钢。

为了实现圆珠笔头的自给自足,国家早在年就开启了技术攻关,攻关的主要技术场所就是位于山西的太钢集团技术中心,工程师和技术人员们在没有任何国外借鉴和参考的艰难条件下,不断地积累数据、调整参数、设计工艺方法。

经过5年多攻关实验,试验终于在年9月获得成功,第一批中国制造的直径为2.53毫米的不锈钢终于出炉了。

这批不锈钢在宁波贝发笔业的实验室里经过了好多轮的极限测试,已经被一些生产笔头的企业开始使用,在未来有望完全替代进口。

这使得我国彻底打破了国外企业对这种不锈钢钢材的垄断,也使国内圆珠笔生产企业的制造成本大幅度下降,更是回答了总理的“圆珠笔之问”。

小小的圆珠笔头也给了我们中国的制造业无数的反思和启示,怎么样由“大”往“强”发展,我国的钢铁企业已经出现了严重的产能过剩,然而很多高精尖的钢铁却仍然需要从国外进口,这就要求我们必须要转变发展理念,实施创新发展,坚持深化供给侧结构性改革,去产能、去库存。

圆珠笔头的故事完美落幕了,然而对于整个中国制造业来说,我们希望也期待看到更多类似的故事。

作者:乔木校稿编辑:W



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