圆珠笔易于携带、方便耐用,被广泛地应用到生产、生活中。据统计,包括笔芯在内,中国圆珠笔年产量已达到400多亿支。从数量上来看,我们是当之无愧的制笔大国,但还不是制笔强国。
圆珠笔头分为笔尖上的球珠和球座体。目前,我国在生产直径在0.5-1.0毫米的碳化钨球珠具备良好基础,但是对于直径2.3毫米的球座体,无论生产设备还是原材料,长期以来,都掌握在日本、瑞士等国的手中。
一个小小的圆珠笔头,有那么难造吗?看似简单的圆珠笔头,其实里面大有乾坤。一般笔头的开口处厚度不到0.1毫米,笔头上的碗口部位,它的尺寸在2微米,表面粗糙度要求在0.4微米(0.0004毫米),笔头里面有不同高度的台阶和5条引导墨水的沟槽,加工精度都要达到千分之一毫米的数量级,其硬度、开口大小、油槽位置必须搭配得天衣无缝。这样精度的笔头,要承受各种书写姿势带来的压力和摩擦,同时还要和滚珠完全贴合,既要书写流畅,又不能漏油。因此,笔头的每个参数都要由计算机精确计算到头发丝的十分之一,加工误差不能超过0.003毫米。这样的加工精度,要求不锈钢材料既要容易切削,加工时还不能开裂。
制作笔头的原材料并非普通钢材,它必须使用很多微量元素,如碳、硅、锰、磷等,把钢材调整到最佳性能才能达到制造要求。微量元素配比的细微变化直接影响钢材质量,同时,钢水并不像一锅菜汤好搅匀,加入的微量元素往往聚集不散,钢材配比和加工工艺更是终极秘密,如果找不到,只能依赖进口。科研人员不断尝试,把在钢水中加入的块状添加剂变细变薄,研磨成粉,吹进炼钢炉,或做成条或丝煨进去,目的是使钢水和添加剂融合得更均匀,从而增强了钢的切削性。
通过不断积累数据,调整参数,修改生产工艺,科研人员终于在显微镜下看到了分布均匀的晶体,以及合格的延伸度、抗拉强度和硬度。
2016年9月,在中国某企业的轧钢车间,红热的不锈钢柱被挤压成纤细的钢条,之后,钢条被拉伸成钢丝,再切削出圆珠笔头,至此,实验获得成功,不久后,第一批切削性好的钢材出炉了,这批直径2.3毫米的不锈钢钢丝终于烙上了中国制造的印记。
王达名